- Edificio industrial
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Edificio industrial
Símbolo de nave industrial.
Se denomina nave industrial o edificio industrial a toda construcción destinada a albergar la producción y/o almacén de bienes de naturaleza industrial. Estos edificios dan cobijo a las personas y máquinas que participan de la actividad económica que se desarrolla en su interior, protegiéndolos de las inclemencias atmosféricas, y generando las condiciones adecuadas para el trabajo. La cantidad y variedad de actividades económicas que puede albergar una nave industrial es innumerable, presentando cada una de ellas una serie de requerimientos que el edificio industrial debe satisfacer. Cada uno de estos requerimientos puede condicionar el proyecto de una nave industrial, y ello ha dado lugar a que a lo largo de los años se hayan desarrollado un gran número de soluciones constructivas.
Las naves industriales son edificios eminentemente funcionales, diáfanos, con luces considerables, orientados a facilitar la producción y todas las actividades relacionadas con la misma: trabajo de los operarios, transporte interno, salida y entrada de mercancías, etcétera.
Contenido
Los primeros edificios industriales surgieron en torno a las ciudades en los siglos XVIII y XIX, en el contexto de la Revolución industrial y con la invención de la máquina de vapor como principal hito tecnológico. Las elevadas chimeneas de las calderas empleadas para producir vapor cambiaron el paisaje urbano y trajeron consigo una nueva forma de vida que con el tiempo transformó por completo la sociedad. La economía anterior a la Revolución industrial estaba basada en el trabajo artesanal particular (o familiar), y organizado en Gremios. Con la Revolución industrial, la producción tiende a concentrarse en edificios creados en torno a las máquinas y fuentes de energía (carbón, vapor). Estos edificios fueron las primeras fábricas, entendidas como núcleos de trabajo donde acuden los obreros para producir bienes de forma masiva.
Grabado del interior de un edificio industrial en 1868.Arquitectura tradicional aplicada a la industria
La construcción de las primeras fábricas no trajo aparejado un nuevo tipo de arquitectura. Los tipos estructurales tradicionalmente empleados en la construcción de iglesias, edificación civil, talleres artesanales, etc. se aplicaron también para la construcción de edificios industriales. Algunos de estos tipos estructurales tradicionales son:
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- Muros de carga con viga de madera.
- Muros de carga con cuchillo (cercha) de madera.
- Muros de carga con bóveda de obra de fábrica.
- Bóveda tabicada.
Con la viga de madera sobre muros de carga podían alcanzarse luces en torno a los 6 metros, por lo que se hizo necesario evolucionar hacia formas más complejas como el cuchillo de madera que permitió alcanzar mayores luces. Los cuchillos no son más que una forma primitiva de las cerchas, que a su vez son conjuntos planos triangulados con el fin de que las barras trabajen a esfuerzos axiles (tracción o compresión). Los muros de carga por su parte se levantan a base de ladrillos o mampostería, y en algunos casos sufren modificaciones como la inclusión de pilastras para reforzar la estabilidad lateral del muro. Las bóvedas, fuesen de obra de fábrica o tabicadas, tampoco permitían alcanzar grandes luces con lo que, en definitiva, los edificios industriales construidos con tipos estructurales tradicionales poseían típicamente una planta estrecha y alargada. Estos edificios, por lo general, carecían de lo que hoy en día se conoce como estructura, entendida como un esqueleto que recoge las cargas y las transmite hasta cimentación. El soporte del conjunto se conseguía apoyando la cubierta de forma continua a lo largo de los muros, que ejercían una doble función: por un lado, eran elementos de cerramiento que delimitaban el espacio interior del exterior a la nave, y de otro lado, eran elementos estructurales que debían resistir las cargas.
También son característicos los edificios industriales en altura, divididos en plantas con una apariencia similar a los bloques de viviendas, en los que la producción de energía y las máquinas pesadas se sitúan en la planta baja, mientras que en las plantas superiores se desarrollaban las labores de manufactura y trabajos poco mecanizados realizados por los obreros, que se ayudaban en todo caso por herramientas y maquinaria ligera.
Cualquiera que fuese el edificio industrial, una característica común es la escasa existencia de aberturas para ventilación e iluminación del interior, reflejo de la escasa importancia que se le daba a las condiciones de trabajo de los obreros, convirtiéndose en muchos casos las fábricas en lugares insalubres.
El nacimiento de la arquitectura industrial
Las soluciones tradicionales, basadas en muros de carga y cubiertas de madera o bóvedas, se muestran incapaces de satisfacer las crecientes necesidades de la incipiente industria: diafanidad, grandes espacios productivos, mayor iluminación, funcionalidad, etc. Se hace imprescindible, por tanto, el surgimiento de una Arquitectura Industrial propiamente dicha, que aporte nuevas soluciones constructivas en forma de nuevos tipos estructurales. Y en este aspecto juegan un papel decisivo los avances en siderurgia y técnicas de unión. Algunos personajes destacados, como Benjamin Huntsman, Sir Henry Bessemer, Sir William Siemens (procedimiento Martin-Siemens) y Paul Héroult fueron desarrollando sucesivamente a lo largo del siglo XIX nuevos procesos para la obtención de acero. Este material se introdujo rápidamente en el campo de la construcción, y como resultado, se desarrollaron nuevos tipos estructurales, como los siguientes:
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- Muros de carga con cuchillo de madera y metal.
- Muros de carga con cercha metálica.
- Pilares de obra de fábrica con cercha metálica.
- Columnas de fundición con cercha metálica.
- Muro de carga más soporte metálico con cercha metálica.
- Soportes metálicos con cercha metálica.
Como puede verse la introducción del acero como material estructural posibilita la creación de un abanico de combinaciones. Pueden mantenerse los tradicionales muros de carga introduciendo el acero en las cubiertas, pueden emplearse columnas de fundición, pueden combinarse los muros de carga con los soportes (pilares) metálicos, o finalmente, hacer una nave completamente metálica. Destaca la utilización profusa de las cerchas metálicas. Estos elementos se elaboran a partir de perfiles de acero que se disponen triangulados, y cuyas uniones se ejecutan remachadas. Se caracterizan por ser elementos resistentes de fácil ejecución y con gran aprovechamiento del material, permitiendo alcanzar grandes luces. Además, algunos de los nuevos tipos estructurales introducen el concepto estructura o 'esqueleto portante', como es el caso de las columnas de fundición con cercha metálica. De esta forma, el apoyo del edificio no se realiza sobre elementos continuos como es un muro de carga, sino sobre elementos lineales como son las columnas, o pilares.
El dominio de las estructuras de acero exige la invención o mejora de las técnicas de unión, principalmente, la soldadura y el roblonado. Y en este aspecto es decisivo el desarrollo de los fundamentos de la elasticidad y la resistencia de materiales, que dotaron al campo de la construcción de herramientas que permitían, por un lado, calcular los esfuerzos en estructuras complejas (hiperestáticas), y por otro lado, comprender la forma en que los materiales resisten las cargas (distribución de tensiones en el seno del material). Esto sentó las bases para comprender cómo trabaja, no solamente una sección de un perfil, sino también una unión roblonada, soldada, o cualquier otra, cómo se distribuyen los esfuerzos, cuál es el punto débil de la unión, etc. Los proyectistas consiguieron así una base científica en la que apoyar los cálculos de sus construcciones, y a la vez un punto de partida para mejorarlas.
El hormigón armado
Otro hito decisivo en la historia de la construcción en general, y por extensión, de la edificación industrial, es la invención del hormigón armado, generalmente atribuida a William Wilkinson en 1854. Hasta los inicios del siglo XX, el desarrollo del hormigón armado se basó en el sistema de patentes. Se comenzó utilizando este material para la construcción de depósitos, silos y estructuras similares, mientras que los avances en nuevos tipos estructurales para estructuras de edificación basados en la utilización del hormigón armado se patentaban.
Desde el punto de vista resistente, el hormigón es un material de ofrece una considerable resistencia a compresión, mientras que no soporta las tracciones (razón por la que es imprescindible armarlo). Algunas de las grandes aptitudes de este material son la durabilidad y la resistencia al fuego, siempre que los recubrimientos de las armaduras sean suficientes. Además, se distingue entre el hormigón 'in situ', que es aquél vertido directamente en obra, y el hormigón prefabricado, que es aquél que ha sido vertido, ha fraguado y ha endurecido en una central de hormigonado. Las estructuras de hormigón prefabricado son relativamente modernas, siendo los primeros tipos estructurales de hormigón 'in situ'. Algunos tipos estructurales de hormigón son los siguientes:
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- Pilares con arco atirantado de hormigón armado.
- Arco de hormigón armado.
- Soportes y cercha de hormigón armado.
- Soportes y bóveda de hormigón armado.
- Pórtico de hormigón armado.
Naturalmente, el hormigón armado puede combinarse con otros materiales para dar, por ejemplo, estructuras a base de soportes de hormigón y cercha metálica.
La edificación industrial en la actualidad
En el campo de la edificación industrial, tradicionalmente dominado por la construcción metálica, se viene produciendo desde finales de la década de los 90 del siglo XX un crecimiento de las naves industriales de hormigón prefabricado, llegando a alcanzar una posición dominante en el mercado.
En cualquier caso, sean metálicas o de hormigón, las naves industriales se sitúan hoy en día en espacios previstos por los planes de ordenación urbanos, en terrenos especialmente autorizados y conocidos como polígonos industriales, habilitados y equipados por los diferentes Ayuntamientos u otras autoridades competentes en esa materia.
Los polígonos industriales tienen la particularidad de contar con una serie de servicios comunes, como pueden ser: abastecimiento de energía eléctrica, abastecimiento de agua, red telefónica, así como buena comunicación con carreteras, ferrocarriles, puertos marítimos o aeropuertos.
Toda nave industrial que se desee construir necesita previamente la realización de un Proyecto realizado por un ingeniero o arquitecto competente que establezca todas las características constructivas de la nave de acuerdo con el Pliego de condiciones que determine el uso y dimensiones que vaya a tener la nave que se quiera construir.
Para construir una nave industrial se requieren materiales de construcción, estructuras metálicas, cubiertas aligeradas y equipamiento auxiliar.
The McDonnell Planetarium construida por Gyo Obata en St Louis, USA,- Solar: debe ubicarse en una zona que disponga de electricidad, teléfono, abastecimiento de agua, red de saneamiento, etc. A ser posible ubicada en un polígono industrial que tenga buenos accesos. Asimismo debe realizarse un estudio geotécnico sobre los trabajos de movimiento de tierras y consolidación del suelo que deben realizarse.
- Cimentación: hay diferentes procesos de cimentación de las naves industriales de acuerdo a las características y usos que vaya a tener la nave, siendo la cimentación más recomendable las que utilizan un sistema de zapatas de hormigón armado, y que hace posible unir todas las zapatas mediante vigas riostras, que disminuyen los efectos de los asientos diferenciales y que además servirán para apoyar los cerramientos laterales. Una vez concluida la cimentación se procede a realizar las canalizaciones y el acondicionamiento del suelo.
- Estructura: La estructura metálica es la parte de cálculo de ingeniería más delicado de una nave industrial, con el fin de darle la mayor seguridad posible al precio más económico. Existen estructuras metálicas o pórticos de geometría variable. Existen diferentes tipos, elegidos siempre en función del tipo de superficie y usos de la nave: tubular, pretensada, celosía, perfil de sección variable, perfil de alma llena, etc.
- Cubierta: Hay varios tipos de cubiertas, techos, tejados, o cerramiento para las naves industriales entre las que destacan las del sistema conocido como sándwich y las de panel con poliuretano inyectado. Son paneles de chapa que van solapados y atornillados a las correas de la estructura metálica. El sistema de sándwich consiste en realizar el montaje en la misma obra, colocando una primera chapa sobre la estructura, luego el aislamiento térmico y una última chapa por el exterior. El sistema de paneles con poliuretano inyectado, el sándwich se realiza en fábrica y en la obra se coloca de una sola vez, en este caso el aislante térmico es poliuretano. Para dar luz natural al interior de la nave pueden utilizarse cubiertas traslúcidas.
- Paredes: para la construcción de las paredes se puede utilizar tres tipos de materiales diferentes: paneles de hormigón, bloques de hormigón o paneles de chapa grecada. Por lo general se utiliza la combinación de más de un material Pueden también usarse, paneles traslúcidos para iluminar con luz natural el interior de la nave.
- Equipamiento: los equipos complementarios son aquellos elementos que se requieren para el mejor equipamiento de las naves industriales. Climatización, seguridad, ventilación, iluminación, puertas de acceso y control, instalación eléctrica, etc. Si la industria es estratégica posiblemente requiera un equipo de producción de electricidad autónoma para casos de emergencia o corte del fluido en la red.
Véase
- Polígono industrial
Fuentes
Categoría: Ingeniería -
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