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COMPORTAMIENTO TÉRMICO


El BLOQUE PENTATRON®  presenta un excelente comportamiento térmico debido a su núcleo de Poliuretano rígido de celda cerrada, que no se debilita, no se desplaza y no se asienta ni se comprime o de ningún otro modo, compromete la integridad de la clasificación de partida del  valor R.


El valor R está definido como la capacidad de un material, como aislante, para resistir el paso del flujo de calor. Valores bajos cercanos a la unidad, indican escasa o nula resistencia al paso del flujo. El BLOQUE PENTATRON® tiene un valor de R de 8’9 m2 ⁰K/W (considerando únicamente, la conductividad térmica de la espuma de poliuretano proyectada de celda cerrada; λ= 0’028 W/m·⁰K)  para el bloque estándar de 0’25 m de espesor.


COMBUSTIBILIDAD


Basándose en la norma ASTM E136-04 “Standar Test Methods for Fire Test of Building Construction”, los edificios construidos con paneles tipo SIP,  presentan una limitación en su altura, que puede llegar a ser de hasta 3 plantas como máximo.


CLASIFICACIÓN ANTE EL FUEGO


Basándose en la norma ASTM E119-08 “Standard Test Methods for Fire Test of Building Construction”, los SIP son conformes a las recomendaciones de la “International Building Code” 2603.4 como barrera térmica.


COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL


El BLOQUE PENTATRON®  comparte las mismas propiedades estructurales que una viga o columna “I”.  Las planchas externas cumple la función de las pestañas de la viga, soportando la mayor parte de momento de fuerza, mientras que el núcleo interno,, se comporta como alma que soporta las tensiones de corte. Una sección eficiente es aquella en la cual, aproximadamente, el peso del núcleo es igual al peso combinado de las planchas externas.


El núcleo es lo suficientemente rígido en la perpendicular a las planchas externas como para asegurar que éstas, permanecen separadas por una distancia constante en todos los puntos del bloque. Adicionalmente, el núcleo presenta la adecuada adhesión para evitar el deslizamiento de las planchas exteriores respecto al propio cuerpo del núcleo, lo que devendría en un comportamiento similar al de  dos vigas independientes en lugar de a una unidad compuesta.


El BLOQUE PENTATRON® combina en una única unidad,  varios elementos de los edificios convencionales tales como: postes y vigas, aislamiento térmico y barreras de vapor y de aire. Pueden ser utilizados en muchas aplicaciones diferentes: paredes exteriores, suelos, techos y cimientos, etc.


TECHOS Y CIMENTACIÓN


Dado que el peso total de un edificio con BLOQUE PENTATRON© es realmente muy bajo comparado con una construcción convencional, la cimentación debe calcularse teniéndolo obviamente en cuenta, lo que deviene normalmente en unos menores costes globales en la edificación. No obstante, es necesario que un experto, arquitecto o ingeniero, realice un proyecto para la cimentación de acuerdo con las normas locales de edificación antes de comenzar con el montaje del edificio.


Debido al poco peso de la estructura, es necesario que la unión de los paramentos verticales perimetrales con la cimentación en la obra, sea estanca al viento para impedir que su fuerza de empuje, pueda penetrar y concentrarse en el interior del edificio.


Por la misma razón antes mencionada, la unión de los muros perimetrales con el techo es crítica. Las recomendaciones de cálculo pueden consultarse aquí…


COMPORTAMIENTO ANTE SEISMOS


Los sistemas de edificación basados en la tecnología SIP,  tienen la más alta clasificación “Class 6 Seismic Designation” para materiales de construcción en el Estado de California, en Estados Unidos de América. Más información aquí…


PRINCIPIOS ESTRUCTURALES Y ENSAYOS DE REFERENCIA


Cargas concentradas


La  abolladura del núcleo es un resultado potencial del efecto de las cargas concentradas. Si bien gran parte del análisis de los SIP se puede simplificar a través supuestos tales como: el Principio de Saint- Venant, que ignoran cargas concentradas  los impactos de los anclajes y otros puntos de conexión deben tenerse en cuenta. Además de considerar los efectos de los elementos de fijación y anclaje de los SIP, el propio diseño de los mismos debe ser contemplado con cuidado, pues han de resistir sin fallar las cargas transmitidas.


Cargas transversales


Una carga transversal es una carga aplicada perpendicularmente al plano del eje longitudinal de una estructura. El cómo un SIP se comporta ante las transversales es crucial para su función como: pared (cargas de viento ) , techos (cargas de nieve ), o  forjados (las cargas vivas y muertas asociados con la ocupación). Debido a la relación entre las cargas transversales y la tensión de cizallamiento los SIP pueden soportar adecuadamente esas cargas.


De una forma similar al caso de momentos de flexión,  la tensión de cizallamiento interno ( τ ) en una viga simplemente apoyada, está inversamente relacionada con el momento de inercia:








En contraste con el caso de la tensión normal debido a momentos de plegado (donde las caras experimentan la mayor tensión), el núcleo del panel experimenta el mayor esfuerzo de cizallamiento debido a las cargas transversales. Para medir el comportamiento de los SIP para hacer frente a cargas transversales, pruebas estructurales han sido especificadas por la ASTM International y el International Code Council (ICC ). La prueba mide la carga transversal de deflexión cuando se aplica una carga perpendicularmente a la superficie del panel. Para paneles con materiales frágiles como revestimientos, CPI requiere " 5Lb/s.q.f ( 239Pa ) carga horizontal impuesta, las desviaciones de paneles de pared interiores no excederán de " L / 240 , donde " L " es la longitud del panel.


Los documentos de la ASTM requieren que las cargas se impongan en incrementos hasta la rotura del SIP. La deflexión es controlada a " mitad del tramo dentro de 3 pulgadas ( 76 mm) de cada borde y en el centro de la anchura del panel. " Los criterios del ICC para las pruebas de carga transversales requieren "paneles a prueba durante un doble tramo. . . para tener las mismas tres lecturas de deflexión tomadas en el punto de desviación máxima esperada basada en el análisis".


Los ensayos de carga transversal se hacen de conformidad con las Secciones 4.2 y 4.3 de las normas ASTM E72, donde un SIP se coloca en posición horizontal sobre dos vigas de acero que funcionan como elementos del bastidor. Dos cargas iguales se aplican mediante dos cilindros hidráulicos,  cada uno colocado a una distancia de un cuarto de la extensión de los soportes,  hacia la mitad del tramo. El CPI requiere "una precarga de aproximadamente 10 % de la carga máxima esperada que se aplicará para ‘fijar’ el SIP en el aparato de prueba" y la desviación a registrar. El panel se carga entonces en incrementos de carga hasta la rotura con las lecturas de deflexión tomadas con cada carga en la mitad del tramo, dentro de 3” de cada borde y en el centro de la anchura del SIP.  La deflexión para el lapso se calcula promediando las deflexiones obtenidas a partir de cada uno de los dos micrómetros.


Cargas axiales


Una carga axial es una carga aplicada a lo largo (o en paralelo a) y concéntrica con el eje principal de un miembro estructural. El eje está típicamente en relación con una pared de cojinete o una columna y por lo general, se refiere a las cargas verticales tales como, el peso del propio edificio. Estas cargas dan lugar a tensiones normales similares a las de los momentos de flexión.  Sin embargo, su distribución a través de la sección transversal del panel no tiene la misma relación lineal.  Usando una combinación de desplazamiento y la fuerza de los equilibrios,  las tensiones normales resultantes encontradas en la cara y el núcleo (constante a lo largo de cada uno)  se pueden calcular como sigue:














Mediante el cálculo de valores utilizando estas fórmulas, las caras del SIP claramente experimentan niveles más altos de tensión normal que el núcleo. Este nivel de estrés explica porqué las caras generalmente fallan debido a cargas axiales.


Según el Código Internacional de Construcción (IBC), la carga axial debe tenerse en cuenta si los SIP se van a utilizar en cualquier uso de tipo estructural, incluyendo cargas concentradas,  excéntrica y cargas laterales. Los procedimientos de prueba desarrollados por ASTM deben ser seguidos.  Las pruebas de carga axial están diseñadas para determinar la capacidad de un SIP para soportar cargas verticales desde los techos, pisos y paredes y para resistir las cargas laterales de las fuerzas del viento.


Los criterios de aceptación para la CPI  para los SIP requieren que: " los paneles de pared de carga deberán soportar una carga axial 9 aplicada con una excentricidad de 1/6 del espesor del panel en el interior o hacia el material de revestimiento más débil del  interior del panel. " CPI determina la carga axial permisible dividiendo la carga última (una carga que cuando se aplica dará lugar a fallo) por un factor de seguridad. Las cargas tolerables pueden  también ser  establecidas mediante la búsqueda de la carga a la cual, la deformación axial es igual o inferior a 0,125” (si esta carga es menor que la carga obtenida dividiendo la carga máxima por un factor de seguridad). El ensayo deviene del aparato de ensayo recomendado por la norma ASTM E72.  Una carga se aplica de manera uniforme a la parte superior del SIP, donde dos medidores de la compresión se colocan 2” pulgadas de cada esquina para registrar la carga de compresión axial.  Los medidores de la deflexión se colocan en la mitad del tramo para medir cuánto se desvía la muestra.


De acuerdo al ICC, la carga axial permisible se determina dividiendo la carga última por un factor de seguridad. Factores de seguridad se explican en la Sección 2.1.1. Por lo general se utiliza un factor de 3’0  ya que incorpora todas las condiciones de carga.


Carga de fatiga y carga de corte


Una carga de fatiga es una carga aplicada en el plano de un ensamblado que se alarga en una diagonal y se acorta en la otra. Una carga de corte es cualquier carga externa de traslación aplicada que crea tensiones tangenciales en una estructura que va a  reaccionar.  Para el International Buiding Code (IBC),  cualquier uso estructural de un SIP, las cargas de corte y de fatiga deben tenerse en cuenta. Cargas de fatiga y corte han de tenerse igualmente en cuenta en zonas sísmicas. Los requerimientos técnicos dependerán de los códigos de construcción locales.


Se requieren ensayos de corte por fatiga para muros  que resistan el viento y las cargas sísmicas. De acuerdo a la CPI “Acceptance  Criteria”,  la carga cortante permisible se determina a partir de la carga de fatiga a la que se produce una deflexión horizontal neta de 0.5” ( 12,7 mm ), o bien dividiendo la carga de rotura por un factor de seguridad según CPI “Acceptance  Criteria for Axial Walls Tests”.


Las normas ASTM E72 están diseñadas para medir "la resistencia de los paneles, teniendo un bastidor de madera estándar y revestidos de materiales laminados tales como: tablero aislante estructural, madera contrachapada, tablero de yeso,..etc. a una carga de fatiga  como podría ser el viento." El rendimiento del revestimiento es, por tanto, el objetivo de la prueba de ensayo.


Cargas sísmicas


El movimiento de las partículas debido a las fuerzas sísmicas es tridimensional, con los componentes x, y, z  (siendo “x” e “y” considerados horizontales y considerando “z” como vertical).  Los códigos de construcción están en su mayoría interesados ​​en las componentes horizontales del movimiento de tierra e ignoran, en gran medida, la componente vertical. Los edificios están diseñados para soportar cargas vivas y muertas verticales que han sido multiplicadas por un factor de seguridad y por ello, se cree que el factor de seguridad se hará cargo de cualquier incremento en el estrés causado por el componente vertical del movimiento de tierra.


El primer paso para el análisis sísmico es la determinación de las cargas sísmicas. Esto se puede dividir en los siguientes pasos básicos, cada una de los cuales se describe en ASCE 7.





Aceleraciones del movimiento de tierra, representados por el espectro de respuesta y los coeficientes derivados de este espectro , se determinarán de acuerdo con:




Las condiciones sobre el uso de estos métodos dependen del grupo de seísmos y de las características de la estructura del lugar. El procedimiento para determinar la respuesta de diseño espectral requiere la determinación del  mapa de respuesta espectral del máximo sismo considerando aceleraciones en períodos cortos de un segundo,  determinando de la clase de sitio. Usando estos parámetros, el espectro de respuesta general se puede determinar de acuerdo con ASCE 7.


Cada estructura se asignará un grupo sísmico (ASCE 7 Tabla 9.1.3), basado en su categoría de ocupación correspondiente (a partir de ASCE 7 Tabla 1-1) y un factor de ocupación correspondiente importancia como se indica en la Tabla 7 ASCE 9.1.4 ( y el IBC Tabla 1604.5 ). Todas las estructuras se asignarán a una categoría de diseño sísmico basado en su grupo sísmico y los coeficientes de aceleración de respuesta espectral de diseño, SDS y SD1 , de conformidad con la Tabla ASCE 9.4.2.1a o 9.4.2.1b (o Tabla IBC 1616,3 ( 1 ) o 1616.3 ( 2 ) ) , lo que le da la categoría de diseño sísmico más grave .


El cortante basal sísmico en una dirección dada se determina a partir del coeficiente de respuesta sísmica, determinado de acuerdo con ASCE Sección 9.5.5.2.1 y la carga muerta total y de porciones aplicables de otras cargas, como se indica en la Sección 9.5.3.

LA TECNOLOGÍA SIP


Es una mejora de la tecnología de los paneles estructurales con aislante (SIP), que es ampliamente conocida, especialmente en los EE.UU y en Canadá. El SIP es un material de construcción de tipo compuesto. Consiste en un núcleo de aislante rígido entre dos planchas de material estructural.


Las planchas pueden ser:



Y el núcleo interior puede ser:



MATERIALES


Es un material de construcción de tipo SIP, compuesto a base de dos capas de paneles con base de madera (DOC1, DOC2) con un núcleo interno de poliuretano de célula cerrada y que han sido unidos en fábrica, bajo condiciones determinadas (DOC3) y luego recubierto en su totalidad de una capa de elastómero de poliurea obteniéndose finalmente, un producto homogéneo a efectos mecánicos.


BLOQUE PENTATRON©


DESCRIPCIÓN


Es un material de construcción de tipo SIP pero recubierto en

su totalidad, por un elastómero de poliurea.


El BLOQUE PENTATRON© presenta claras ventajas

frente a otros productos SIP:




            largo del tiempo.


            de unión.


            acabado.













FORMATO ESTANDARIZADO


El BLOQUE PENTATRON©  es un material estructural ultraligero que actúa como muro portante. Lo fabricamos en diferentes medidas estandarizadas todas ellas de 0’25 m de grosor. Es fácil de manipular y no presenta puentes térmicos. Los bloques son muy sencillos de conectar entre ellos pues presentan puntos especiales de anclaje y unión para su perfecta conexión.













ASPECTO ACABADO


El BLOQUE PENTATRON©  se presenta en distintos modelos estándar que incluyen: paredes, techos, ventanas y puertas. Es un producto totalmente terminado en fábrica de modo que en obra, tan solo es necesario su montaje, exhibiendo un acabado tanto al exterior como al interior con las texturas seleccionadas por el cliente: ladrillo, piedra, madera, etc. Esta variedad de texturas  permite que las construcciones realizadas con el BLOQUE PENTATRON©  resulten casi indistinguibles de las realizadas con materiales tradicionales para el mismo tamaño.


TEXTURAS

Textura de ladrillo visto

Textura de piedra cortada

Acabados de hormigón

Acabado de piedra natural

Acabado en madera