Descripción

El módulo estándar industrializado se configura mediante la superposición de capas técnicas que garantizan las prestaciones mecánicas e higrotérmicas. Aunque la configuración varía según el proyecto, la estratigrafía tipo se compone de:

1. Subestructura: esqueleto principal formado por perfiles de acero galvanizado conformados en frío (típicamente con sección en «C», «U» o «Sigma») de alta resistencia. Las uniones se realizan íntegramente en seco mediante tornillería estructural. En el caso de cubiertas inclinadas, esta estructura se organiza conformando cerchas o cabriadas que resuelven la pendiente y salvan las luces del proyecto.
2. Tablero estructural: elemento superficial fijado directamente a la perfilería metálica. Su función es doble: aportar estabilidad espacial al conjunto (evitando el volcamiento o deformación de las cerchas) y servir de soporte base continuo. Habitualmente se utilizan tableros de virutas orientadas (OSB), multilaminado fenólico o, en el caso de forjados y cubiertas planas, chapa grecada.
3. Aislamiento del núcleo: material aislante, preferentemente lanas minerales, que garantizan un mayor aislamiento acústico frente a otros materiales como el poliestireno extrusionado, además de proporcionar la resistencia térmica base, rellenando la totalidad del espesor entre montantes.
4. Membranas de estanqueidad:
   1. Barrera de vapor: lámina técnica instalada siempre en la cara caliente del cerramiento. Su propósito es controlar el flujo de humedad proveniente del interior del edificio y evitar la formación de condensaciones intersticiales que puedan comprometer el aislamiento o la perfilería.
   2. Lámina impermeable transpirable: membrana de protección dispuesta en la cara exterior, inmediatamente bajo la cobertura final o el sistema de rastreles. Protege la estructura y el aislamiento frente a posibles filtraciones de agua y la acción del viento, permitiendo simultáneamente la evacuación del vapor de agua contenido en el cerramiento.
5. Acabado y revestimiento: capa final que dota a la cubierta de su terminación estética y protección definitiva contra la intemperie. En cubiertas inclinadas, consiste en tejas, chapas grecadas o paneles sándwich fijados sobre correas metálicas accesorias. En cubiertas planas, incluye la impermeabilización principal (membranas sintéticas tipo PVC o EPDM) y su correspondiente protección superior (grava, solados o sistemas de cubierta verde ajardinada).

Ventajas

• Velocidad de ejecución y montaje. La rapidez es uno de los mayores puntos fuertes de este sistema industrializado. Al estar basado en la precisión milimétrica y el preensamblaje en taller (off-site), se evitan errores en obra y se garantizan tiempos de ejecución reducidos en comparación con métodos tradicionales.
• Ligereza estructural. El sistema presenta una elevada relación resistencia/peso, lo que reduce drásticamente las cargas transmitidas a los cimientos o a la estructura preexistente. Además, gracias a la ductilidad del acero conformado en frío, la estructura es capaz de absorber deformaciones sin llegar al punto de rotura, ofreciendo una óptima respuesta ante terremotos.
• Durabilidad y resistencia biológica. A diferencia de otros sistemas, el acero galvanizado es inmune al ataque de microorganismos como hongos, moho y bacterias. Tampoco sufre patologías por humedad capilar y mantiene sus propiedades inalterables durante todo su ciclo de vida, lo que se traduce en una necesidad casi nula de mantenimiento.
• Optimización térmica, acústica y de espacio. La configuración de los perfiles metálicos permite alojar gruesas capas de material aislante directamente en el interior de la cavidad estructural. Esto posibilita alcanzar exigentes estándares de eficiencia energética y confort acústico reduciendo al mínimo el espesor total de la cubierta y maximizando el espacio útil.
• Facilidad de integración de instalaciones. La perfilería estructural suele suministrarse con perforaciones o troqueles de servicio pre-mecanizados en el alma de los montantes (service holes). Esto facilita el paso de las redes de fontanería, electricidad y telecomunicaciones por el interior de los muros y techos sin necesidad de realizar rozas destructivas ni debilitar la sección resistente, agilizando la intervención de los oficios.
• Idoneidad para rehabilitación y remontas. Debido a su ligereza (carga muerta muy baja), el Steel Frame es la solución técnica óptima para la sustitución de cubiertas en edificios antiguos con estructura debilitada o para la ejecución de remontas (ampliación de plantas en altura) sin necesidad de realizar costosos refuerzos en la cimentación o estructura portante existente del edificio.

Inconvenientes

• Alta conductividad térmica del material. El acero es un excelente conductor térmico, lo que propicia la aparición de puentes térmicos en la perfilería estructural si no se resuelve adecuadamente. Es imprescindible el diseño e instalación de aislamientos continuos por el exterior (sistemas tipo SATE) o el uso de roturas de puente térmico para evitar pérdidas energéticas y condensaciones intersticiales.
• Exigencia de mano de obra especializada. El montaje del sistema requiere personal técnico cualificado y con formación específica en construcción en seco, ensamblaje mecánico y lectura de planos de taller (ingeniería de detalle). No es compatible con operarios acostumbrados exclusivamente a la obra húmeda tradicional.
• Riesgo de corrosión bajo condiciones extremas. Si bien los perfiles cuentan con tratamientos galvánicos de protección (capas de zinc), el sistema puede ser vulnerable si se instala en ambientes marinos muy agresivos o atmósferas industriales altamente corrosivas sin prever recubrimientos especiales, aleaciones superiores (como el zinc-magnesio) o si se producen daños severos en el galvanizado durante el montaje.
• Transmisión acústica estructural. Aunque el cerramiento en su conjunto alcanza altos niveles de aislamiento a ruido aéreo (gracias a las lanas minerales y las distintas placas), la estructura metálica desnuda es propensa a transmitir vibraciones y ruidos de impacto. Esto obliga a la instalación rigurosa de bandas acústicas desolidarizantes en todas las uniones de los perfiles con los paramentos y forjados.
• Limitación en grandes luces sin estructura auxiliar. Si bien las cerchas permiten luces considerables, para salvar distancias muy grandes (tipo naves industriales o grandes espacios diáfanos) el sistema de Light Steel Frame (perfiles de espesor fino < 3mm) puede resultar insuficiente o antieconómico por la cantidad de acero requerida, siendo necesario recurrir a estructuras de acero laminado en caliente (vigas IPN/HEB) híbridas.

Recomendaciones de diseño

• Fijar un intereje constante. Se definirá la separación de montantes en función de los múltiplos del ancho estándar del tablero estructural y optimizar el material.
• Prevención del volcamiento de las cabriadas. Dadas las características geométricas de la cabriada, esta posee una rigidez tal que no se deformará al recibir cargas laterales en la dirección de su propio plano. Sin embargo, ante las cargas laterales perpendiculares a su plano, las cabriadas tenderán a rotar alrededor del eje definido por la línea de sus puntos de apoyo. Es fundamental colocar un elemento rigidizador capaz de impedir estas posibles deformaciones y desplazamientos, logrando así evitar el efecto de volcamiento y asegurando que las cabriadas trabajen en conjunto al «coserlas» entre sí.
• Instalación del diafragma de rigidización. Para materializar esta estabilización estructural en la cubierta, se recomienda la ejecución de un diafragma de rigidización continuo. Este se conforma habitualmente mediante la fijación de tableros de multilaminado fenólico, u otros materiales análogos, directamente sobre las cabriadas.
• Tratamiento acústico mediante el principio «Masa-Resorte-Masa». Para bloquear eficazmente la transmisión de ruido aéreo a través de la cubierta, la estratigrafía debe diseñarse combinando elementos masivos (placas de alta densidad o tableros que actúan como «masa») separados por un elemento amortiguador (lana mineral que actúa como «resorte» o «molla»). Esta configuración absorbe y disipa la energía vibratoria de la onda sonora en forma de calor antes de que alcance el interior.
• Arriostramiento mediante flejes y correas. Como sistema de estabilización alternativo o complementario, se deben disponer Cruces de San Andrés ejecutadas con flejes metálicos. Simultáneamente, se instalarán correas longitudinales que cumplen una doble función: sirven para el arriostramiento y rigidización general de la estructura, y actúan como base para la fijación de la chapa de terminación de la cubierta.