El Código Técnico de Edificación dispone un marco integral de adecuación arquitectónica para garantizar la calidad de los edificios. Así, conviene conocer cada variable que pueda influir en su estabilidad, como, por ejemplo, la acción del viento. Por ello, hemos preparado un artículo para explorar su potencial de afección.
Como te puedes imaginar, este es uno de los fenómenos atmosféricos que más se tienen en cuenta en la etapa de planificación. La forma de estudiarlo pasa por el uso de fórmulas y aproximaciones presentes en el código civil, ensayos en túnel de viento físico o simulación por ordenador (o túnel de viento virtual). Como os podréis imaginar, para aquellos casos en los que el código civil no sea suficiente para estudiar los fenómenos de cargas de viento, el túnel de viento virtual es mucho más eficiente que el físico, dado que minimiza el tiempo necesario y el coste económico. Igualmente, arroja más información y resultados mucho más precisos que si solo nos adecuamos al CTE.
CTE
Este es un instrumento básico para garantizar que un edificio cumple con valores de calidad mínimos. Estos son, además, exigidos por la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación. Pero ¿sabes qué dice respecto al viento? Estos son los principales criterios que reconoce:
Por un lado, este fenómeno puede estar condicionado por el racheo, la dirección o su intensidad. Queremos detenernos en este último valor, que se distribuye en tres niveles fundamentales, de acuerdo con la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET):
- Fuerte: superior a 40 km/h.
- Muy fuerte: superior a 70 km/h.
- Huracanado: superior a 120 km/h.
Es importante que los edificios mantengan ciertas condiciones de permeabilidad, sobre todo, cuando el entorno muestra una humedad relativa superior al 30 %. En estos casos, hablamos de ambientes en los que la mayor presión atmosférica puede incidir en el exterior de la edificación y ocasionar un desequilibrio.
Merece tu atención que el ámbito de aplicación del CTE no es universal. En su lugar, se reconocen ciertas exclusiones:
- Cuando la edificación tenga una altitud superior a 2000 metros sobre el nivel del mar, dado que las presiones de viento fluctúan más y se deben establecer a partir de datos empíricos disponibles.
- Cuando los edificios tengan una esbeltez mayor de grado 6, es decir, cuando el alto sea el séxtuple que el ancho de la base, puesto que exige detallar con mayor precisión cómo será la influencia del viento.
Efecto del viento
Un edificio con una esbeltez superior al grado 4 presenta una mayor tendencia al volteo, es decir, al desnivel en su estructura interna cuando se somete a la acción del viento. Desde el punto de vista técnico, podemos definir este fenómeno como la fuerza perpendicular derivada de un cambio de presiones atmosféricas en un punto determinado.
Como probablemente sepas, en cada región española hay un régimen eólico propio que determina tanto la orientación como la dirección y la inclinación (esta última, en mayor medida). Sin embargo, ningún punto de la geografía está exento de la llegada de temporales que supongan un cambio en la dinámica habitual.
Lo anterior plantea un problema, y es que no podemos predecir desde dónde impactará el viento en cada momento. Como solución, las mediciones se efectúan desde todas las direcciones. Incluso se obvia la existencia de edificios colindantes para que la planificación no quede sujeta a cambios en la planificación urbanística.
Mediciones necesarias
Llevar a cabo las mediciones para reconocer la incidencia eólica sobre una construcción es bastante complejo. Sin embargo, es posible anticipar cuál será para mejorar la seguridad. Existe una fórmula de cálculo que ofrece resultados muy precisos sobre la presión estática (la que ejerce el viento), y es la siguiente:
Presión estática = Presión dinámica (0,5 kN/m²) x Coeficiente de exposición (2) x Coeficiente eólico
Las dos primeras variables suelen mostrar cifras estables en todo el territorio nacional, aunque dependiendo de donde esté emplazado el edificio estos valores de carga de viento cambiarán acorde al mapa de viento característico de la zona. La última se identifica con la relación entre la velocidad y la dirección que tome el viento, así como con su inclinación. Está determinada por el área de influencia que ejerce la acción eólica, la posición de la edificación y la forma del edificio (partimos de una base media con cuatro lados).
Obviamente, siempre es conveniente introducir ciertas variables adicionales, o bien descartarlas, según el caso:
- Cuando la cubierta sea plana, no hay que tenerla en cuenta, dado que el viento no ejercerá casi presión (a no ser que la inclinación sea demasiado marcada por una inversión térmica extrema, algo que no es frecuente).
- Cuando se desee medir el potencial de resistencia que tenga cada elemento arquitectónico, se hará en una fórmula aparte, atendiendo a sus materiales y sumándolo al resultado del cálculo principal.
Metodología para las mediciones
En aquellos casos en los que la forma del edificio no quede recogida en el código de edificación, será necesario la realización de ensayos físicos en túnel de viento para estimar la influencia del viento. Gracias a la industria 4.0, es posible desempeñar estas técnicas avanzadas de medición de una manera más rápida, precisa y económica. El túnel de viento virtual ha desarrollado nuevas metodologías que permiten efectuar mejores simulaciones y con una inversión económica, logística y de tiempo menor que con el físico.
Mediante un estudio de aerodinámica, se detectan valores más precisos que con solamente adaptarse al CTE. Uno de ellos es el coeficiente aerodinámico, que cobra especial relevancia en edificios de gran volumen. Este se puede definir como la resistencia que la edificación tiene frente a la acción eólica.
Otra de las ventajas de la simulación virtual es el gran potencial de la simulación CFD (dinámica de fluidos computacional). Permite simular cómo será el comportamiento del aire y cómo influirán otros parámetros, como la temperatura.
Partiendo de lo anterior, hay un método propio para las mediciones en túnel simulado:
- Calculamos la distribución de presiones, incluso en edificios con una forma geométrica no habitual (que son las que no aborda el CTE). Este es otro motivo para entender por qué es esencial usar el túnel virtual.
- Diseñamos el edificio al detalle, prestando atención a cada plano de la geometría para recrearlo con plena fidelidad a la estructura que tendrá cuando se construya.
- Efectuamos las simulaciones y tomamos datos para averiguar qué impacto tendrá el viento en cualquier inclinación y desde todas las orientaciones.
La acción del viento es un fenómeno que puede afectar de manera considerable a la estabilidad de un edificio. Gracias a la tecnología de Symula, puedes efectuar mediciones precisas basadas en la toma masiva de datos. Explora nuestras opciones y solicita información para beneficiarte de las ventajas del túnel virtual frente a las del físico.
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