Guía definitiva sobre vigas

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En la construcción de cualquier edificio intervienen una infinidad de factores y elementos que muchos desconocemos, pero que son primordiales para que los inmuebles se lleven a cabo correctamente. Uno de esos elementos que forman parte de la estructura de cualquier edificio son las vigas.

Hay varios tipos de ellas, sobre todo dependiendo del material del que estén hechas, y del peso que tengan que soportar. En este artículo te contamos todo sobre las vigas, para que sepas bien para qué sirven estos elementos, cómo se comportan y de qué materiales pueden ser, entre otras cosas. ¡Acabarás hablando como un ingeniero!

¿Qué son las vigas?

Antes de contarte todo lo que necesitas saber respecto a las vigas, queremos que sepas qué son realmente para que entiendas su comportamiento y origen. En el ámbito de la arquitectura y la ingeniería, la viga es aquel elemento estructural lineal que trabaja a flexión. La palabra viga proviene de latín biga, que significa “carro de dos caballos”. Las vigas destacan por su longitud 

(luz a partir de ahora), ya que las dimensiones en sección son mucho menores. Dicha sección suele tener forma rectangular, donde el lado mayor es más habitual ubicarlo en vertical (viga descolgada). Si se coloca al revés, la llamaremos viga plana. Esto en caso de que las vigas no formen parte de un forjado, en el que se embuten junto a otros elementos. 

Te comentábamos que las vigas trabajan a flexión. Es decir: provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. Es como si doblases un espagueti para intentar romperlo por la mitad: si sigues doblando, se romperá por el centro, ya que estás haciendo el esfuerzo desde los lados. Esa es la forma de trabajo de las vigas. Hay que tener cuidado en los puntos críticos.  En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o de punzonamiento. Otros esfuerzos que se pueden producir son los de torsión (como cuando retuerces una bayeta para quitarle el agua), sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado. Estructuralmente, el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.


Como muchos elementos, las vigas se pueden realizar de distintos materiales, dependiendo del tipo de construcción que queremos realizar. Durante la historia, el material más empleado para las vigas ha sido la madera. Como material tradicional, es el más idóneo para estos elementos, ya que puede soportar grandes esfuerzos a tracción, lo que no sucede con otro materiales tradicionales, como los pétreos y cerámicos (ladrillo, por ejemplo). Sin embargo, aunque la madera es un material perfecto para las vigas, es un material ortotrópico, que presenta diferentes rigideces y resistencias, según si los esfuerzos que aplicamos son paralelos a la veta o a contraveta.

A partir de la Revolución Industrial, las vigas se comenzaron a fabricar de otros materiales, como el acero. Éste es un material isotrópico: todas sus propiedades materiales son idénticas en todas las direcciones en cada punto de su forma. Esto implica que cuando se aplica una carga específica en cualquier punto de los ejes (X, Y o Z), mostrará la misma resistencia, tensión, deformación, dureza… A partir de la segunda mitad del siglo XIX, comenzó a usarse el hormigón armado para este tipo de elementos, y tiempo más tarde, el hormigón pretensado y el postensado. Pero lo cierto es que el acero presenta una relación resistencia/peso muy superior al hormigón, y las resistencias a tracción o compresión son también mucho más elevadas. Por ello, las vigas de acero se usan más actualmente que las vigas de hormigón.

¿Qué materiales empleamos más?

Te hemos ido adelantando, que dependiendo de qué uso tiene la viga, será de un material o de otro. También depende del país en el que se haga la obra. En España hemos empleado las vigas de madera en edificios más antiguos, de las cuales quedan aún vestigios, y con una buena rehabilitación conseguimos mantenerlas y emplearlas en diseños actuales. Las vigas de madera hoy en día se utilizan más en América del Norte, donde la producción de madera es mayor y tienen ya un proceso estandarizado de fabricación y ejecución de viviendas, sobre todo, con estructura completa de madera. En nuestro país, actualmente empleamos más el acero y el hormigón, tanto en obra nueva como en reforma. Además, hemos aumentado el uso de vigas prefabricadas de hormigón, lo que reduce mucho los tiempos de ejecución. A continuación, te queremos hacer una pequeña clasificación de las vigas que puedes encontrar en las construcciones más comunes. ¡No dejes de leer!

Tipos de vigas

Teniendo en cuenta las diferentes estructuras que podemos realizar para una edificación, las vigas son obligatorias en todas ellas para poder ponerla en pie. Los diferentes tipos de vigas que puedes encontrar son las siguientes:

  • Vigas tipo Flitch: son híbridas de madera y metal, generalmente acero, hecha con capas una encima de otra. Los perfiles de madera permiten que se claven en otras estructuras, mientras que las piezas de metal proporcionan una mayor fuerza y ​​capacidad de soporte de peso. 
  • Vigas de soporte: estas vigas son las que se utilizan principalmente en ventanales, balcones y puentes. Se encargan de redistribuir el peso de cualquier estructura que esté unida a las principales vigas estructurales de la construcción. Suelen ser, generalmente, vigas de hormigón armado.
  • Viguetas: se caracterizan por estar elaboradas a base de acero, madera u hormigón. Su función principal es ser el soporte o cimiento de plantas superiores. Se usan principalmente para rigidización del forjado, ya que soportará plantas y techos de edificaciones.
  • Dinteles: la función de este tipo de viga es soportar el vacío de ventanas o puertas. Se colocan en las aberturas de las paredes para que el hueco de estos elementos no suponga un problema en los muros.
  • Vigas de acero: estos elementos están prefabricados, y tienen una forma específica, según la necesidad estructural que tienen que cubrir. Existen los perfiles IPE, IPN, HEB… Cada uno de ellos tiene una cantidad de acero que, según la longitud, están preparados para soportar el peso necesario.


Usos de las vigas

A parte del uso principal de las vigas, que es crear la estructura de las edificaciones, tienen otros usos que es conveniente que los conozcas. La creación de escaleras voladas, por ejemplo, es gracias al uso de una viga empotrada en el muro. Fíjate en esta imagen: aparece una escalera y un desembarco, que da acceso a una estancia. Dicha escalera ¡está volando! Esta mágica situación se debe a lo que te comentamos: la viga que sujeta estas escaleras de chapa conformada de acero, es una viga empotrada. A ella está soldada esta chapa que forma los peldaños de la escalera, de forma que no se ve en absoluto cómo está sujeta. En este caso, la viga está funcionando a tracción, como si fuese un voladizo: hay un elemento que tira de ella hacia abajo.

Otro uso que hemos mencionado poco es el de los puentes. Estas construcciones, maravillas de la ingeniería, son estructuras creadas con vigas y pilares, sobre todo de acero, aunque también encontramos puentes creados con vigas de hormigón, sobre todo aquellos que tenemos en las carreteras. Para puentes de grandes luces, como el puente de San Francisco, siempre se usa el acero por las razones que te comentábamos antes respecto a las propiedades materiales.

Decoración

Metiéndonos más en materia de interiorismo, en ocasiones el diseño arquitectónico y funcional de un edificio, hace que se tengan que dejar ciertos elementos a la vista, como las propias vigas. Para un diseñador de interiores es posible que esos elementos vistos no hagan ningún bien al proyecto que se va a realizar, por lo que se utilizan soluciones decorativas muy creativas para conseguir incluir las vigas en el diseño. Una buena opción es la de utilizar una pintura imitación madera para las vigas de hormigón, consiguiendo un efecto más cálido que el frío tono gris del material inicial. De esta forma, conseguimos decorar las vigas de hormigón, sin necesidad de comprometer la estructura creada. A grandes males, grandes remedios…

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