+0034 912 777 297 | online@cymper.com

Como calcular juntas de dilatación en fachadas

Como calcular Juntas de dilatación en fachadas

La Junta de Dilatación es un elemento que permite los movimientos relativos entre dos partes de una estructura o entre la estructura y otros elementos con los cuales trabaja.

Los materiales de construcción por lo general se ven sometidos a contracciones y expansiones debidos a variaciones de la humedad y temperatura del ambiente. Estas tensiones no deben ser superiores a la resistencia interna del material ya que de ser así podrían llegar a fisurarlo.

La magnitud de estas tensiones depende de las condiciones climáticas del lugar, la orientación y exposición del edificio, las características de los materiales constructivos, acabados o revestimientos y del régimen de calefacción y ventilación interior así como del aislamiento térmico. Una pequeña variación dimensional de tan sólo 2 mm., por ejemplo, puede acarrear consecuencias importantes provocando distintas patologías.

Junta de dilatación en pavimentos

La incidencia de la temperatura sobre el material, provoca en este un aumento de volumen en sus tres dimensiones.

Dilatación de los materiales
Dilatación de los materiales

Sin embargo, el valor más importante es la dilatación que se produce en una sola de sus dimensiones. Este valor recibe el nombre de Dilatación térmica lineal y representa el aumento de longitud que sufre un cuerpo físico debido al incremento de la temperatura que se produce en él por cualquier medio. Esta dilatación es la responsable de las deformaciones y cambios geométricos que se producen en todos los elementos constructivos de un edificio.

La dilatación de un material se cuantifica mediante una magnitud escalar que indica el cambio de longitud que sufre un cuerpo por unidad de longitud y cambio de temperatura y es denominada como Coeficiente de Dilatación Térmica, α. Cada material posee un valor propio de este coeficiente, por lo que el comportamiento de distintos materiales frente a la misma variación de temperatura será distinto.

Patologías en juntas de dilatación
Patologías en juntas de fachada

Las superficies pavimentadas o con revestimientos (cerámicos, de mármol, de piedra, etc.) también sufren dilataciones y contracciones. La disposición de juntas de dilatación alivia tensiones y evita las patologías que se suelen generar debido a las variaciones de temperatura y humedad (grietas, levantamientos, desprendimientos etc.)

Para el dimensionamiento, distribución y elección de las juntas de dilatación es necesario tener en cuenta las características de la instalación y los efectos de factores como la radiación solar, color, formato y orientación de las baldosas o las propiedades del revestimiento o pavimento.

La aplicación de cerámica en elementos arquitectónicos no es novedad. Desde la antigüedad, estos recursos cerámicos se han empleado en infinidad de aplicaciones.

La fachada es la primera barrera arquitectónica que protege la vivienda de las agresiones externas. La cerámica aplicada en fachadas constituye un cerramiento con función de protección térmica, contra el agua y la humedad, acústica, contra incendios y contra ataques mecánicos y químicos. Además, como cerramiento estético aporta luminosidad, autolimpieza y colorido, permitiendo múltiples configuraciones para personalizar la fachada.

Las propiedades más destacables de la cerámica frente a otros materiales son:

  • Estéticas: modularidad; tratamiento superficial (brillo, mate, relieve, etc), color, soporte gráfico y combinabilidad gráfica.
  • Técnicas: posibilidad de aplacado o anclajes mecánicos. En ambos casos hay que tener en cuenta las interacciones que se producen entre los componentes de la pared exterior para garantizar un adecuado nivel de prestaciones.
  • Otras: incombustibilidad, equipotencialidad eléctrica y ausencia de generación de cargas estáticas, resistencia a productos químicos agresivos, asepsia y resistencia, elevada resistencia a la abrasión y resistencia al agua.

Las fachadas son la aplicación de mayor exposición térmica. La colocación de cerámica en fachadas es especialmente exigente ya que debe garantizar la adherencia entre revestimiento y soporte y la flexibilidad en el conjunto de todos los materiales que forman el sistema constructivo.

Las fachadas cerámicas deben cumplir ciertos requisitos de seguridad con el fin de evitar desprendimientos de las baldosas cerámicas. Las principales causas por las que se produce un desprendimiento son:

  • Mala adhesión debida a una instalación inadecuada.
  • Pérdida de adherencia debida a la dilatación en diferente proporción del revestimiento y el soporte.

La dilatación y contracción por variación térmica de los revestimientos es mayor que la sufrida por el soporte. Estas expansiones generan un esfuerzo cortante en el material de agarre tal como se aprecia en el siguiente gráfico.

Representación esfuerzo cizalladura en fachada con exposición térmica
Representación esfuerzo cizalladura en fachada con exposición térmica

Este es el principal motivo de la utilización de material de agarre deformable en instalaciones de exterior.

Dimensionamiento de juntas de dilatación

La correcta disposición de las juntas de dilatación en fachadas cerámicas, depende de múltiples factores que afectan a las mismas como son:

  • Los grados centígrados de exposición y la variación térmica diaria y estacional.
  • El color del revestimiento.
  • El tamaño de las baldosas.
  • El tipo y propiedades del revestimiento.
  • Las necesidades de seguridad adicionales.

Todos o algunos de estos factores tendrán que ser tenidos en cuenta de manera individual para un correcto resultado. Mediante este cálculo se podrá conocer el perfil para junta de dilatación  idóneo para su colocación en la fachada así como la distribución del mismo.

A continuación se muestra el desarrollo de un ejemplo de cálculo de distribución de las juntas de dilatación para una fachada. Para este ejemplo práctico se han tomado los datos de la fachada de un edificio situado en Valencia, orientado hacia el sur y aplacado con baldosas oscuras de gran formato.

Exposición y variación térmica

Para el cálculo de la temperatura y variación térmica de las distintas zonas de España, se han tomado los datos representados en el Anejo E del Documento Básico de Acciones en la Edificación del CTE. De este documento se han extraído las temperaturas máximas y mínimas que soportará el aplacado según dónde esté situado.

Mapa de temperaturas máximas del Anejo E del CTE-DB-AE.
Mapa de temperaturas máximas del Anejo E del CTE-DB-AE.

Según el mapa, la zona de Valencia, donde ha sido situado nuestro ejemplo práctico, sufre temperaturas máximas de
entre 42 y 44 grados centígrados. Se debe repetir la operación para la obtención de las temperaturas mínimas.

Mapa de temperaturas minimas del Anejo E del CTE-DB-AE.
Mapa de temperaturas minimas del Anejo E del CTE-DB-AE.

Temperatura mínima del aire exteriorDe acuerdo con el mapa, la ciudad de Valencia se encuentra en la zona 5. Se toma como altitud 0 m. dado que está al nivel del mar. Por tanto, el valor de la temperatura máxima soportada es de 44ºC (el peor de los supuestos) y el de la temperatura mínima -5ºC.

Color y orientación del revestimiento

Si bien los datos de los mapas ofrecidos en el Anejo E del DB-SE-AE son los que se deben usar, existen ciertos factores que pueden incrementar los valores obtenidos. El más importante es el color del revestimiento. Los valores de temperatura soportada por el revestimiento aumentan de acuerdo con la siguiente tabla:

Aumento de la temperatura del revestimiento según el color y la orientación.

Para una fachada de color oscuro y orientación Sur, la temperatura máxima aumenta 42ºC. Por tanto:

Tmax= 44ºC + 42ºC = 86ºC
Tmín = -5ºC
Tmedia = 10ºC (temperatura de instalación, valor establecido por el CTE tomado para el ejemplo al no conocer el real).

Formato de la baldosa

En cuanto a la distribución de las juntas, el formato de la baldosa es un factor condicionante. Este condicionante se debe a la mayor o menor capacidad de las losas de aumentar su volumen sin agrietarse, generar desperfectos y trasladar las tensiones hacia las juntas de dilatación.

Formato de la baldosa Sup. máx. sin juntas
Mayor a 900cm2  —> 9 m2 (3×3 m.)
Menor a 900 cm2 —> 12 m2 (3 x 4 m.)

En este caso práctico, la baldosa es de gran formato, por lo que será recomendable colocar las juntas cada 3 m.l. en áreas de 9 m2 como máximo.

Con todos estos datos disponibles se puede calcular el requerimiento de junta del ejemplo propuesto.

Cálculo de la libertad de movimiento necesaria

La solución adoptada dependerá del movimiento que necesite absorber la junta que va a colocarse. Para ello se utiliza la siguiente fórmula:

Δl0 = αT * l0 * ΔT

Δl0 = Incremento de longitud
αT = Coeficiente de dilatación térmica.
l0 = Distancia entre juntas.
ΔT = Variación térmica.

 

Se toma como coeficiente de dilatación para ambos casos 7 * 10-6 m/(m * ºC), que es el valor medio de los revestimientos cerámicos más comunes. Tenga en cuenta que cada situación puede requerir un coeficiente distinto por lo que debe consultar con el fabricante el coeficiente de dilatación térmica del material que le suministra.

Movimiento de dilatación

Se toma una temperatura de instalación de 10ºC, que es el valor medio que estipula el CTE en caso de no conocer el valor real. La variación térmica es de 86ºC (Tmax) – 10ºC (Tinstalación) = 76ºC. La distancia entre juntas se ha establecido en 3 m.l. al tratarse de un aplacado con baldosa de gran formato.

Δl0 = αT * l0 * ΔT
Δl0 = 7*10-6 * 3 * 76ºC
Δl0 = 0.001596 m.= 1.596 mm

Movimiento de contracción

La variación térmica en este caso es de -5ºC (Tmín) – 10ºC (Tinstalación) = -15ºC. La distancia entre juntas se mantiene, como en el cálculo de la dilatación, en 3 m.l.

Δl0 = αT * l0 * ΔT
Δl0 = 7*10-6 * 3 * -15ºC
Δl0 = 0.000315 m. = 0.315 mm.

Resultados

El movimiento del aplacado indica que la junta tendrá que soportar una dilatación de 1.596 mm. y una compresión de 0.315 mm.

Movimientos de dilatación del pavimento

Puntos críticos

Los puntos críticos de las instalaciones son puntos donde se concentran las tensiones generadas por los gradientes de temperatura.

En estos puntos, es necesaria la colocación de elementos flexibles como las juntas de dilatación. Con ello, evitaremos los posibles desperfectos en los materiales de construcción en estos denominados puntos críticos.

Es necesario disponer juntas de movimiento en:

  • Límites de forjados: debido a las deformaciones que se pueden producir por dilataciones en los mismos.
  • Cambios en la naturaleza del soporte: debido a que cada soporte experimenta una variación dimensional distinta.
  • Cambios de plano: debido a las distintas condiciones higrotérmicas que sufre cada plano (sol/sombra etc.)
  • Cambios en la orientación del embaldosado: debido a que los movimientos de dilatación/contracción se producen en una dimensión distinta.
  • Cambios de altura: debido a que las superficies de distinto tamaño dilatan en distinta proporción.
  • Estrechamientos: por el mismo motivo que los cambios de altura.
  • Cualquier junta de movimiento del soporte: para permitir su libertad de movimiento.
  • Ventanas alineadas: Para la concentración en una línea definida de las tensiones por dilatación y contracción

Uno de los puntos críticos más habituales son las aristas. Cualquier instalación cerámica en fachada es susceptible de tener aristas y, por tanto, debe tenerlo en cuenta para evitar que aparezcan desperfectos. Una arista no admite movimiento de por sí sino que, por el contrario, es una zona acumuladora de tensiones donde se intensifican los problemas que pueden afectan a las instalaciones cerámicas.

Una de las soluciones más habituales en las aristas es la unión a inglete de sus piezas. Esto, lejos de ser la mejor solución, fragiliza aún más el material haciéndolo más susceptible de sufrir daños.

La solución para evitarlo es la disposición de juntas de dilatación en las propias aristas o la reducción de la distancia de la última junta a la arista de la instalación.

Seguridad

La instalación de materiales cerámicos en fachadas, está sujeta a ciertas recomendaciones de seguridad para evitar desprendimientos que puedan causar daños personales.

El material de rejuntado y los adhesivos, deben prolongar su eficacia durante la vida útil de la instalación, debiendo ser elegidos según la naturaleza del soporte. En la colocación de materiales pétreos naturales y artificiales, se recomienda elegir un material de rejuntado cementoso mejorado con características adicionales (CG2 según UNE-EN 13888) y adaptado a la anchura de la junta. En grandes formatos y exteriores deberán seleccionarse materiales deformables o muy deformables (CG 2 S1, CG 2 S2).

En cuanto a los adhesivos, se recomienda tener en cuenta el tipo de baldosa, la superficie del soporte, las condiciones ambientales y las exigencias del recubrimiento para elegir la opción adecuada. Por ejemplo, en recubrimientos cerámicos sobre soportes inestables de Clase 2, optaremos por adhesivos cementosos deformables (C-1 S1 / C-2 S1) o, en su caso, muy deformables (C-1 S2/C-2 S2) descritos en la norma UNE-EN 12004.

Para conocer como elegir el cemento cola adecuado recomendamos la lectura de los siguientes artículos:

Los perfiles fijados mecánicamente mediante tornillería deben combinarse con material de agarre específico para fachadas. De esta manera se asegura la fijación del aplacado y se evitan posibles desprendimientos.

Conclusiones

Los materiales cerámicos han demostrado tener una alta eficacia como componentes de estructuras como fachadas. Sus propiedades y comportamiento hacen de ellos una elección idónea.

Sin embargo, en la cerámica también se producen movimientos de dilatación y contracción debido a la variación térmica, por lo que es necesario instalar juntas de dilatación y elementos que doten de mayor seguridad a la instalación.

Una vez calculados y conocidos los movimientos de contracción y de dilatación a los que va a estar sometida la junta procederemos a la elección del perfil adecuado para su sellado. Puedes elegir entre una amplia variedad de perfiles, juntas de dilatación, juntas estructurales y de movimiento visitando:Juntas y Perfiles

 

¿Te ha resultado útil esta información? y la próxima vez… ¿Sabrás elegir correctamente el perfil adecuado para las juntas de dilatación?

Por último, pero no menos importante, si te ha gustado lo que has leído, nos encantaría que lo compartas con tus redes y que te unas a nuestra comunidad. Compartir es preocuparse por los otros!

 

Fuentes consultadas:

(1) Emac complementos S.L.
(2) Construmática – Juntas de dilatación (obra civil).
(3) Aplacado de baldosas cerámicas en exteriores. Tau cerámica.
(4) TILEUSA – Movement Joint, Control Joint, Expansion Joints, Tented Tile or EJ171.
(5) ANFAPA – Adhesivos y materiales de rejuntado. Colocación de baldosas cerámicas y otros recubrimientos rígidos modulares.
(6) ASCER (Asociación Española de Fabricantes de Azulejos y Pavimentos Cerámicos).

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *