Domo
Las estructuras Domo
Esta técnica, firmemente implantada en EEUU donde existen varios cientos de domos construidos, cuenta con notables realizaciones en España. Se han construido 14 silos para graneles, clinker, cemento, cenizas volantes y azúcar, y un depósito para agua potable. El objeto de este artículo es desvelar sus posibilidades y resaltar sus cualidades frente a los sistemas convencionales. Por: Paulino Moreno García, Ingeniero Técnico de Obras Públicas
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El sistema Básicamente, el sistema consiste en la realización de una lámina de hormigón armado, utilizando, como encofrado, una membrana de PVC que se presuriza y posteriormente se rigidiza desde su interior, mediante proyección de espuma de poliuretano, o por aplicación por pintura, de capas de mortero y arcilla expandida. Con ello se conforma una estructura mixta semirrígida que actúa como soporte para la construcción de la estructura de hormigón que constitu ye el domo. En efecto, sobre la membrana ya rigidizada, y siempre trabajando desde el interior, se ejecuta un proceso conjunto de colocación paulatina de armaduras de acero y de proyección de hormigón hasta completar la estructura. La membrana de PVC queda como acabado exterior. El acabado interior se termina con los requerimientos del producto a almacenar.
ciones con muy diversas geometrías para resolver una amplia variedad de problemas. La versatilidad en la geometría, junto con la posibilidad de cargar sobre toda la superficie de la estructura, permite realizar soluciones con óptimo aprovechamiento de la superficie en planta disponible y la posibilidad de reducir el volumen de la construcción para la capacidad de almacenamiento requerida. Al tratarse de estructuras monolíticas cerradas permite el almacenado de todo tipo de graneles, líquidos y gases. Como geometrías más representativas se pueden citar las siguientes:
ción o sobre otros elementos arquitectónicos. Figura 5
Aplicaciones Como se ha indicado en el preámbulo las estructuras domo tienen un amplísimo campo de aplicación tales cómo para: •
Depósitos de graneles de: Cemento Clinker Azúcar Escorias Arenas secas Cenizas Cereales, etc.
•
Parques de materias primas Tienen especial aplicación para cubrir parques de: Carbón Calizas Escorias etc. Recuperación de residuos
a)Esferas Semiesferas Esferas rebajadas Esferas resaltadas. Secciones de esfera con el plano ecuatorial por encima de la base del cuerpo engendrado. Figura 1
•
Depósitos de agua: Potable Brutas
•
Depuradoras
Geometría b) Cilindros de eje vertical. Este sistema permite realizar soluEl cilindro conforma un fuste que superiormente se remata con una cúpula que generalmente corresponde a: Semiesfera o Elipsoide. Figura 2
FIGURA 1
c) Elipsoides. Cuando se presentan problemas de limitación de altura o de superficie en planta, el volumen solicitado se puede conseguir con un cuerpo de revolución engendrado por curvas cónicas: Elipsoide de revolución o combinación de elipsoides. Figura 3
FIGURA 3
d) Cilindros de eje horizontal. Pueden rematarse en sus extremos con secciones esféricas. Figura 4
Disposiciones
FIGURA 2
Estas estructuras se disponen directamente sobre: La cimenta-
FIGURA 4
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•
En la edificación para: Polideportivos Auditorios Complejos de ocio multifuncional Centros religiosos, etc.
Ventajas
La membrana exterior por si misma es impermeable, quedando esta condición reforzada con la capa de poliuretano, también impermeable al paso del agua en estado líquido y por el espesor de la pared de hormigón armado. Es de resaltar que el proceso constructivo mediante el que se realiza la colocación del hormigón, por proyección del mismo en sucesivas capas, de espesores que oscilan entre 3 y 4 cm, disminuye las retracciones y en consecuencia mejora la impermeabilidad. •
Tienen importantes ventajas frente a los sistemas convencionales entre los que son de destacar las siguientes: Posibilidad de grandes luces sin apoyos intermedios. •
Al tratarse de láminas de hormigón conformadas por superficies de simple o doble curvatura tienen un excelente comportamiento frente a cargas puntuales y distribuidas, obteniéndose una mejor respuesta ante fenómenos sísmicos, atmosféricos y ante cualquier otra eventualidad. •
La posibilidad de incorporar, en el proceso constructivo, la espuma rígida de poliuretano, mejora el aislamiento térmico del interior de una manera muy notable. De este modo, en la pared de contacto, se reduce la posibilidad de aparición de fenómenos de condensación, •
aspecto sumamente importante para materiales tales cómo cemento, azúcar, cereales y en todos aquellos materiales que puedan ser afectados por ellos.
Desaparecen los conceptos de fuste y cubierta de los silos convencionales ya que en nuestro caso se trata de una estructura única monolítica de hormigón armado eliminándose la serie de problemas que presentan en las estructuras convencionales la unión de un fuste de hormigón rematadas con estructura metálica y cubierta de chapa (fig.6). El sistema domo garantiza una per•
fecta estanqueidad, con las importantes consecuencias que ello conlleva tanto, frente a la conservación de los productos almacenados, cómo en cuanto a la reducción de la emisión de polvo y ello eliminando remates complicados entre fuste y cubierta. Se eliminan los gastos de mantenimiento. Los problemas de discontinuidad de las estructuras convencionales se acentúan más en el caso de que los productos estén a elevadas temperaturas. La unión monolítica de fuste y cubierta hace que la estructura presente un mejor comportamiento estructural. •
La posibilidad de aumentar, prácticamente sin límite el diámetro (valores de 100 m. resultan perfectamente factibles) de apoyo de la estructura presenta una serie de ventajas que pueden ser de gran utilidad en algunos casos. Así en el caso de suelos de bajas características resistentes permite reducir el valor de carga actuante sobre el mismo al aumentarse el diámetro y disminuirse la altura. •
Este tipo de estructuras cerradas monolíticas presenta una excelente capacidad de adaptación a asientos diferenciales. •
La posibilidad de reducción de altura efectuando silos anchos hace que las estructuras domo sean una alternativa a considerar cuando existan limitaciones de altura por motivos urbanísticos. •
Su estética mejora el impacto ambiental en los conjuntos industriales en los que se incorporan. Evidentemente, cómo se puede comprobar en la siguiente foto (fig.7) el aspecto general del con junto queda claramente mejorada. •
Se mejora el aprovechamiento del volumen interior construido pudiéndose llegarse al llenado total. •
FIGURA 6
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Su construcción requiere menor tiempo de ejecución que las estructuras convencionales, especialmente cómo consecuencia de: •
1. La simplicidad, en general, de las obras complementarias a la propia estructura domo. 2. La construcción queda terminada, salvo en el caso de acabados especiales en la pared interior, al colocar el último hormigón de cierre de la cúpula. Habiendo quedado terminados los huecos de paso que lleve en paredes o en la cúpula. Eliminando la intervención de ningún otro oficio. Estas estructuras, con superficie de doble curvatura, permiten la instalación de sistemas de extracción totalmente automáticos, operados desde el exterior, logrando extraer el 100% del material almacenado y con capacidad caudales de extracción de
hasta 500 tn/h, variando éste en función de la densidad propia del material. Esta solución es especialmente aplicable en el caso de almacenes para cemento en puertos, para almacén de carbón y de cereales.
mantenimiento en las estructuras metálicas y en las cubiertas de chapa.
En el aspecto económico sus ventajas son:
Se muestran las fotos de algunas de las estructuras de este tipo realizadas en nuestro país por Estructuras Domo S.A.
•
1. Menor inversión por mejor aprovechamiento de superficie ocupada. 2. Menor inversión por optimización del volumen interior útil. Esto es menor coste por tn almacenada.
•
3. Menor costo por eliminación de pérdidas de material almacenado por contaminación o alteración de las características del mismo. 4. Eliminación de los costes de
FIGURA 7
FIGURA 8
(Fabrica El Alto, Cementos Portland, S. A,)
(Molienda de Cemento de Cement Investment, S. A., Tenerife)
1.- SILO-DOMO PARA 100.000 TN DE CLINKER •Temperatura de entrada del clinker, 250 ºC •Fondo del silo en tronco de cono, bajo cota 0.00 •Una galería de extracción •Plazo de ejecución 8 meses. •Construido en 1996 2.- SILO-DOMO VERTICAL PARA 10.000 DE CENIZAS VOLANTES. •Diámetro interior, 23 m •Altura total 41,1 m • Fuste vertical de 30 m rematado con semiesfera de 11,5 m, de radio interior • Losa de fondo situada a la cota + 8,25 •Plazo de ejecución 7 meses •Construido en 1996
SILO-DOMO PARA 40.000 TN DE CLINKER •Diámetro interior en la base, 40,15 m •Fondo en tronco de cono situado bajo cota 0,00 • Domo con fuste vertical de 2 m de alto •Una galería de extracción •Plazo de ejecución, 8 meses •Construido en 2.001
Algunas obras realizadas en España
Conclusión El sistema presentó, en sus comienzos, algunos problemas de ejecución que se han resuelto tras un intenso estudio técnico, de investigación del proceso constructivo y de los materiales que intervienen, especialmente de la membrana de PVC y de la espuma de poliuretano. De tal modo que, cómo se dice en la descripción del sistema, incluso se ha diseñado la aplicación de un nuevo material, cómo sustituto de la espuma de poliuretano, basado en mortero y arcillas expandidas, para la primera capa de rigidización de la membrana. Apoya dos en el cono cimie nto alcanzado en la construcción de estas estructuras domo, fruto, por un lado, de la experiencia obtenida por las construcciones realizadas y de los estudios de investigación antes indicados, hoy se pueden obtener soluciones constructivas con este sistema, y que son de difícil resolución con los sistemas convencionales, mejorando sensiblemente los proyectos, tanto en los aspectos técnicos cómo en los ecológicos y económicos.
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