¿Qué es el proyecto cálculo estructural?
Si necesitas un cálculo de estructuras es porque tienes un proyecto de construcción y debes tramitar una licencia de obra ante la autoridad municipal. Muchas constructoras subcontratan la elaboración de ese documento, que consiste en una previsión de la rigidez de una construcción por sus características y materiales en combinación con elementos externos.
Puedes entenderla entonces como una modelización que contiene cálculos gráficos o numéricos que sirven para diseñar los elementos que irán conectados entre sí. En la actualidad el profesional realiza esos cálculos en ordenador.
Precisamente, el cálculo estructural busca garantizar que los elementos cuenten con la solidez suficiente para resistir acciones permanentes como el peso propio y las acciones del terreno, en combinación con variables básicas provenientes de la naturaleza. Esas variables se estudian de acuerdo con el riesgo que representan (son viento, nieve, terremotos y otras).
En consecuencia, el cálculo estructural obedece a la normativa legal de la localidad pero también a regulaciones propias para cada material, y forma parte del proyecto previo a la ejecución de la obra y de los requisitos de construcción.
Las edificaciones poseen un conjunto de estructuras metálicas, de hormigón o de madera; una composición mixta como acero y hormigón o materiales compuestos como fibra de vidrio con poliéster. Todas ellas buscan la resistencia ante una condición normal de uso, y deformaciones limitadas, a un coste razonable.
Además existe la llamada “estructura de fábrica” que consiste en piezas trabadas y asentadas con un mortero que es una mezcla de conglomerantes (inorgánicos, áridos y agua).
Las autoridades locales, generalmente los ayuntamientos, consideran al promotor o constructor el responsable de presentar el cálculo de estructuras, junto a otros documentos.
Los constructores, a su vez, tienen en nómina o subcontratan a un profesional –o empresa– especializado en este tema. Puede ser un arquitecto o un ingeniero (superior o técnico). Pero la legislación es precisa en la relación entre el proyecto y el profesional que debe firmar el diseño de estructuras:
-Arquitecto o grado equivalente para edificaciones residenciales, de uso sanitario, administrativo o religioso.
-Ingenieros industriales, ingenieros técnicos industriales con especialidad en mecánica o grado equivalente para construcciones industriales.
Es usual que el trabajo se realice en equipo entre un calculista y un redactor del proyecto, y que el segundo firme y asuma la responsabilidad. Además su colegio profesional debe visar el documento.
La regulación española exige informar los detalles de la estructura como parte del proyecto de edificación para todo tipo de construcciones, incluyendo las residenciales, las naves industriales, los puentes y otras.
La información profundiza en aspectos como el método de cálculo aplicado, justificación de cumplimiento de las normas de seguridad, período de uso previsto, todas las condiciones, características y modificaciones a la sustentación de la construcción, las características mecánicas atribuidas a los materiales y al terreno, los análisis de posibles incidencias y el cálculo de resistencia.
Todo ello acompañado de planos detallados, pliego de condiciones para uso de materiales, sistemas y equipos y construcción propiamente dicha, instrucciones de uso y mantenimiento recomendado.
¿Cómo conseguir un cálculo estructural?
Como requisito ante las autoridades, concretamente ante el ayuntamiento, se trata de un informe redactado por una empresa especializada o un profesional experto en estructuras que incluye fórmulas y modelizaciones de resistencia a elementos naturales previsibles –como el viento o la temperatura–, y a accidentes como impactos e incendios. Por eso debe realizarlo un profesional cualificado. Su aprobación es necesaria para obtener la licencia de obra.
Muchas constructoras y promotores subcontratan el servicio de cálculo estructural –necesario para vivienda unifamiliar, oficinas, naves industriales, etc. –.
La función del diseño de estructuras consiste en estudiar los materiales, y su disposición, junto a las posibles interacciones entre ellos y el entorno para garantizar la durabilidad de la obra.
Existen programas de ordenador (softwares) para realizar este trabajo. Unos se ocupan de las estructuras en general y otros se aplican a materiales como madera o acero. Entre ellos se encuentran Dlubal, Trialc, EdiLus, aplicaciones en Excel y otros.
Sin embargo, el trabajo siempre recae sobre un profesional. Según el tipo de edificación puede contratarse a un ingeniero o arquitecto (superiores o técnicos), incluso las autoridades pueden requerir que el trabajo lo realice un ingeniero mecánico.
Adicionalmente se suele solicitar que el documento de cálculo estructural vaya visado por el colegio profesional correspondiente.
Aunque forma parte del proyecto, algunas decisiones deben estar listas para hacer el cálculo de estructuras. Entre ellas el diseño, los materiales que van a utilizarse y el terreno de la edificación.
La normativa requiere precisamente estudios de resistencia para cada caso específico y se ocupa de la calidad de los materiales, sus uniones y disposición. Por eso, el cálculo no es estándar, sino aplicado a la construcción en particular.
La ingeniería estructural existe como rama de la ingeniería civil para verificar la mecánica de los elementos y garantizar la seguridad, resistencia y funcionalidad de las construcciones. La ciencia también ha desarrollado conocimientos respecto a la resistencia de los materiales.
La reglamentación general –que forma parte del Código Técnico de la Edificación– también requiere estimaciones específicas por tipo de material, incluyendo las de estructuras metálicas, hormigón, madera y otros.
Por ejemplo, en el tema del acero se considera la resistencia de tornillos, arandelas y tuercas que forman parte de la estructura; y en el de la madera, su tipo –natural o aglomerado– y los tratamientos que ha recibido antes de su incorporación a la obra. Otros materiales o mezclas como cemento, ladrillos o resinas también tienen especificaciones en los documentos técnicos.
Todo ellos pueden encontrarse presentes en vigas, columnas y muros de la obra. Y el profesional estudia su comportamiento frente a las llamadas cargas vivas y muertas. Entre las primeras se encuentra el peso de la construcción y de elementos permanentes –empujes de agua o sólidos–; y entre las muertas o variables, las de ocurrencia puntual como una nevada o un sismo.
Por ello, el profesional requiere contar con tiempo suficiente para realizar el informe del cálculo de estructuras.
Normativa y requisitos del cálculo estructural
El cálculo de estructuras para edificaciones –nave industrial, vivienda, comercial, pública y otras– es un documento que se presenta junto al proyecto de construcción ante el ayuntamiento. Debes consultar sus requisitos y regulación en las ordenanzas de tu municipio, porque pueden variar entre diferentes localidades. Pero el marco general es nacional y parte del Código Técnico de la Edificación (CTE) del Ministerio de Fomento.
En concreto, el CTE contiene el Documento Básico SE (Seguridad Estructural), que recoge requisitos sobre la resistencia y la estabilidad así como de aptitud al servicio para todas las edificaciones, incluyendo las provisionales. Con estas reglas, las autoridades quieren asegurar la resistencia de las construcciones ante incidencias previsibles –de la naturaleza, por ejemplo–, de la propia construcción y su posterior uso.
Existen además otros documentos básicos referidos a cimientos, acero, madera, acciones en la edificación, etc., que son referencia conjunta con el de Seguridad Estructural. Todos ellos regulan y unifican en cierto modo el tipo de cálculos que deben hacer los expertos –ingenieros o arquitectos– para cumplimentar el requisito del diseño de estructuras y la presentación del informe ante las autoridades.
El Documento Básico SE sobre acciones en la edificación define parámetros y métricas sobre el peso propio de los elementos, las acciones de pretensado y las propias del terreno.
Además recomienda comprobaciones para situaciones como sobrecarga, clasificando las edificaciones según su uso, y se ocupa de las interacciones entre los elementos, así como de su resistencia al viento, acciones térmicas y accidentes como incendios, impactos y terremotos.
Precisamente, el diseño de estructuras también debe seguir la Norma de Construcción Sismorresitente: parte general y edificación, la cual detalla fórmulas de cálculo de resistencia para las obras, así como sus posibilidades y tipos de desplazamiento ante terremotos.
Estos documentos incluyen fórmulas, gráficos y pruebas que deben formar parte del cálculo estructural de las edificaciones.
Los materiales también están regulados en los documentos básicos. En cuanto al uso de estructuras metálicas, existe un documento sobre el acero. Este material tiene amplio uso: desde tornillos, arandelas y tuercas hasta barras, chapas y perfiles. Por eso se fijan parámetros de calidad, uso, resistencia, tipo de uniones, modelado y análisis, entre otras.
El DB-SE Fábrica regula muros de materiales asentados con mortero como cemento y piezas como ladrillos, cerámica, piedra, armaduras y variedades de hormigón. Aquí se detallan las condiciones previas y pruebas de durabilidad, resistencia de carga y las modalidades de ejecución del trabajo junto a sus tipos de enlace.
Por su parte, el documento sobre madera trata sus tipos, uniones, tratamientos de protección y cálculo de resistencia.
El Ministerio de Fomento también tiene instrucciones sobre el uso de hormigón estructural y acero estructural como parte de la reglamentación técnica.
Como puedes notar, se trata de un trabajo muy especializado con un amplio marco regulatorio. Además la información pertinente en los informes puede diferir entre ayuntamientos y por esa razón recomendamos buscar asesoría cualificada.
¿Cuándo solicitar un cálculo estructural?
El cálculo de estructuras es necesario como parte del proyecto de construcción de una edificación: un inmueble residencial, una nave industrial, un proyecto de oficinas, un puente, un soporte publicitario y muchos otros.
Por eso, el cálculo estructural debe presentarse ante las autoridades locales, los ayuntamientos, para tramitar la licencia de obra como garantía de solidez de la edificación. El documento como tal requiere un trabajo detallado de estudio de los materiales y la incidencia de factores externos (como lluvia, viento y sismos, por ejemplo) que requieren cálculos y modelización.
El profesional que redacta el documento de cálculo de estructuras requiere adicionalmente un margen de tiempo para preparar el informe, el cual también va acompañado de planos, previsiones condicionantes de uso de equipos, materiales, sistema y metodología de construcción, así como de las perspectivas de mantenimiento.
Entre las consideraciones relevantes para el diseño de estructuras se encuentra la vida útil de la construcción, que la normativa española recomienda incluir en el informe. Aunque si no se manifiesta expresamente, se estima en 50 años.
Puede que proyectes una pequeña construcción como un cuarto de aperos o una caseta de jardín en un terreno de tu propiedad, quizás vecino a tu casa. En este caso, ¿necesitas un cálculo estructural? Para saberlo, lo más conveniente es que revises las ordenanzas de tu municipio sobre construcción. Puede que la Ley de Ordenación de la Edificación y el Código Técnico de Edificación no lo considere necesario porque es una construcción sencilla que no afecta a la seguridad personal, carece de carácter residencial o público y posee una sola planta.
Sin embargo, el ayuntamiento podría requerir un documento sencillo que contenga la ubicación, los planos y al menos algunos cálculos estructurales mínimos para conceder el permisos o licencia de obra menor (o mayor, según sea tu caso).
Este trabajo lo realiza un arquitecto o ingeniero, según los detalles de la obra y los requisitos que fijen las autoridades en cada caso.
En general, el proyecto de construcción suele incluir el diseño estructural con independencia de que lo realice la propia empresa promotora o constructora o de que lo subcontrate a una empresa o profesional especializado.
Por lo tanto, el precio se incluye en el proyecto. Su coste está atado a la magnitud de la obra. Formalmente, incluye el pago de honorarios del proyectista (aproximadamente 4 % del Proyecto de Ejecución Material, PEM), las tasas administrativas fijadas por el ayuntamiento (aprox. 2 % del PEM) y los impuestos relacionados (4 a 6 % del PEM).
El Proyecto de Ejecución Material es el coste de la construcción, que considera tanto la preparación del solar, la cimentación de la estructura, las cubiertas y cerrajerías previstas como las instalaciones en general.
El uso de materiales –como hormigón, madera y estructuras metálicas– también influye en el cálculo del precio del proyecto, al igual que la estimación de la vida útil de la edificación y la relación precio/calidad que busque la empresa constructora.
Cuanto cuesta cálculo estructural
El cálculo estructural es una fase crítica en el proceso de diseño y construcción de cualquier edificación. Consiste en el análisis y diseño de los elementos que componen la estructura de un edificio en base a las cargas y fuerzas a las que se verá sometido. La finalidad es garantizar la seguridad, estabilidad y funcionalidad de la construcción.
Los precios para realizar un cálculo estructural pueden variar significativamente según diversos factores, como el tipo de edificio (viviendas, naves industriales, edificios de oficinas, etc.), la ubicación, la complejidad del diseño y los honorarios del profesional o la empresa que realiza el servicio. De forma general, el costo de un estudio de cálculo estructural puede estar en un rango de 600 a varios miles de euros, dependiendo de la envergadura y especificaciones del proyecto.
Es importante destacar que un cálculo estructural inadecuado puede traer consecuencias graves, como el colapso del edificio. Por ello, se debe confiar esta labor a profesionales calificados que cumplan con la normativa vigente en diseño y construcción.
La elección del profesional adecuado y una buena planificación son claves para obtener una estructura segura y económica. Además, se debe considerar que un buen cálculo estructural puede suponer un ahorro en materiales y costes de construcción a largo plazo, al evitar sobredimensionamientos innecesarios y optimizar el uso de recursos.
