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Generalidades
El techo es la parte más esencial de una casa (una casa sin techo no puede ser considerada casa). Este es la parte que más cuesta, por el área y orientación es la parte más expuesta a los elementos y es la responsable principal de la confort interior y de los daños ocasionados durante terremotos y huracanes. Un techo durable bien diseñado puede compensar una gran cantidad de problemas que podrían surgir en otras partes de la edificación.
Sin embargo, los aspectos técnicos no son los únicos determinantes del diseño del techo. Muchas culturas tradicionales dan mayor importancia a otros criterios, tales como la creencia religiosa, estilos de vida locales y estatus social, y estos deben ser respetados en el diseño de esquemas para viviendas, especialmente para evitar la monotonía deprimente de las zonas residenciales de hoy en día que son muy parecidos en todas las partes del mundo.
Ya que los aspectos tradicionales, no técnicos son importantes en el diseño de techos, éstos no pueden ser tratados en un libro orientado tecnológicamente como éste. A continuación resumiremos los diferentes tipos de techo y los principales criterios para el diseño de techos en las dos principales regiones climáticas, esto es aquellas que son predominantemente cálido húmeda y aquellas que son predominantemente cálido-seco.
Tipos de Techo Comunes
Techos Planos
• Estos pueden ser láminas, losas monolíticas o estructuras reticuladas espaciales, o sistemas simples que empleen vigas, durmientes y elementos de recubrimiento de luces pequeñas.
• Por definición, los techos con una inclinación menor de 10° del plano horizontal son clasificados como techos planos. Para que el agua de la lluvia corra se necesita una pendiente de 2° como mínimo.
• Los vientos fuertes tienden a levantar el techo por succión, por ello los techos planos son menos adecuados en áreas propensas a los huracanes.
• Los techos planos son más comunes en regiones predominantemente cálido-seco, con poca precipitación anual. Los techos proporcionan espacio adicional (para actividades domésticas y dormir en la noche) y facilita las ampliaciones verticales de las edificaciones.
• Las cubiertas de láminas deben ser colocadas en pendiente son grandes traslapes. Una alternativa ingeniosa de las láminas corrugadas son las canaletes (elementos para techados de asbesto cemento en forma de artesa) que pueden cubrir habitaciones enteras sin estructuras de soporte, ahorrando así material, costos y tiempo de instalación. Un buen material, en términos de resistencia y durabilidad, es el asbesto cemento, que es más probable que no sea empleado en países en desarrollo en el futuro (debido a sus peligros contra la salud). No obstante, las canaletas de hierro galvanizado (ejem. las producidas en México) son una buena alternativa, la investigación del fibro concreto continua, producirán como resultado una alternativa igualmente buena para el asbesto cemento.
• Los techos reticulados espaciales, constan de tres piezas de soporte trianguladas dimensionalmente, son especialmente adecuadas para techos de gran vano. Tienen gran rigidez lateral y sólo requieren cubiertas de techos ligeras.
Techos con Pendiente
• Estos pueden ser techos con una sola agua, de 2 aguas y de 4 aguas, ya sea de láminas o losas monolíticas o con un sistema de viguetas, vigas, cerchas o estructuras espaciales.
• Los techos con pendiente son más comunes en regiones predominantemente cálido húmeda con fuertes lluvias.
• Los de menores pendientes son más baratos, requieren menos construcción de muros y menos material para el techado (menor superficie de techo), pero las fuerzas de succión son más fuertes con pendientes de 10°. En áreas de huracanes, las mínimas pendientes de techo deben ser de 30° (aprox. 1:1.7 ó 58%) y deben evitarse aleros anchos (necesarios para dar sombra y proteger contra la lluvia).
• Los techos de dos aguas dejan los muros extremos expuestos; los techos a cuatro vértices protegen todos los muros, ahorran costos y área de muro, son menos susceptibles a ser dañados por el viento, pero son más difíciles de construir.
• Los techos de las casas con patio deben tener pendiente hacia el interior para un mejor clima en los interiores y para facilitar la recolección del agua de la lluvia.
• Aunque la pendiente del techo se da en grados, los ángulos son difíciles de medir en el lugar de la obra. Por lo tanto, las pendientes de techos deberían ser expresadas en relaciones simples entre la altura y la luz (ejem. 1:1; 1:2.5; 1:10), preferiblemente en números redondos.
• Ya que la principal función de las pendientes de techo es drenar el agua de la lluvia, mientras menor es la permeabilidad del material del techo, menor pendiente es requerida. Por ello, cada material tiene su propia pendiente apropiada, tal como se muestra en la siguiente tabla.
| Material para Cubrir Techos | Pendiente Mínima Ratio | Requerida Angulo |
| Techo de paja y hierba | 1:1 | 45° |
| Bardas de madera: | ||
| - Madera no tratada | 1:1 | 45° |
| - Madera impregnada a presión | 1:1.5 | 33° |
| Tejas de techo de fibro concreto y arcilla cocida: | ||
| - Tejas planas y tipo Españolas | 1:1.5 | 33° |
| - Tipo romanas (sin membrana impermeable) | 1:2 | 26° |
| - Tipo romanas (con membrana impermeable) | 1:3 | 18° |
| Láminas corrugadas de hierro galvanizado: | ||
| - Con extremos salientes (esto es, más de una lámina en la dirección de la caída) | 1:3 | 18° |
| - Sin extremos salientes (esto es, una lámina entre la cumbrera y los aleros) | 1:5 | 11° |
| Canaletas (elementos en forma de artesa, sin extremos salientes) | 1:10 | 05° |
Techos Curvos
• Estas incluyen bóvedas cúpulas, techos tensores ligeros estructuras laminares y de cuerda de arco y una variedad de tipos más sofisticados.
• Los techos en forma de cúpula y bóveda son comunes en climas cálidos seco: el área superficial curva que es considerablemente mayor que el de la base, recibe menos calor solar por área unitaria, disminuyendo así las temperaturas en las superficies y facilitando la re-radiación después de la puesta del sol. Sin embargo, la acústica en el interior de la cúpula pueden ser muy insatisfactorias.
• Las cúpulas y bóvedas de mampostería son probables que se caigan con los movimientos sísmicos, mientras las estructuras de laminares y de cuerda de arco pueden soportar fácilmente dichos peligros.
• Los techos tensores, que emplean un sistema de membranas resistentes sobre cables o cuerdas, pueden cubrir amplios vanos, son relativamente económicos, pero inestables aerodinámicamente con cubiertas ligeras, y por ello, general mente son empleados para estructuras temporales.
Techos para Climas Cálido Húmedo
• Los techos con pendientes con amplios aleros son ideales para facilitar el rápido drenaje del agua de las lluvias y para proteger y dar sombras a las aberturas y muros exteriores: deben evitarse las lima hoyas horizontales y las canales internas, ya que estos acumulan agua y suciedad.
• Los techos planos con buenos drenajes son comunes en climas compuestos y de altura con estaciones cálida seca, que permiten dormir y realizar actividades sobre los techos.
• Los requerimientos primarios para los materiales de techo (estructuras de soporte y cobertura): baja capacidad térmica (para evitar que el calor se aumente, el cual no puede ser disipado por la noche, ya que no hay descenso de temperatura); resistencia a la penetración de la lluvia, suficientemente permeable para absorber la humedad (ejem. condensación, vapor de agua) que es liberado cuando el aire está más seco; resistencia a los hongos, insectos, roedores y radiación solar; buena reflectancia (para reducir la acumulación de calor y los movimientos térmicos); resistencia a los impactos (granizos, caídas de cocos, vandalismo, etc.); resistencia a las fluctuaciones de la humedad y la temperatura; no contener materiales tóxicos (especialmente si el agua de lluvia es recolectada de los techos).
• Los techos ventilados (con doble capa) son más efectivos en proporcionar buenas condiciones de vida en interiores: la capa exterior da sombra al revestimiento interior de la edificación (reduciendo la acumulación del calor); el calor que es acumulado entre las dos capas es retirado por la ventilación transversal; la diferencia entre las temperaturas de los interiores y del espacio de aire ventilado no es tan grande como para causar problemas de condensación; la humedad o lluvia que penetre o se forme dedujo de la capa exterior se evapora o escurre a lo largo de la superficie interior hacia los aleros, de modo que la capa interior del techo se mantenga invariable.
• La impermeabilización con una membrana a prueba de agua puede ser inadecuada ya que el vapor de apara no puede escapar y causar condensación.
• Los materiales aislantes impiden liberar el calor durante las noches.
• Las aberturas en el caballete (techos con pendiente), o dedujo del entrepiso suspendido o techo plano, ayudan a descargar el calor acumulado.
• Deben considerarse medidas para aminorar el ruido, ya que los aguaceros tropicales pueden causar ruidos insoportables.
A - Ejemplos de Techos Ventilados (de la Bibl. 00.51)
B - Ejemplos de Techos Ventilados (de la Bibl. 00.51)
C - Ejemplos de Techos Ventilados (de la Bibl. 00.51)
Techos para Climas Cálido Seco
• Ya que el drenaje de las aguas de lluvia no es el principal requerimiento, los techos planos son más comunes, proporcionando espacio para dormir y realizar actividades exteriores.
Figura
• Los techos en forma de cúpulas y bóvedas también son comunes, proporcionando buen confort térmico.
• Los requerimientos esenciales para los materiales de techos (estructuras de soporte y cobertura): alta capacidad térmica (para absorber el calor solar durante el día y liberarlo durante la noche, cuando la temperatura desciende considerablemente); buena reflectancia (para reducir la acumulación del calor y los movimientos térmicos); resistencia al agrietamiento (causado por ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento) y erosión (causado por la arena arrastrada por el viento); superficies lisas para evitar la acumulación de arena y polvo.
• Los techos con doble capa (con suficiente espacio de aire para disipar el aire caliente y con las superficies superiores de cada capa diseñadas para reflejar el calor) pueden ser de materiales ligeros, con baja capacidad térmica, donde la capa exterior puede ser de material aislante.
• Los colectores de viento (torres con aberturas de cara en dirección principal del viento) son ventajosos para redireccionar los vientos hacia la edificación.
En algunas regiones es deseable evitar el sol en el verano y emplear la radiación solar para calentar las habitaciones por las ventanas durante el invierno. Este efecto puede obtenerse con un alero de techo apropiado. Su dimensión depende del ángulo de la radiación solar.
Resumen de los Materiales Comunes para Techo
| Material | Características |
| Tierra | Barata; buenas cualidades térmicas; construcción posada; sólo adecuado para casas en climas secos; no recomendado en áreas sísmicas. |
| Tejas de Suelo Estabilizado | Baratas; fácil manipulación; construcción ligera; producción local de tejas; la resistencia a la lluvia sólo es efectiva con «sobre» - estabilización, perdiendo así su ventaja económica; mediana resistencia a los huracanes. |
| Tejas de Arcilla Cocida | Costo medio; fácil manipulación; construcción ligera; buena resistencia alas lluvias y huracanes; sin embargo, la producción de tejas consume bastante energía. |
| Concreto Reforzado | Caro; construcciones resistentes, pesadas; adecuado para la mayoría de los climas: resistente a la mayoría de fenómenos naturales; pero su limitada disponibilidad y el alto costo del cemento lo hace menos recomendable para viviendas de bajo costo de un solo piso. |
| Tejas | Costo bajo a medio; material adecuado para producción en pueblos; buena calidad térmica y resistencia a lluvias y huracanes |
| Lámina de hierro corrugado | Costo medio; fácil manipulación y transporte; buena resistencia a las lluvias; mala calidad acústica y térmica; buenas para áreas sísmicas; buena resistencia contra termitas y hongos |
| Bambú | Costo bajo a medio; fácil manipulación; buena resistencia a las lluvias; bueno para áreas sísmicas; baja resistencia a huracanes; fácilmente atacado por agentes biológicos y el fuego. |
| Techo de Paja | Barato; fácil manipulación; se degrada rápidamente; atrae insectos; presenta peligro de incendio |
Los techos de hierbas (techos de barro con revestimiento de hierbas sembradas), que se están volviendo populares en algunos países industrializados, tienen diversas ventajas: empleo de material natural, local; mantenimiento de microclima de interior y exterior moderados (equilibro entre la humedad y la temperatura); generación de oxigeno y humedad; alta estabilidad debido al refuerzo de las raíces; buena absorción acústica. En climas cálidos, pueden surgir problemas en la estación seca, necesitando regar los techos para mantener el crecimiento de las hierbas, y los techos pueden atraen insectos y pequeños animales, que pueden dañar a las personas. Se necesita investigación para encontrar soluciones aceptables.
Nota: Las Láminas de techo de fibracemento deben eliminarse debido a su pobre resultado.
Generalidades
Los sistemas de construcción generalmente se entienden como métodos de construcción industrializados, que involucran un alto grado de prefabricación, para reducir al mínimo el trabajo en el lugar de la obra. Las mayores ventajas son:
En países industrializados, en los cuales se desarrollaron estos sistemas y en donde se ha alcanzado un alto grado de perfección, hay la ventaja adicional de emplear menos mano de obra, incurriendo en menores costos laborales y consecuentemente menores costos de construcción. Esto es raramente una ventaja en los países en desarrollo, en donde los costos de mano de obra son menores y se busca crear mayor empleo. Además, el elevado insumo de capital, que requiere a menudo equipo y maquinaria importados, hace que los métodos de producción industrializados sean más caros que las construcciones convencionales (Bibl. 00.34).
Sin embargo, hay circunstancias en países en desarrollo en los cuales se justifican los sistemas industrializados, por ejemplo, en viviendas de emergencia y construcción en lugares remotos. Pero, en general, los sistemas completos de prefabricación continuarán siendo la excepción y no la regla en construcciones de bajo costo, sin embargo hay gran potencial en el desarrollo de la prefabricación parcial, la coordinación dimensional y la simplificación de procesos para la provisión de construcciones de alto nivel a mayor velocidad y menor costo.
Rechazar completamente los sistemas industrializados es una falta de visión así como lo es menospreciar totalmente los métodos de construcción tradicionales. Las soluciones innovadoras prometedoras para países en desarrollo siempre emplean algo de ambos, como por ejemplo, techados de fibra concreto y el empleo de materiales sustitutos del cemento producidos con desechos agrícolas e industriales.
Ejemplos de Sistemas de Construcción
En este libro, el término «Sistemas de Construcción» es tratado en un sentido amplio La sección titulada Ejemplos de Sistemas de Construcción incluyen métodos de construcción, en los cuales el grado de prefabricación varia enormemente, así como los métodos innovadores, tradicionales y convencionales, en los cuales las cualidades inherentes a cada material están bien demostradas.
Por ello, los ejemplos muestran sistemas con diferentes objetivos:
También se pudo incluir una gran cantidad de otros interesantes ejemplos, pero la elección esta regido principalmente por la disponibilidad de información y el intento de cubrir un amplio rango de materiales y técnicas de construcción.
