pretensar

El pretensado es la práctica de introducir deliberadamente tensión interna en un elemento estructural, generalmente tracción, antes de que soporte su carga de servicio. El objetivo es sencillo: crear una fuerza interna que se oponga y reduzca las tensiones que se producirán una vez que la estructura esté en uso. En el trabajo del hormigón, esta es la aplicación dominante. Una viga de hormigón pretensado puede diseñarse para experimentar una tensión de flexión significativa bajo su propio peso y las cargas impuestas; el pretensado introduce una fuerza de compresión que neutraliza parcial o totalmente esa tensión de flexión, permitiendo vanos más delgados o más largos de lo que permite el hormigón armado convencional.

Existen dos métodos principales. En el pretensado, los tendones o cables de acero se tensan contra anclajes externos antes de verter el hormigón a su alrededor. Cuando el hormigón se endurece y se adhiere al acero, el hormigón se libera de la tensión externa, tirando hacia adentro de los tendones. Los tendones tiran hacia atrás, poniendo el hormigón en compresión. Este método es más común en plantas de prefabricados donde las condiciones controladas y la producción repetitiva justifican la infraestructura fija. El postensado aplica tensión después de que el hormigón se ha curado. Se moldean conductos en el hormigón en ubicaciones predeterminadas; después de que se desarrolla la resistencia, se pasan cables de acero de alta resistencia a través de los conductos, se tensan con gatos hidráulicos anclados al hormigón y luego se inyectan con lechada. Este método es adecuado para el moldeo in situ y la geometría compleja porque el aparato de tensado puede posicionarse y operarse en la obra.

Los materiales son críticos. El acero de pretensado, ya sea en forma de alambre, torón o barra, debe tener una resistencia a la tracción mucho mayor que el refuerzo ordinario, típicamente de 1500 a 2100 megapascales, dependiendo del grado. El acero de refuerzo ordinario se deformaría o cedería inaceptablemente bajo la alta tensión sostenida requerida. El acero también es altamente susceptible a la corrosión por tensión si se expone a la humedad y a ciertos contaminantes, razón por la cual la inyección en conductos postensados, o los recubrimientos protectores en elementos pretensados, es esencial.

Pérdidas y el cálculo práctico

La tensión inicial es siempre mayor que la tensión final porque el pretensado se pierde con el tiempo a través de varios mecanismos. El acortamiento elástico del hormigón inmediatamente después del tensado reduce la tensión en el acero. La fluencia y la retracción del hormigón continúan la pérdida durante semanas y meses. La relajación del propio acero, particularmente a altos niveles de tensión, provoca una caída gradual de la tensión. Dependiendo de las condiciones, las pérdidas totales pueden oscilar entre el 10 y el 25 por ciento de la tensión inicial. El diseñador debe aplicar estos factores de pérdida para asegurar que quede un pretensado final adecuado después de que todos los efectos hayan actuado.

El pretensado permite vanos más largos, vigas más delgadas, reducción de fisuras y, a veces, la eliminación del refuerzo interno en ciertos elementos. Cambia la economía de la construcción de hormigón cuando grandes vanos libres o cargas sostenidas pesadas lo exigen. Puentes, estructuras de estacionamiento, sistemas de pisos de grandes luces y productos de hormigón prefabricado, desde postes de servicios públicos hasta traviesas de ferrocarril, utilizan rutinariamente el pretensado. Sin embargo, el proceso exige precisión: los errores en la colocación de los tendones, la inyección inadecuada, el subtensado o el sobretensado pueden comprometer la estructura. Las altas fuerzas involucradas también crean importantes riesgos de seguridad durante las operaciones de tensado.