Acero u hormigón.

En el diseño estructural a menudo nos vemos ante la pregunta sobre el material a utilizar: acero o hormigón. Es normal. Es normal porque hay muchas variables a considerar, desde los plazos, costes, calidad, condiciones del entorno, etc.

Como depende de muchas variables, tan variadas como la vida misma, no podría decir que hay algunas más exclusivas para la toma de decisiones. Sí es cierto que suele primar el tema económico, como todo. Pero también es cierto que el tema económico no es sólo el de la propia obra, sino cuestiones de más largo plazo, como la durabilidad, el mantenimiento, las adecuaciones posteriores, etc. En definitiva, no hay variables aisladas ni únicas, con lo cual lo mejor es tener criterios.

Criterios fundamentales para la decisión

1. Costumbres y contexto

Lo primero distinguiría entre dos costumbres: la de la propiedad del proyecto y la del sitio donde se construye el proyecto.

1.1. Propiedad

Depende de a qué esté acostumbrada la propiedad. Por ejemplo, hay propiedades industriales que suelen construir en hormigón prefabricado, y así son sus naves en todo el mundo. Y no tienen intención de cambiar. Quizá por un tema de resistencia al fuego, o quizá simplemente porque lo han establecido así por un tema de costes.

1.2. Ubicación

Depende del país, comunidad, municipio, en el que se vaya a construir el proyecto. Simplemente hay sitios donde construir con hormigón prefabricado será más caro porque existen pocos proveedores, porque es una tecnología reciente y se tiene que amortizar la inversión, etc. O no, países donde el acero es algo que ya ha pasado de uso y se proyecta y construye con hormigón prefabricado. Bien, pues esto es una ley de mercado propia del país. También existe una componente normativa, que ésta te puede limitar para obtener el resultado que deseas.

2. Costes

Los costes del acero suelen ser más elevados, dependiendo del sitio. Pero si no existe la alternativa de prefabricado, entonces no hay mucho más qué pensar. Además, muchas veces el coste del acero se incrementa porque, a mayores se tiene que ignifugar, sin embargo el hormigón no.

3. Flexibilidad

Las necesidades de los clientes son muy variadas, y como rule of thumb se puede decir que el acero da más capacidades que el hormigón. ¿Por qué? Porque si te planteas construir una nave con vanos muy grandes, lo puedes resolver con cerchas muy ligeras; porque si quieres geometrías menos convencionales, el acero es mucho más práctico, al no tener que crear nuevos moldes, innovar en el transporte, etc. En definitiva, cuando tienes estructuras muy "estándar" se intuye que lo mejor es el hormigón prefabricado, y cuando tienes estructuras más caprichosas se intuye que lo mejor es el acero. Sobre esto no hay nada escrito, solo hace falta mirar el ejemplo del Guggenheim en Bilbao: miles de uniones en acero que encarecieron el proyecto de manera insospechada. Por supuesto, la versatilidad fue enorme y está a la vista de todos.

4. Calidad

La calidad de base viene dictada por la normativa existente, con lo cual se entiende que en ambos casos ésta será correcta. Pero, por ejemplo, si hablamos de un hormigonado in situ (como sería en el caso de los muros tilt-up), el riesgo de que no se alcance la calidad esperada es más alto si se compara contra el acero traído de fábrica.

Criterios adicionales a considerar

5. Plazos de ejecución

5.1. Hormigón in situ

• Requiere tiempo de fraguado y curado

• Dependiente de condiciones climáticas

• Secuenciación más compleja de trabajos

5.2. Hormigón prefabricado

• Fabricación paralela a preparación del sitio

• Montaje relativamente rápido

• Posibles retrasos por transporte o disponibilidad

5.3. Acero

• Fabricación en taller mientras se prepara el sitio

• Montaje rápido con uniones atornilladas

• Posibles retrasos en fabricación según complejidad

6. Durabilidad y mantenimiento

6.1. Hormigón

• Mayor resistencia a incendios sin protección adicional

• Mejor comportamiento en ambientes agresivos (marinos, industriales)

• Menor mantenimiento a largo plazo

• Posible carbonatación y corrosión de armaduras

6.2. Acero

• Requiere protección contra corrosión e incendio

• Mantenimiento periódico de protecciones

• Mayor facilidad para refuerzos posteriores

• Vulnerabilidad a ambientes agresivos sin protección adecuada

7. Sostenibilidad

7.1. Huella de carbono

• Hormigón: Alta emisión en producción del cemento

• Acero: Alta emisión en proceso siderúrgico, pero mayor reciclabilidad

7.2. Reciclabilidad

• Hormigón: Limitada (principalmente como árido)

• Acero: Casi 100% reciclable sin pérdida de propiedades

7.3. Reutilización

• Hormigón: Difícil reutilización directa

• Acero: Posibilidad de desmontaje y reutilización de elementos

8. Consideraciones arquitectónicas

8.1. Expresividad estructural

• Hormigón: Posibilidad de formas moldeadas, texturas

• Acero: Esbeltez, ligereza visual, precisión

8.2. Integración de instalaciones

• Hormigón: Más complicado pasar instalaciones posteriormente

• Acero: Mayor facilidad para integrar o modificar instalaciones

9. Comportamiento estructural

9.1. Respuesta sísmica

• Hormigón: Mayor masa, comportamiento más rígido

• Acero: Mayor ductilidad, menores fuerzas sísmicas por menor peso

9.2. Deformaciones

• Hormigón: Menor deformabilidad, problema de fisuración

• Acero: Mayor deformabilidad, necesidad de control de flechas

9.3. Comportamiento dinámico

• Hormigón: Mayor amortiguamiento natural

• Acero: Más susceptible a vibraciones

Preguntas clave para la toma de decisión

Para facilitar el proceso de decisión, es útil plantearse las siguientes cuestiones:

1. ¿Cuál es el plazo disponible para la ejecución?

   • Si es muy ajustado, el acero o el prefabricado pueden ser ventajosos.

2. ¿Cuáles son las condiciones ambientales del emplazamiento?

   • En ambientes agresivos, el hormigón puede ofrecer mejor durabilidad.

3. ¿Qué normativa contra incendios debe cumplirse?

   • Si es muy exigente, el hormigón puede resultar más económico.

4. ¿Se prevén futuras ampliaciones o modificaciones?

   • El acero ofrece mayor flexibilidad para cambios posteriores.

5. ¿Cuál es la disponibilidad local de materiales y mano de obra especializada?

   • La falta de soldadores cualificados o plantas de prefabricado puede ser determinante.

6. ¿Qué criterios de sostenibilidad se han establecido para el proyecto?

   • Plantearse si prima la reducción de huella de carbono inicial o la reciclabilidad futura.

7. ¿Qué complejidad geométrica tiene el proyecto?

   • Geometrías complejas pueden favorecer el uso de acero.

8. ¿Cuál es el comportamiento sísmico requerido?

   • En zonas de alta sismicidad, valorar la relación masa-ductilidad.

9. ¿Qué requisitos de mantenimiento puede asumir el propietario?

   • Considerar los costes de ciclo de vida completo, no solo la inversión inicial.

10. ¿Existe posibilidad de soluciones híbridas?

    • A veces la combinación de ambos materiales ofrece la solución óptima.

Conclusión

Para tomar una decisión se tendrán que empatar todos criterios, y lo que les subyace (por ejemplo, disponibilidad) o con lo que se relaciona (por ejemplo, costos). No es una decisión que tome la ingeniería de estructuras. Esta decisión finalmente la tiene que tomar la propiedad del proyecto. Lo que sí que tiene que hacer la ingeniería es presentar los argumentos necesarios para la toma de decisión.

Entender que no existe "el mejor material" en abstracto, sino el material más adecuado para cada proyecto específico, considerando su contexto, requisitos y restricciones particulares, es el primer paso para una elección acertada. El diálogo entre todas las partes implicadas —propiedad, arquitectura, ingeniería y constructora— es fundamental para alcanzar la solución óptima en cada caso.