Cimbra

Cimbras usadas en la construcción de la estación de metro de Volokolamskaya.

Las cimbras son estructuras provisionales de apuntalamiento en altura, que sirven para la sustentación de las distintas plataformas, mesas o planchas de trabajo que conforman el encofrado. Cumplen, según los casos, funciones de servicio, carga y protección. Las cimbras también se pueden utilizar como apeo para cualquier carga, por ejemplo: estructuras como apeo en fase de montaje, demoliciones, refuerzo de estructuras existentes frente cargas puntuales, etc. Suelen usarse durante la creación de puentes, viaductos, pasos inferiores o forjados.

El uso del sistema de cimbras es el más recomendable siempre que la altura o la carga a soportar sean elevadas o deban soportar esfuerzos horizontales. Es importante el estado de conservación de la cimbra (transporte, montaje y desmontaje). En general, los puntales no superan los 6 m de altura a partir de la cual podrá ser necesario el empleo de cimbra.

Clases de diseño

• Clase A: cimbras cuya integridad estructural se puede derivar del conocimiento de montajes muy utilizados que han probado su fiabilidad. El diseño se basa en la utilización de elementos comprobados individualmente que tengan una utilización estándar y con algunas limitaciones de alturas y cargas. Se trata de apeos para forjados, de torres para cimbras cuajadas, etc. Esta clase solo se adoptará cuando:
  a) Las losas tengan un área de sección transversal que no superen los 0,3 m² por metro de anchura de losa.
  b) Las vigas tengan un área de sección transversal no superior a 0,5 m².
  c) La luz libre de las vigas y las losas no supere los 6,0 m.
  d) La altura de la estructura permanente en la cara inferior no supere los 3,5 m.
  Estos montajes requieren un análisis simplificado basado en los materiales de los elementos que conforman la cimbra (puntales, bases, cabezales de cimbra y arriostramientos).
  Su utilización se basa normalmente en la aplicación de tablas de uso y manuales de uso generales y no suelen requerir de cálculos ni ensayos específicos. Habitualmente sólo entran dentro de esta clasificación los apeos con puntal.
• Clase B: cimbras que requieren un análisis como estructura. Dicha clase se subdivide en dos subclases (B1 y B2) en función de la metodología de diseño.
  Se incluyen en esta clase todas las cimbras realizadas con material a medida, o con material estándar pero con usos que se salen de las condiciones de las cimbras de la clase A.
  El expediente técnico incluirá planos de planta, alzado y secciones así como los detalles más importantes. Se incluirán también los ensayos o cálculos de la cimbra así como sus instrucciones técnicas de montaje y de desmontaje.

Principales riesgos

• Caída de personas a diferente nivel.
• Caída de personas al mismo nivel.
• Caída de objetos por desplome.
• Caída de objetos desprendidos.
• Golpes contra objetos inmóviles.
• Atrapamientos por o entre objetos.
• Sobresfuerzos.
• Posturas forzadas.

Seguridad en la construcción de las cimbras

Diseño y construcción

• El cálculo de la cimbra debe tener en cuenta la resistencia a Estado Límite Último (capacidad de sustentación de carga, estabilidad contra deslizamientos laterales, vuelco y levantamiento) y Estado Límite de Servicio (deformación de la cimbra conforme a los requisitos de contra flecha).
  
• Deberá comprobarse la estabilidad del conjunto y establecerse las fijaciones y arriostramientos que aseguren el comportamiento del sistema como un conjunto solidario. Deben tenerse en cuenta las circunstancias ambientales así como el entorno en el que se realiza el montaje, en particular el suelo. Este cálculo se realizará no solo para la estructura final, sino para cada una de las fases de montaje y desmontaje de la cimbra para cada caso de carga según UNE-EN 12812, salvo para las cimbras ligeras para la edificación.
  
• Las cimbras deben realizarse, en cuanto a construcción, de tal forma que todas las fuerzas actuantes se transmitan de forma segura a la cimentación o a una plataforma base portante inferior.
  
• En el caso de que los componentes o unidades de la cimbra se tengan que manipular con equipos auxiliares de elevación, deberá tenerse en cuenta lo siguiente:
  • Prever posibilidades de tope adecuadas.
  • Separar las piezas sueltas o fijarlas de tal manera que no se puedan desprender.
  • El peso de la unidad de la cimbra debe corresponder a la carga máxima admisible de transporte del equipo de elevación.
    
• Es conveniente realizar diseños que sean lo más fáciles de montar posible, y que puedan ser supervisados en obra de forma intuitiva.

Materiales

• La estructura de las cimbras debe estar formada por tubos de aluminio o acero soldable, a no ser que los elementos estructurales no estén concebidos para soldarse, con protección superficial con sección de tubo redonda o rectangular y espesor mínimo nominal de 2 mm.
  
• Los materiales deben estar exentos de cualquier anomalía que afecten a su comportamiento (deformaciones en los tubos, ganchos defectuosos, etc.).
  
• Las plataformas de trabajo metálicas deben ser antideslizantes, y, cuando tengan suelo perforado, la abertura máxima de los intersticios debe ser de 25 mm. Deben estar provistas de ganchos de encaje con seguro antidesmontaje o pasador de seguridad que impida que el viento las pueda elevar.
  
• Los materiales elegidos deben ser de características controladas, por lo que la utilización de madera de obra debe ser especialmente supervisada por suponer un potencial riesgo estructural.
  
• Cuando exista una conexión entre tubos, el solape mínimo será de 150 mm, salvo que exista algún otro medio para evitar que se desplacen. Las cimbras ligeras para la edificación pueden no cumplir estos requisitos.
  
• Se deben colocar durmientes cuando el suelo sea irregular o su resistencia no sea la adecuada.
  
• En el caso de grandes cargas o cuando la geometría o la resistencia del suelo así lo exija, el constructor es responsable de elaborar un informe geotécnico y, de acuerdo con el mismo, debe dimensionar la cimentación correspondiente.
  
• En casos especiales de cimentación se debe elaborar un proyecto de cimentación con sus planos y anexos de cálculo.

Conexiones entre elementos

• Deben estar diseñadas para evitar su desconexión accidental en condiciones de trabajo.
  
• Los elementos de regulación superior e inferior de la cimbra deben conectarse con el mayor de los siguientes valores: 25% de la longitud del macho o 150 mm, siempre y cuando no se asegure con otros elementos adicionales.
  
• Las cimbras ligeras para la edificación pueden no cumplir estos requisitos.
  
• Los elementos de conexión en general deben ser de calidad controlada y responder a una normativa de referencia, como la UNE-EN 74.

Acciones típicas sobre la cimbra

En la realización de un expediente técnico de cimbra se deben tener en cuenta una serie de acciones que afectan al comportamiento de la misma, destacando las siguientes:

• Peso propio del encofrado, cimbra y hormigón: Es la carga del hormigón fresco seleccionado, incluyendo la ferralla y la carga propia del encofrado y de los elementos para el armado del mismo.
• Carga horizontal debidas a viento, imperfecciones, excentricidades, etc.
• Sobrecarga de trabajo debidas a los operarios y al hormigonado.

Resistencia de la cimbra

Cada fabricante debe justificar que la cimbra debe ser capaz de resistir las cargas que considere como premisas (peso propio, sobrecarga de trabajo, cargas horizontales, viento, etc.). Se indicarán los criterios de arriostramiento y ensayos de la cimbra.

Garantía de resistencia suficiente de la estructura

En el caso de las cimbras de Clase B se debe realizar un estudio detallado, si bien como regla general las consideraciones a tener en cuenta son:

• Los efectos del peso propio de la cimbra.
• Cargas debidas al uso de la misma (hormigón, espacio de almacenamiento o superficies de trabajo anexadas).
• Los efectos de nieve y hielo cuando proceda.
• Las condiciones de viento.

Las modificaciones de las condiciones de diseño suponen una fuente de riesgos para la resistencia de la cimbra.

Garantía de rigidez o estabilidad de la estructura ante vuelco

• Para asegurar la estabilidad de la cimbra, debe estar arriostrada según las instrucciones del fabricante en los planos longitudinales, transversales y horizontales.
  
• La estructura cimbra se diferencia de los puntales por utilizar un arriostramiento que garantiza su estabilidad.

Amarres

Cuando la estructura se encuentre en un terreno de gran inclinación o bien la carga que soporta no es perpendicular a la base de la cimbra, la estructura necesitará elementos que la estabilicen. Cuando estos sean amarres, deberán unirse a puntos firmes.

Apoyo de la estructura

• La cimentación de la estructura es de máxima relevancia al ser el objetivo de la cimbra transmitir las cargas que soporta. El suelo debe garantizar la admisión de las cargas en las condiciones de uso apropiadas, cumpliendo con los requisitos básicos que se exponen a continuación.
  
  • Otra subestructura temporal de sustentación.
  • El terreno existente cuando garantiza su capacidad de carga o bien se haya preparado para este fin (por ejemplo con zapatas).
  • Una estructura existente sobre la que se apoya.
    
• Cuando el terreno no ofrece las garantías necesarias (como en el caso de tierra no compactada) deben adoptarse medidas tales como:
  • Retirada de la capa superficial del terreno.
  • Asegurar su integridad cuando se encuentren aguas en su proximidad o por causa de lluvias intensas.
  • Estudiar el efecto del empuje lateral.
• Cuando se trate de una estructura fija, se debe comprobar su capacidad de carga (por ejemplo, cimbras colocadas sobre forjado).
  
• Cuando se utilicen durmientes debe comprobarse la estabilidad lateral.
  
• En particular se debe tener en cuenta lo siguiente:
  • No colocar las traviesas en la misma dirección en distintos niveles.
  • La anchura de la base debe ser al menos el doble de la altura máxima.
  • No exceder de una altura de 400 mm.

Plataformas de trabajo

Las plataformas de trabajo deben ser de madera tratada, acero, aluminio u otros materiales (siempre que estén provistas de la resistencia suficiente) para los trabajos de montaje.

Escaleras y pasarelas de acceso

El fabricante deberá definir los accesos a los diferentes niveles de plataforma de montaje y uso.

Legislación

Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción.

Bibliografía

José Mª Tamborero del Pino: Nota Técnica de Prevención 1069. Cimbras montadas con elementos prefabricados (I): normas constructivas.

José Mª Tamborero del Pino: Nota Técnica de Prevención 1070. Cimbras montadas con elementos prefabricados (II): montaje y utilización.

Generalitat de Catalunya: La prevención de riesgos laborales en el sector de la construcción. "7.11. Cimbra".

UNE-EN 74. Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 3: Placas base ordinarias y espigas ajustables. Requisitos y procedimientos de ensayo.