Juntas de expansión para hospitales y centros sanitarios
Más que simplemente tender puentes: selección de juntas de expansión para pisos para condiciones de tránsito en hospitales, centros de salud e instalaciones médicas
Las juntas de expansión del piso deben estar diseñadas para soportar los movimientos y tensiones específicos a los que se enfrentarán. En los pisos de atención médica, cualquier El fracaso puede ser desagradable, ruidoso y peligroso. para las personas y perjudicial para los costosos equipos médicos móviles. causa número uno de daños A las juntas de expansión del piso interior y a los materiales del piso circundantes. cargas puntuales de equipos equipados con ruedas duras de pequeño diámetro.
Sin embargo, a pesar del impacto destructivo de las cargas puntuales elevadas en las juntas de los pisos de los centros de salud, este factor se ignora con frecuencia. Muchas juntas de expansión Los fabricantes no logran evaluar el nivel de resistencia de carga puntual de sus productos bajo varios tipos de ruedas, lo que dificulta que arquitectos, ingenieros, contratistas y propietarios de edificios tomen decisiones informadas.
Criterios de selección
La resistencia a cargas puntuales es uno de los tres criterios para seleccionar una junta de expansión de piso diseñada adecuadamente. Ya sea en una construcción nueva o en la renovación de juntas existentes defectuosas, las preguntas que deben guiar la selección del producto incluyen:
- Movimiento¿Puede este modelo manejar los movimientos térmicos y de otro tipo esperados del edificio?
- Tamaño del espacio entre las juntas¿Este modelo tiene las dimensiones correctas para abarcar el espacio de unión diseñado?
- Carga puntual¿Puede este modelo soportar las cargas de las ruedas y los ejes del tráfico previsto?
Los neumáticos de plástico duro (el tipo más común en los hospitales) son los que ejercen la mayor presión sobre las juntas de expansión. En una encuesta realizada en los sitios web de siete fabricantes de juntas de expansión para suelos, sólo uno, www.emseal.com, proporcionó datos completos sobre la carga, por tipo de rueda, para los sistemas de juntas ofrecidos como “de servicio pesado” o “de alta carga puntual”. Cuatro de los sitios web no mencionaron en absoluto la capacidad de carga de las ruedas. Otros dos mencionaron de manera superficial las cargas totales posibles para sólo uno de cada uno de los muchos modelos ofrecidos como “de servicio pesado”, pero sin correlación con el tipo de rueda.
La serie de juntas de expansión MIGUTRANS de www.emseal.com se ofrece específicamente para soportar cargas puntuales. El modelo FS 110, por ejemplo, muestra una capacidad de carga, para equipos con neumáticos sólidos de plástico duro, de 365 lbs/pulgada de ancho de neumático (6.5 kg/mm, 63.7 N/mm). Para calcular la capacidad de carga total de la junta, este valor simplemente se multiplica por el ancho total de todos los neumáticos de un eje.
En comparación, los neumáticos neumáticos ejercen una tensión significativamente menor sobre las juntas de expansión. Este mismo modelo FS 110 está clasificado para soportar una carga de 22,500 10,200 lb (100 XNUMX kg, XNUMX kN) por eje de una carretilla elevadora, un vehículo de mantenimiento u otro vehículo con neumáticos.
El movimiento de rodadura del tráfico de ruedas pequeñas y cargas puntuales elevadas puede dañar rápidamente los sistemas de placas de cubierta mal diseñados y provocar daños en los pisos adyacentes.
Tensión de carga puntual más alta
En los hospitales, las juntas de dilatación de los suelos suelen deteriorarse más rápido de lo previsto. Este fenómeno se debe no solo a que no se ha diseñado con la capacidad suficiente para soportar cargas puntuales, sino también al hecho de que las operaciones hospitalarias han ido cambiando de forma que aumentan significativamente las tensiones de cargas puntuales.
Una de esas tendencias es el “diseño centrado en el paciente”, que se ha arraigado durante la última década. El objetivo de la atención hospitalaria centrada en el paciente es la descentralización, que permite acercar los servicios al paciente en lugar de transportarlo a lugares centralizados para obtener imágenes, diálisis y otros procedimientos médicos.
El diseño centrado en el paciente reduce el movimiento de los pacientes, junto con la dotación de personal innecesaria, las esperas, los informes y los errores que ello conlleva. Los pacientes permanecen en la relativa comodidad de sus habitaciones, donde se benefician de un entorno familiar. Están más cómodos, las operaciones del hospital son más eficientes y se reduce la propagación de enfermedades infecciosas.
Sin embargo, esta descentralización implica un mayor movimiento de equipos, ya que los aparatos de diagnóstico y tratamiento se trasladan a las habitaciones de los pacientes, lo que añade equipos caros y sensibles al ya intenso flujo de tráfico de equipos de limpieza, mantenimiento y servicio de comidas en los hospitales.
Gran parte de este equipo se transporta mediante ruedas duras de diámetro pequeño, que pueden causar daños a las juntas de expansión del suelo y a los materiales del suelo circundante que no están diseñados para soportar las elevadas cargas puntuales asociadas. Igual de importante que el daño a las juntas de expansión es el daño potencial al propio equipo.
Otra tendencia que aumenta la carga hospitalaria en los hospitales es la necesidad de dar cabida a un número cada vez mayor de pacientes con sobrepeso, ya que la obesidad entre los adultos estadounidenses ha aumentado más del 60% durante los últimos 20 años.
En su artículo “Designing for the Obese” (“Diseño para personas obesas”), Dave Barista, editor adjunto de la revista Building Design and Construction, informa sobre los resultados de entrevistas con los principales expertos en diseño de atención médica. Se recomendaron numerosas consideraciones de diseño, que incluían “desde puertas más anchas y camas resistentes hasta elevadores para pacientes”. El artículo también menciona que “las camas bariátricas deberían soportar al menos 600 kg”.
En este artículo no se incluye el impacto de estas consideraciones de diseño en la selección de juntas de expansión para pisos. Las sillas de ruedas, camas y camillas de gran tamaño son cada vez más comunes en los hospitales. Las camas bariátricas pueden pesar hasta 800 libras vacías y, según el modelo, están diseñadas para soportar pacientes que pesan hasta 1000 libras.
Una carga combinada, por ejemplo, de cama y paciente de 1,610 libras, distribuidas en cuatro ruedas de goma dura de 1-¼” (30 mm) de ancho, daría como resultado una carga por rueda de 402 libras o 321 libras por pulgada de ancho de rueda.
1610 lbs = 402 libras/rueda 402 libras/rueda = 321 libras por pulgada de ancho de rueda
4 ruedas de 1 ¼” de ancho
El sistema de junta de expansión diseñado para soportar esta carga debe seleccionarse por su capacidad de soportar esta carga sin deflexión. Compárese, por ejemplo, la capacidad de carga de 365 libras por pulgada de ancho de rueda del sistema FS 110.
Si no se selecciona el sistema de junta de expansión basándose en esta comparación, se podría especificar un producto de junta de expansión inadecuado.
Tipos de juntas de expansión para pisos
El diseño de juntas de expansión de pisos presenta un desafío de ingeniería. Deben poder soportar movimientos transversales de apertura y cierre horizontales, movimientos longitudinales diferenciales o de corte, así como movimientos verticales diferenciales de corte. Estos requisitos son similares a las demandas de movimiento de las juntas de expansión de paredes, cielorrasos y cubiertas. Lo que hace que el diseño de sistemas de pisos sea tan desafiante es que deben realizar estas funciones de movimiento y, al mismo tiempo, proporcionar un "puente" fuerte que pueda soportar cargas puntuales y proporcionar una transición suave y silenciosa para el tráfico rodado, así como una superficie antideslizante para los peatones.
Los fabricantes de juntas de expansión para suelos han utilizado distintos métodos con distintos grados de éxito. Los productos disponibles se dividen en tres categorías de diseño:
Sistemas de caucho y rieles
El sistema más común y menos costoso consta de dos ángulos de metal extruido (generalmente aluminio), entre los cuales se inserta o adhiere un relleno elastomérico. Para permitir el movimiento expansivo y compresivo, el inserto debe ser de un material blando y elástico y/o tener forma de fuelle. Sin embargo, los materiales blandos y las formas de fuelle son incapaces de resistir incluso cargas puntuales relativamente pequeñas. Debido a que el material de goma es blando, las ruedas se hunden y golpean contra el ángulo de metal en el lado más alejado de la junta. Esto da como resultado una sacudida desagradable para los pacientes y el equipo médico, causa daños al piso adyacente y da como resultado una falla temprana de la propia junta de expansión.
Sistemas de placas de cubierta
Para ofrecer una mejor resistencia a las cargas puntuales, una segunda categoría de productos utiliza una placa de metal. La placa se puede anclar en un lado [Ver Figura 2], puede flotar entre placas de sujeción [Ver Figura 3], o se pueden sujetar en el medio con una barra de centrado. Estos sistemas proporcionan un puente más fuerte que los sistemas de goma y riel, y son capaces de soportar cargas puntuales pequeñas a moderadas, aunque los fabricantes no suelen proporcionar clasificaciones de carga puntual a partir de las cuales hacer coincidir los modelos con las cargas de tráfico esperadas. La mayoría de estos sistemas son especialmente deficientes para soportar diferencias de altura del piso o movimiento diferencial vertical que hace que la placa de cubierta flote sin apoyo en varias ubicaciones. Este fenómeno hace que las placas de cubierta sean ruidosas y, cuando se deforman por el torque del movimiento vertical diferencial, pueden resultar en un peligro de tropiezo. Además, los espacios debajo de las placas de cubierta crean problemas de limpieza, ya que la humedad y la suciedad se acumulan en los huecos, un problema de higiene inaceptable en un entorno de atención médica. Finalmente, debido a que hay una transición en cada lado de la placa de cubierta, las ruedas chocan dos veces durante la transición sobre la junta.
Sistemas de enclavamiento sólido
Una alternativa especialmente diseñada entrelaza dos componentes de metal extruido en un diseño que permite la apertura y el cierre horizontales.
así como movimientos laterales y verticales diferenciales, al mismo tiempo que proporciona una alta resistencia a la carga puntual [Ver Figura 4]. Este sistema de enclavamiento sólido fue diseñado específicamente para soportar los golpes del tráfico de ruedas duras de diámetro pequeño, al mismo tiempo que respeta la integración estética con los materiales del piso adyacente [Ver Fotografía 1]. El diseño proporciona una superficie de rodadura suave y silenciosa. Las juntas integradas que aíslan el polvo y la suciedad también son características diseñadas cuidadosamente para entornos hospitalarios.
Sistemas de anclaje y lechos niveladores de epoxi
Otro factor importante a tener en cuenta a la hora de evaluar los sistemas de juntas de expansión para suelos es el método de anclaje. Los tornillos mecánicos para mampostería o “anclajes de expansión” que suministran la mayoría de los fabricantes de juntas de expansión se sujetan en los orificios perforados mediante una presión hacia afuera contra el sustrato. Esto crea una línea de falla cerca del borde del sustrato del suelo, lo que provoca fracturas en el borde del hormigón. El desconchado en el borde de la junta deja las bridas de montaje del sistema de juntas de expansión sin soporte y propensas a deflexionarse hacia abajo bajo cargas desde arriba.
El uso de anclajes químicos es más adecuado para las aplicaciones de juntas de expansión. Los anclajes químicos utilizan un adhesivo epoxi de fraguado duro para fijar una varilla roscada en un orificio perforado en el piso de concreto. Este método garantiza la fuerza de sujeción necesaria sin causar tensión al concreto.
Otra práctica de instalación sencilla que puede prolongar sustancialmente la vida útil de cualquier sistema de juntas de expansión, pero en particular de aquellos en entornos de cargas puntuales elevadas, es la aplicación debajo de las bridas de montaje de una capa de fraguado de epoxi. Esta capa de ¼” (6 mm) de mortero de epoxi elimina cualquier irregularidad en el sustrato, lo que garantiza que las bridas de montaje estén completamente soportadas en toda su longitud. Una capa de epoxi también actúa como aislante dieléctrico entre el hormigón y la brida de metal para evitar la corrosión.
Costos del fracaso
Cuando las cargas puntuales provocan la rotura de las juntas de dilatación del suelo, los centros sanitarios incurren en costes significativos. Las superficies irregulares dañan los costosos equipos médicos móviles y suponen un riesgo de incomodidad personal e incluso de lesiones. Además de los costes de mano de obra y material que supone la sustitución de las juntas de dilatación del suelo, el coste real para los hospitales reside en las molestias que supone cerrar secciones enteras de la instalación durante el proceso de sustitución.
Los costos iniciales de compra de juntas de expansión de piso de alta calidad son mayores que los de los sistemas económicos de caucho y rieles o placas de cubierta. Sin embargo, este costo adicional es pequeño en comparación con los beneficios económicos a largo plazo de las juntas de expansión de piso duraderas y sin problemas que resisten la carga puntual de las condiciones de tráfico previstas en el sector de la atención médica.
“No es prudente pagar demasiado, pero es peor pagar demasiado poco. Cuando pagas demasiado pierdes un poco de dinero, eso es todo. Cuando pagas demasiado poco a veces lo pierdes todo, porque lo que compraste no era capaz de hacer las cosas para las que fue comprado. La ley común del equilibrio comercial prohíbe pagar poco y obtener mucho. No se puede hacer. Si tratas con el postor más bajo, es bueno agregar algo por el riesgo que corres, y si lo haces tendrás suficiente para pagar por algo mejor”.
—John Ruskin.