¿Se puede construir un segundo piso sobre una casa existente?
Una casa puede haber funcionado perfectamente durante décadas y, sin embargo, no estar preparada para recibir un segundo piso. En este artículo te explico en qué debes fijarte para construir un segundo piso a tu casa.
1. ¿Todas las casas permiten construir un segundo piso?
La posibilidad de construir un segundo piso depende del sistema estructural, de las características de sus elementos resistentes, de las fundaciones y de las cargas para las que fue diseñada la vivienda. Algunas construcciones podrán admitir una ampliación con modificaciones menores, mientras que otras requerirán refuerzos importantes o podrían resultar inviables de ampliar. Una casa de estructura liviana probablemente requiera refuerzos para recibir un segundo piso, lo que significa destapar todos los paneles para poner estructura adicional, lo que aumenta el costo de la intervención.
Una casa puede estar o no preparada para una ampliación, lo cual se puede identificar a través de los planos estructurales de la casa, por lo que es muy importante conseguir esa información en la municipalidad.
No basta con observar que la casa está en buenas condiciones para decidir que esta puede recibir un segundo piso sin conocer qué fundaciones tiene y que conforma sus paredes. Por ejemplo una casa de Metalcon no podrá soportar una losa de hormigón armado, incluso puede que no soporte un segundo piso de Metalcon.
2. ¿Cómo saber si mi casa soporta un segundo piso?
Lo primero que se requiere para saber si la construcción de un segundo piso es viable, es recopilar los planos estructurales originales que se encuentran en Dirección de Obras Municipales, esto permitirá hacer una evaluación teórica y conocer los elementos que no se pueden inspeccionar en una visita, como las armaduras o las fundaciones.
Lo siguiente en la lista es una evaluación estructural de la construcción existente, para verificar que lo indicado en los planos corresponde a la realidad. Esta actividad es especialmente relevante si no existen planos estructurales, y requerirá un levantamiento completo de la estructura.
En el levantamiento se deben identificar materiales, sistema constructivo, cadenas, elementos estructurales, ubicación de los pilares, muros, vigas y losas. Si no existen planos estructurales, se deberán hacer estudios con escáner para determinar las armaduras en caso de casas de hormigón armado y albañilería.
Si no existen planos de fundaciones, idealmente se deberán hacer calicatas para inspeccionar las fundaciones, esto nos dará una información muy relevante, ya que las fundaciones pueden condicionar la posibilidad de ampliación.
3. ¿Qué ocurre con las fundaciones al agregar un segundo piso?
En el punto anterior ya comentamos algo respecto a las fundaciones, pero démosle un poco más de profundidad al asunto, lo primero que va a suceder cuando agregamos un piso, aumentan las cargas estáticas que llegan a las fundaciones y que luego estas fundaciones transmiten al terreno.
El terreno tiene una tensión admisible que está estudiada en el respectivo informe de Mecánica de Suelo. Pero, qué son las tensiones:
Las tensiones son la fuerza vertical aplicada en la fundación dividida en el área basal de la zapata, es decir:
σ=P/A < σadm
Si aumenta la carga sobre la fundación, puede darse el caso que la tensión real sobre el sello de fundación sea mayor a la tensión admisible (σadm), por lo que la fundación podría fallar por rotura del suelo.
¿Cómo evitamos que falle el terreno?
Una vez evaluada la posibilidad de falla de las fundaciones, se debe explorar cómo reforzar las fundaciones. Eso puede implicar destapar ciertas fundaciones para hacerlas crecer. Este cambio puede hacer que el proyecto de ampliación se vuelva inviable, por lo que se deberá evaluar a priori el ítem de las fundaciones.
4. ¿Cómo afecta un segundo piso al comportamiento sísmico de la vivienda?
Los modelos de análisis sísmico consisten en péndulos invertidos, que oscilan al mover la base del sistema. Al aumentar un piso de la casa, lo que va a ocurrir es que el largo del péndulo se modifica, pero también se modifica la masa del péndulo.
Como se puede apreciar, el modelo de péndulo del análisis cambia totalmente al construir un segundo piso, y, por lo tanto, la frecuencia del sistema se va a alterar y, en definitiva, las cargas sísmicas aumentarán. Pero también aumenta el momento sísmico basal, que trata de dar vuelta las fundaciones.
Pero esto no es todo, los centros de masa de cada piso pueden verse alterados. Esto es importante, ya que en el caso de que los centros de masa de cada piso estén extremadamente alejados del centro de rigidez del piso respectivo, se va a producir un respuesta torsional entre los centros de rigidez y de masa, que eventualmente puede exceder la capacidad resistente de los muros.
Además, los muros del primer piso pueden tener un comportamiento diferente al comportamiento original, ya que, en el caso de agregarse una losa suficientemente rígida sobre el primer piso y correctamente conectado, todos los muros dejarán de comportarse en forma independiente y comenzarán a moverse en torno a un centro de rigidez. Por otro lado, las cargas horizontales sobre los muros serán mayores, producto de la mayor masa del sistema, pero no necesariamente estarán distribuidas linealmente, ya que dependerán de las relaciones de rigidez de los elementos que conforman el piso. Esto puede no darse en caso de recurrir a sistemas de envigado de piso, que permiten cierto movimiento independiente de cada muro.
Otro punto a considerar en el diseño sísmico es la continuidad entre los distintos elementos entre ambos pisos, la que permite bajar las cargas sísmicas en forma efectiva desde el segundo piso al primero, sin generar efectos extraños a la estructura.
Finalmente, mencionar que las irregularidades estructurales no son deseables en el diseño estructural, lo cual contrastará probablemente con los gustos de los arquitectos, que probablemente prefieran grandes ventanales y voladizos, mientras que el ingeniero preferirá segundos pisos de muros largos y continuos, que coincidan con los muros del primer piso. Esto para evitar torsiones y muros cortos sin capacidad de resistir las cargas sísmicas.
5. ¿Qué materiales conviene utilizar para construir un segundo piso?
Lo ideal es que las ampliaciones de segundo piso sean de material ligero, para evitar grandes cargas sísmicas y minimizar el impacto en las fundaciones. Los principales sistemas constructivos que recomendamos son los siguientes:
Metalcon: Estructura liviana de acero galvanizado, compuesta de perfiles en C de 0,85; 1,0 y 1,6mm de espesor, compuesta principalmente de un entramado de soleras y pies derechos, con pletinas diagonales en cada frente de la envolvente.
Madera: Similar al Metalcon, pero en vez de perfiles metálicos galvanizados se utiliza un entramado de palos de 2x4” u otra escuadría que el ingeniero determine. La forma del entramado es la misma que el metalcon, o sea, soleras y pies derechos.
Paneles SIP: Sistema de paneles estructurales aislados. Los paneles SIP son una alternativa liviana que ofrece ventajas de rapidez constructiva y aislamiento térmico. Sin embargo, cuando se pretende utilizarlos como parte del sistema resistente a cargas sísmicas, es necesario verificar que la solución específica cuente con los antecedentes técnicos y las aprobaciones que correspondan. La acreditación térmica o de resistencia al fuego de un panel no demuestra, por sí sola, su capacidad estructural frente a solicitaciones sísmicas. En proyectos sujetos a revisión del SERVIU, esta condición puede ser especialmente relevante.
La principal ventaja de utilizar materiales livianos es la disminución de las cargas sísmicas y mantener bajo el centro de gravedad de la construcción
Comparada con soluciones más pesadas, como albañilería y hormigón, un segundo piso de material liviano se puede construir más rápido y requerir menos refuerzos en el primer piso y fundaciones, por lo tanto, suele ser lo que se prefiere.
Sin embargo, no se debe entender que la estructura liviana elimina la necesidad de estudiar estructuralmente la vivienda original, ya que los elementos sísmicos cambiarán de configuración y aumentarán las cargas verticales.
6. ¿Es necesario reforzar el primer piso?
Que haya que reforzar o no el primer piso no es una realidad absoluta, se debe evaluar de caso en caso, pero la regla general es que sí. Evidentemente, la incorporación de una losa para reemplazar la estructura de techumbre implicará sumar cargas muy relevantes a los muros, para lo cual no fueron diseñados. También hay que tener en cuenta que el comportamiento sísmico de muros unidos a losas es diferente al de muros libres.
Una losa constituye un diafragma rígido que obligará a todos los muros a actuar en conjunto, y dependiendo de la distribución de rigideces y de las solicitaciones sísmicas, algunos muros podrían resultar insuficientes, haciendo necesario reforzarlos, modificar su configuración o reemplazarlos por elementos de mayor capacidad resistente.
6.1. Refuerzo de muros
También hay que tener en cuenta el aumento de las cargas verticales, es decir, el peso de la losa, el muro de segundo piso y el techo apoyados en dicho muro, más sus respectivas sobrecargas. No es frecuente que este aumento de cargas haga exceder las capacidades de estos muros, más bien actuarán mejorando el confinamiento de estos elementos y por lo tanto su resistencia a las cargas sísmicas, pero esto debe ser evaluado por un ingeniero estructural o calculista.
También es habitual que estas ampliaciones no sean solamente construir una losa y el segundo piso, sino que involucren toda una alteración de los muros existentes, abriendo vanos, cerrando otros, transformando cadenas en vigas y por supuesto, se debe despejar un recinto para incorporar una escalera. Todas estas modificaciones, que en la arquitectura son simples líneas rojas, deben detallarse en los planos de estructura, ya que las casas de albañilería confinada (la tipología más común de las casas ampliables), deben mantener una configuración que sea acorde con la norma de respectiva (NCh 2123), es decir, que los paños de albañilería se encuentren confinados por pilares y cadenas.
Entonces, si se demuele un vano para hacer una nueva puerta, este nuevo vano debe quedar confinado por pilares de hormigón armado de 15x20 cm (esta medida depende de la geometría del proyecto), que parten de la fundación y se anclan en la cadena. No basta con picar el ladrillo y rectificar los bordes con yeso, eso es la receta para un futuro desastre. También se debe verificar que sucede con la cadena, que empezará a comportarse como viga. Se debe evaluar si es capaz de funcionar bien como viga o requiere un refuerzo.
6.2. Conexiones entre estructura nueva y existente
Tema aparte es la incorporación de la nueva losa, ya que esta debe quedar unida a la estructura antigua por conectores de corte adecuados. Lo más usual es que se utilice el sistema de losas con placa galvanizada PV6 o envigados de piso en madera o metalcon.
La placa PV6 es una plancha metálica de 0,6mm, acanalada, sobre la cual se coloca una malla ACMA y se hormigona una losa de entre 10 y 15 cm, según el proyecto estructural respectivo. La unión de esta losa con las vigas y cadenas se hará en base a pernos de corte tipo Nelson-Stud, canales u otro, según defina el calculista de la obra.
6.3. Refuerzo de fundaciones
Lo más complicado de este asunto es el refuerzo de las fundaciones, ya que lo más usual es que no se conozca su configuración, y si se cuenta con planos, estos no sean del todo confiables. Pero yéndonos al caso ideal, se debe evaluar qué sucede con las fundaciones con la adición de un piso adicional. Probablemente el maestro le dirá que puede poner un edificio de 5 pisos con unas zapatas corridas un poquito más anchas que el muro, pero la realidad no es tan antigravitacional. Es usual que una fundación corrida que soporta un muro de un piso, sea capaz de resistir dos con un poco de maña del ingeniero, pero esa maña tiene un límite, y probablemente, en esos ejes de los que hablamos antes, con muros cortos, las fundaciones existentes se resistan a funcionar bien y en definitiva se deba hacer un refuerzo. ¿Cómo es ese refuerzo? Estamos hablando de envolver la fundación antigua en una nueva armadura, llenarla de insertos y hormigonar un sobreancho. Algo muy difícil de describir, pero claramente es una solución que debería llevar a conversar con el arquitecto para viabilizar mejor la obra.
La solución de un segundo piso estructuralmente independiente del primero para casas no es la más recomendable, pero puede ser una alternativa cuando la geometría, las fundaciones y el espacio disponible lo permiten. No digo que sea una mala solución, pero es más adecuada para naves industriales, para segundos pisos de grandes tiendas es una solución muy práctica, ya que evita reforzar toda la estructura existente y genera un espacio entre ambas estructuras por donde se puede pasar todo tipo de instalaciones. Incluso he visto casos en que alrededor de casas se construyen edificios completos, pero quizás aquí nos estamos escapando un poco del tema de este artículo, probablemente a futuro haré un artículo sobre reutilización de fachadas patrimoniales.
7. ¿Qué pasa con el techo y el entrepiso?
Básicamente el techo antiguo y su estructura se deberán retirar para construir un techo nuevo en el segundo piso. En caso de que la ampliación no abarque toda la planta, el ingeniero debe evaluar la posibilidad de conservar parte del techo antiguo, lo cual no siempre será posible.
Para construir el segundo nivel será necesario incorporar un nuevo sistema de entrepiso, que podrá resolverse mediante envigados de madera, perfiles de acero o losas, según las características de la vivienda y el diseño estructural.
Tal como mencionamos anteriormente, el nuevo sistema de piso debe contar con conexiones diseñadas para transmitir las solicitaciones correspondientes a la estructura existente.
Las nuevas puertas y ventanas y los grandes vanos con grandes vigas son elementos complejos que deben analizarse con cuidado, y por lo tanto, se recomienda contar con la asesoría de un ingeniero estructural.
Finalmente, para la incorporación de una escalera, fundamental para acceder al segundo piso, a menos que esta sea exterior, se deberá despejar un espacio suficientemente grande para contenerla, lo que seguramente obligará a abrir ciertos vanos. La consideración en este caso es similar a la apertura de vanos del punto anterior, es decir, confinar los muros de albañilería, hacer pilares punteros en caso de paneles de metalcon, y en general, reponer lo más parecido posible a la solución de una obra nueva.
8. ¿Qué permisos y documentos se necesitan para construir un segundo piso en Chile?
En este punto ya nos empezamos a introducir en un punto que más bien es de competencia de los arquitectos, pero podemos enumerar los siguientes pasos:
- Revisión de las condiciones urbanísticas del terreno (consultar Certificado de Informes Previos).
- Permiso de edificación ante la Dirección de Obras Municipales, cuando corresponda.
- Proyecto de arquitectura.
- Proyecto de cálculo estructural y sus antecedentes, según las exigencias aplicables.
- Recepción final de las obras.
Los requisitos legales dependen de las características de cada ampliación y deben distinguirse de las recomendaciones técnicas necesarias para garantizar la seguridad estructural, porque no todas las ampliaciones están sujetas a los mismos requisitos. Para mayor información al respecto, recomiendo leer estos artículos del blog de Pinedo Ingeniería:
9. ¿Cuánto cuesta construir un segundo piso?
Esta es una pregunta más bien complicada de responder, ya que muchas veces será más conveniente demoler el primer piso existente y empezar una casa más grande desde cero, también depende de la materialidad del primer piso, el tipo de suelo en que se encuentre fundada la casa, los materiales que se quieran ocupar en la ampliación y por supuesto, de la creatividad del arquitecto (o de los propietarios), a quién muchas veces será necesario poner límites, para evitar que los costos se escapen de las manos.
Muchas veces analizamos un costo de ampliación por metro cuadrado de segundo piso, sin considerar que deberemos agregar los costos de reforzar el primer piso, y además, se deben considerar las reformas a dicho primer piso, ya que la apertura de vanos, eliminación de muros, ampliación de otros, todo eso, tiene su costo.
Para terminar este punto, insistir en la conveniencia de evaluar la factibilidad estructural antes de comprometerse con la construcción de un segundo piso, tal como mencionamos antes, a veces es más fácil y más barato demoler e iniciar una estructura nueva. Pero también se deben considerar las restricciones urbanísticas, ya que a nadie le hace gracia tener que demoler parte de su casa una vez ya construida por cuestiones municipales o por conflictos con los vecinos.
10. ¿Por dónde comenzar si quiero ampliar mi casa hacia arriba?
Esta interrogante yo la resumiría en algunos sencillos pasos:
- Reunir los antecedentes de la vivienda (principalmente planos estructurales)
- Solicitar una evaluación estructural.
- Determinar si es factible construir el segundo piso y bajo qué condiciones.
- Desarrollar los proyectos y tramitar los permisos correspondientes.
- Ejecutar las obras conforme a los planos aprobados y las especificaciones del proyecto.
Seguir estos pasos puede evitar muchos dolores de cabeza.
Si estás proyectando una ampliación, un segundo piso o una modificación de la estructura existente, podemos revisar los antecedentes de tu proyecto y determinar el alcance del cálculo estructural necesario.
Revisa en Youtube el siguiente video "Ampliaciones de viviendas: ¿Cuándo necesitas cálculo estructural?"
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