En ESTUDENER diseñamos, calculamos y fabricamos torres de celosía, tanto arriostradas como autosoportadas, desde hace más de 20 años, y siempre con la máxima rigurosidad técnica.
Una pregunta recurrente de nuestros clientes (a menudo por solicitud de sus clientes finales), es qué espesor de hielo considerar en un emplazamiento concreto.
La pregunta no es trivial. Vamos a arrojar algo de luz sobre este tema.
1. La nieve y su irrelevancia para las torres de celosía
La nieve es agua cristalizada que cae verticalmente y se deposita cuando encuentra superficies horizontales o ligeramente inclinadas.
En una torre de celosía no hay superficies horizontales de importancia que permitan acumulación significativa de nieve, salvo que existan plataformas o pasarelas donde pueda acumularse, y aun en esos casos no suele ser relevante en el cálculo estructural.
Desde el punto de vista físico y normativo, aplicar cargas de nieve a una torre de celosía no tiene sentido técnico. Así lo confirman las principales normas internacionales: ASCE 7, TIA-222-H o AS/NZS 1170.3, que solo consideran la nieve en superficies donde la acumulación sea posible
2. El hielo: el verdadero peligro para las torres
El hielo se forma cuando la humedad atmosférica (nube, niebla o precipitación sobreenfriada) se adhiere o se congela sobre superficies frías expuestas, estructuras, cables o perfiles, que actúan como núcleo.
Puede alcanzar espesores importantes, adherirse de forma envolvente y tiene una densidad muy superior a la nieve.
Al contrario que la nieve, el hielo sí es relevante en el cálculo estructural, especialmente en torres arriostradas, donde además de fijarse a la celosía, se adhiere a las sirgas de arriostrado, incrementando exponencialmente la carga sobre la estructura, ya que al aumento de peso se le suma el incremento de superficie sobre la que incide el viento.
3. El Eurocódigo y la “ausencia normativa”
En Europa contamos con una norma específica para el cálculo de torres: EN 1993-3-1 (Eurocode 3 – Design of steel structures – Towers and masts).
Reconoce el hielo (“ice loading”) como una acción ambiental junto al viento, pero no define valores para ninguna de las dos acciones; remite a los Anexos Nacionales de cada país.
La norma complementaria EN ISO 12494 (Atmospheric Icing of Structures) describe los tipos de hielo y sus propiedades físicas, pero tampoco da valores locales: sólo sirve como guía técnica.
Hay prevista una nueva norma, todavía en borrador, la EN 1991-1-9 (Eurocode 1, Actions on structures – Atmospheric icing), que recopila toda la información sobre hielo, pero deja los valores de referencia, de nuevo, en manos de los anexos nacionales de cada país.
Cada país puede (y debería) definir en su Anexo Nacional los parámetros específicos de cálculo de las torres, entre ellos la caracterización del viento y del hielo por emplazamientos.
Para el viento, prácticamente todos los países europeos disponen de un Anexo Nacional, pero para el hielo, muchos países aún no lo tienen, lo que deja al proyectista sin criterios para decidir el espesor y densidad del hielo a aplicar.
4. ¿Puedo calcular el hielo esperado en un emplazamiento con altitud, temperatura y humedad?
La respuesta es no.
Aunque la latitud, la altitud, el viento y la humedad influyen en la formación de hielo, no existe una fórmula física o empírica validada que permita calcular un espesor de hielo a partir de estos parámetros.
La propia EN ISO 12494 lo reconoce en varios apartados:
“La formación de hielo atmosférico es un fenómeno muy variable, que depende de las condiciones meteorológicas y topográficas locales.”
“La severidad del a formación de hielo atmosférico varía enormemente de un emplazamiento a otro, incluso entre localizaciones cercanas, en función de la exposición, la altitud, la dirección del viento y el clima local.”
“Los métodos presentados en este anexo son aproximados y deben aplicarse con precaución, ya que las condiciones locales de formación de hielo pueden diferir significativamente de los promedios regionales.”
5. ¿Entonces qué carga de hielo elegimos?
En países con normativa nacional desarrollada, recomendamos utilizar los espesores y densidades que indica la norma nacional. Aunque no existe la certidumbre completa de que esos valores no se superen, al menos es una referencia:
- Alemania: 30 mm de hielo, densidad 7 kN/m³, hasta 600 m de altitud
- Francia: 20 mm, 40 mm y 60 mm de hielo según altitud, densidad de 7.2 a 8.4 en función de la altura de la torre
- Reino Unido, Dinamarca, Croacia y Polonia: anexos que recogen valores o referencias nacionales de hielo.
En países sin anexo nacional, se pueden adoptar valores orientativos de la bibliografía o aplicar criterios de países vecinos, siempre con cautela.
Pero, como hemos dicho, no hay garantía de que esos valores reflejen el comportamiento real del emplazamiento.
6. Consejos prácticos para tratar el tema con el cliente
Como fabricantes, ofrecemos estructuras calculadas para soportar una carga específica de viento y hielo, pero no podemos garantizar que esas condiciones no se superen en el emplazamiento real.
Incluso cuando existe normativa, los datos son estadísticos, y las estadísticas siempre pueden romperse.
Nuestra experiencia, tras miles de torres diseñadas y fabricadas, es que no existe una regla fija que garantice la elección perfecta del espesor de hielo.
Sí sabemos que las torres en zonas húmedas y de gran altitud son las más vulnerables, y que hemos visto colapsos por engelamiento severo.
A nuestros clientes instaladores les recomendamos:
- Recordar que el cliente final debe decidir el espesor de hielo que quiere considerar para el cálculo.
- Aconsejar que la póliza de seguro cubra acciones climáticas superiores a las de diseño.
- Aplicar los valores de los Anexos Nacionales, cuando existan.
- En ausencia de norma, considerar la altitud y la humedad como factores clave, que se amplifican con la altura de la torre.
- Mantener transparencia total, indicando en la documentación el espesor y la densidad de hielo utilizados en el cálculo.
- No prometer nunca que el espesor considerado “no se superará”, ni siquiera cuando exista normativa.
Conclusión
Las torres de celosía pueden verse sometidas a cargas de hielo relevantes, especialmente las arriostradas, donde el hielo en las sirgas puede multiplicar las tensiones estructurales.
En ESTUDENER, ofrecemos siempre transparencia, experiencia, y rigor en los cálculos , aportando a cada cliente la información disponible para que pueda definir unas hipótesis de hielo coherentes, razonadas y seguras.