Escalera flotante: la fusión de la ingeniería y el diseño moderno

Las escaleras flotante, conocidas también como escaleras suspendidas, son una de las innovaciones de diseño más fascinantes en el mundo de la arquitectura y el diseño de interiores. Pero, ¿cómo funcionan y cómo se diseñan?

Para diseñar una escalera flotante, evaluar cuidadosamente su impacto estético y calcular la estructura respetando las normas técnicas para las construcciones, puede ser de gran ayuda un software para el modelado arquitectónico BIM. A continuación, te propongo una serie de render de escaleras voladas realizadas con un software BIM. ¡Puedes tomar libremente inspiración de estas imágenes para tu proyecto!

¿Qué es una escalera flotante?

Las escaleras voladas, o escaleras voladizas, son una solución tecnológica que une funcionalidad y diseño.

Tradicionalmente, una escalera se compone de contrahuellas y huellas: la huella de una escalera tradicional es la parte horizontal sobre la que se camina, mientras que la contrahuella es la parte vertical que conecta un escalón con otro. Las escaleras voladas renuncian a la contrahuella, lo que hace que los peldaños parezcan suspendidos en el espacio y le da a toda la escalera un aspecto más abierto.

Estas escaleras están diseñadas para ocultar la estructura de soporte y para dar la sensación de que los peldaños “flotan” en el espacio. De hecho, están sostenidas por una viga central o con peldaños anclados directamente a la pared o a otra superficie vertical. Esto ofrece un look moderno y limpio.

Sin embargo, por mucho que se pueda pensar que son más adecuadas para un diseño minimalista y contemporáneo, pueden adaptarse fácilmente también en ambientes más clásicos. Incluso en edificios históricos o de relevante valor arquitectónico, con una elección adecuada de formas y materiales.

Pueden ser instaladas en interiores o exteriores, para empresas, casas o renovaciones y pueden combinarse con diferentes tipos de barandillas y pasamanos. A menudo estos en vidrio o en forma de cables o barras.

Proyecto de escalera volada | Render realizado con Edificius

Además del impacto estético, las escaleras voladas son también un ejemplo refinado de ingeniería estructural. Estas utilizan materiales y técnicas de construcción avanzadas para garantizar estabilidad y seguridad.

¿Cómo funciona una escalera volada?

El encanto de una escalera volada proviene en gran parte de su diseño aparentemente imposible que parece desafiar las leyes de la gravedad. Pero, ¿cómo puede una estructura tan ligera y sin soporte central permanecer estable y segura? ¿cómo construir una escalera volada?

La respuesta radica en la ingeniería precisa y en la elección de los materiales. Generalmente, los peldaños de las escaleras voladas están anclados de manera segura a la pared a través de pernos u otras formas de fijación, distribuyendo la carga de manera uniforme. Esta disposición permite aprovechar al máximo las propiedades de los materiales, como el acero o el hormigón armado, para asegurar que la escalera sea tanto estable como elegante. Sin embargo, es necesario el uso de software para el cálculo estructural para prever y mitigar cualquier problema potencial. Esto garantiza una construcción que no solo sea visualmente impresionante, sino también segura para los usuarios y cumpla con las normas técnicas de construcción.

Así es como funciona una escalera flotante

• anclaje a la pared: la parte superior de la escalera volada está fijada firmemente a una pared o a una estructura portante mediante soportes o anclajes estructurales robustos. Este anclaje es esencial para la estabilidad y seguridad de la escalera;
• peldaños: los peldaños de una escalera volada pueden variar en material y forma, pero generalmente están hechos de madera, metal o vidrio. Estos peldaños están anclados a la parte superior de la estructura de la escalera y se extienden hacia afuera, creando los pasos para subir o bajar;
• tensión y compresión: la fuerza principal que permite que una escalera volada funcione es la distribución de la tensión y la compresión entre la pared y los peldaños. La parte superior de la escalera transmite la compresión a la pared, mientras que los peldaños resisten la tensión. Esta distribución de fuerzas es la razón por la cual una escalera volada puede permanecer estable sin soportes verticales;
• equilibrio: la geometría de la escalera volada está diseñada de tal manera que el peso del usuario que sube o baja se distribuye uniformemente sobre los peldaños y la estructura de soporte. Este equilibrio permite evitar el colapso o la caída de la escalera;
• diseño estético: las escaleras voladas son a menudo apreciadas por su diseño estético y moderno. Pueden añadir un toque de elegancia y minimalismo a los interiores de los edificios;
• seguridad: a pesar de su aspecto fascinante, es fundamental que las escaleras voladas sean diseñadas y construidas siguiendo rigurosos estándares de seguridad. Deben estar hechas con materiales robustos, anclajes estructurales confiables y un diseño cuidadosamente calculado para garantizar la seguridad de los usuarios.

Render de escalera volada realizado con Edificius

Escalera voladiza: detalles estructurales

Para diseñar una escalera voladiza, es fundamental conocer y prever una serie de detalles estructurales, necesarios para hacer la escalera estable y segura.

Capacidad de carga

Para poder diseñar una escalera voladiza estructuralmente sólida es necesario considerar la capacidad de carga de su estructura. La estructura debe ser capaz de soportar no solo su propio peso, sino también el peso de cualquier persona u objeto que la utilice.

Al diseñar la escalera, por lo tanto, será necesario considerar la carga máxima prevista, incluyendo elementos como el peso de los peldaños, el número de personas que utilizan la escalera y cualquier carga adicional como muebles u objetos de gran tamaño.

Soportes estructurales

Aunque en la escalera voladiza los peldaños parezcan flotar, siempre hay un soporte estructural que sostiene todo. Este puede ser:

• una pared autoportante, hecha de hormigón armado o de ladrillos macizos, por ejemplo. En este caso, los peldaños se anclan directamente a la pared portante y no hay problemas estructurales significativos. Se sostienen, por ejemplo, mediante una viga empotrada en la pared o fijados directamente y de forma individual utilizando pernos de anclaje químicos y separadores de acero inoxidable entre la pared y el peldaño;
• marcos de acero inoxidable integrados en un tabique no portante. Cada peldaño es sostenido por un marco estructural y puede ser reforzado mediante la inserción de barandillas de vidrio o ganchos de acero inoxidable atados al techo;
• Viga colocada debajo de los peldaños, anclada al suelo y al peldaño de cabecera. Esta funciona como la columna vertebral de todo el sistema y está atornillada a cada peldaño.

Materiales estructurales

Los materiales utilizados para el diseño de los peldaños y los sistemas de soporte estructural de una escalera voladiza influyen en la resistencia y la estabilidad de la propia escalera.

Si se utilizan materiales ligeros como acero y aluminio, la escalera tendrá un peso propio reducido, mientras que un material como el hormigón o la piedra tiene densidades mayores y, por lo tanto, un mayor peso. Las escaleras de hormigón armado garantizan, por ejemplo, un mayor soporte para la estructura.

Aunque es muy importante considerar cuidadosamente la selección del material según las necesidades específicas del proyecto, a menudo se recurre al uso de madera maciza, como haya, roble o nogal, con grosores que varían de 80 a 100 mm para realizar los peldaños. Alternativamente, la resina y el corian están ganando popularidad como materiales para los peldaños. Las barandillas pueden estar hechas de diferentes materiales, incluidos paneles de vidrio fijados a los lados de los peldaños o acero inoxidable. Las opciones de fijación varían desde pernos de acero inoxidable visibles hasta tapones de madera que ocultan los tornillos.

Conexiones

El análisis de las conexiones es esencial para garantizar que la escalera voladiza sea estructuralmente sólida. Esto incluye no solo las conexiones entre los peldaños y las contrahuellas, sino también las conexiones entre el sistema de soporte estructural y los peldaños y contrahuellas. Estos a menudo no son más que soportes para los peldaños voladizos anclados en la pared. De todos modos, al diseñar la escalera, es importante:

• considerar cuidadosamente la transferencia y distribución de cargas en estas conexiones;
• asegurarse de que estén diseñadas para resistir las cargas previstas.

Las diversas tipologías de escaleras voladizas

Las escaleras voladizas pueden ser realizadas en varios estilos y materiales y con diversas técnicas constructivas, para adaptarse a las necesidades arquitectónicas y a las preferencias de diseño. Aquí hay algunos de los tipos de escaleras voladizas más comunes que se pueden realizar:

1. Escalera voladiza sobre pared portante

Cuando la escalera bordea una pared portante, realizar los peldaños voladizos se convierte en una elección sin problemas estructurales significativos. Una solución común es crear un elemento portante de acero (llamado travesaño) que se empotre en la mampostería portante, que actúa como soporte principal para los peldaños y la barandilla.

Esta solución crea un efecto visual extraordinario, con los peldaños que parecen emerger de la pared de manera aparentemente suspendida. Generalmente, los peldaños están hechos de madera (de haya, roble, nogal u otras maderas nobles) sin contrahuellas. Para lograr un impacto visual extraordinario, esta opción puede combinarse con una barandilla de vidrio, cuyos paneles están fijados a los lados de los peldaños. Estas fijaciones pueden realizarse con pernos de acero inoxidable a la vista o con tapones de madera para ocultar los tornillos. Una alternativa posible es el uso de un travesaño externo de madera.

2. Escalera voladiza sobre muros no portantes

Cuando al lado de la escalera no hay una pared portante, sino elementos como montantes, tabiques o muros de contención, no es posible utilizar una escalera voladiza tradicional. En estos casos, nuestros diseñadores pueden desarrollar soluciones personalizadas después de realizar una visita y analizar todos los detalles del proyecto.

Una solución podría ser la inserción de un elemento especial de acero voladizo con puntos de fijación al suelo y al techo. Esta solución requiere el uso de montantes intermedios, y el elemento voladizo se parecerá más a una estructura de marco de acero que a un travesaño. Después de la instalación de esta estructura de acero, es posible revestir la pared con paneles de yeso u otros materiales para ocultar la estructura.

3. Escalera voladiza con columna central

Cuando la estructura del edificio no permite la instalación de una escalera voladiza tradicional, una solución alternativa está representada por las escaleras suspendidas con una columna central. Esta columna actúa como columna vertebral y soporta el peso de la escalera, garantizando la máxima seguridad durante su uso. La columna central puede ser diseñada en un estilo minimalista o en un estilo más robusto, dependiendo de las preferencias estéticas.

4. Escalera voladiza con paredes de vidrio estructural

En algunos proyectos, puede no ser posible colocar la escalera cerca de una pared. Este escenario ocurre, por ejemplo, cuando la escalera está ubicada en el centro de una sala, de un vestíbulo o de un hall en un edificio prestigioso o en un hotel. En estos casos, se pueden utilizar paredes de vidrio estructural para soportar toda la estructura de la escalera voladiza. Las paredes de vidrio suelen estar colocadas a ambos lados de la escalera y están diseñadas para soportar la carga de cada peldaño individualmente. Los peldaños pueden estar hechos de madera para armonizar con el suelo u otros elementos de mobiliario circundantes. Por otro lado, pueden estar hechos de vidrio laminado templado, otorgando un toque exclusivo de ligereza y elegancia a todo el diseño de interiores.

De todos modos, las paredes de vidrio están especialmente diseñadas para soportar la carga de la escalera y se fijan al suelo y/o al techo. Los peldaños están firmemente anclados a las paredes de vidrio mediante pernos de acero inoxidable especialmente diseñados para garantizar una estructura segura y duradera.

Render de escalera voladiza realizado con un software BIM para la arquitectura

Además de estas tipologías más comunes, es posible diseñar escaleras voladas solo con huella, con huella y contrahuella, helicoidales, en L, en línea, etc.

Escaleras voladas: innovaciones de diseño

Las escaleras voladas, con su estructura ligera y flotante, siempre han estado sujetas a innovaciones de diseño.

La posibilidad de traer más luz a los espacios con escalones abiertos a través de los cuales esta filtra permite dar vida a juegos de luz y sombra que enriquecen la arquitectura de una residencia, un local comercial o de exposición.

La tipología de acabado de los escalones, el material elegido y también la coloración (además, por supuesto, de detalles adicionales como luces LED integradas o perfiles de acero) dan un gran impacto a la escalera, otorgando mayor:

• solemnidad si se utilizan materiales de madera o revestimientos de piedra natural para los escalones;
• innovación y practicidad con materiales Solid Surface;
• transparencia utilizando superficies acristaladas.

Aquí hay algunas escaleras voladas innovadoras que han estado en auge en los últimos años:

Escalera volada curva

Una escalera volada curva siempre ha sido sinónimo de clase: un objeto común como una escalera se convierte en extraordinario gracias al uso de formas sinuosas y acabados especiales que la convierten en un verdadero objeto de diseño.

Una escalera volada en espiral, sostenida por travesaños centrales o laterales y enriquecida con barandillas curvas de vidrio o acero, si se coloca en el centro de una habitación, divide y marca los espacios, convirtiéndose en el foco de todo el ambiente.

Escalera volada de vidrio

Una escalera volada de vidrio posee tanto los escalones como la barandilla/travesaño portante en vidrio. Los únicos elementos en acero inoxidable son los puntos de anclaje entre el escalón y la pared o la barandilla de vidrio.

Las escaleras voladas de vidrio son una propuesta esencial, porque permiten conectar los niveles sin insertar elementos que pesen u oculten porciones del ambiente que se está diseñando.

Las escaleras completamente de vidrio pueden ser rectas o adaptarse a cualquier ambiente y premisa estructural. Además, la transparencia otorga impacto visual a la escalera, un impacto que aumenta con la adición de iluminación mono o policromática LED en los escalones o estructuras.

Escalera volada con soportes y travesaños innovadores

Entre las diversas versiones innovadoras de las escaleras voladas encontramos:

• aquellas con travesaños en zig zag, a menudo en acero, que confieren a la escalera un aspecto elegante y moderno. Dejar los travesaños de color diferente a los escalones o quizás en acero expuesto da contraste y evidencia a la estructura;
• aquellas con escalones sostenidos por tensores de acero anclados al techo, que permiten que fluya más luz en la habitación;
• aquellas multinivel en las que incluso el descansillo resulta volado y el pasamanos, que sigue perfectamente la forma de la escalera y se desarrolla ergonómicamente, colabora para funciones específicas de seguridad según las necesidades.

Si estás modelando la escalera volada de un apartamento y quieres ver qué materiales y qué soluciones técnicas crean una obra más innovadora, mi consejo es realizar una serie de renderizados en tiempo real.

Ventajas de un software BIM para el proyecto de una escalera volada

La adopción de software de modelado BIM en el diseño de escaleras voladas ofrece numerosas ventajas que van más allá de la simple representación gráfica. Aquí algunos de los principales puntos fuertes:

1. Elección de la tipología más adecuada

La flexibilidad de un entorno BIM permite explorar diferentes tipos de escaleras voladas en un tiempo mucho más corto que los métodos tradicionales. Puedes modificar rápidamente materiales, dimensiones y geometrías y ver cómo cada variante se integra dentro del proyecto. Esta capacidad de experimentar en tiempo real ayuda considerablemente en la elección del tipo de escalera más adecuada al contexto específico del proyecto.

2. Simulación estructural

Una de las principales ventajas del uso del BIM en este contexto es la capacidad de realizar simulaciones estructurales. Gracias a la integración con un software de cálculo estructural, es posible analizar la resistencia y durabilidad de la escalera volada en diversas condiciones. Esto proporciona una garantía adicional sobre la seguridad de la estructura, permitiendo también optimizar el uso de materiales.

3. Visualización y presentación

La representación gráfica avanzada y las capacidades de renderizado 3D de los software BIM permiten crear visualizaciones extremadamente realistas del proyecto. Esto es particularmente útil cuando se debe presentar el proyecto al cliente o a otras partes interesadas. Poder mostrar una simulación detallada de la escalera en el contexto del edificio completo puede contribuir a una decisión más informada y consciente por parte del cliente.

4. Coherencia e integración del proyecto

El entorno BIM facilita la coherencia del proyecto. Cualquier modificación realizada en el modelo de la escalera se refleja automáticamente en todas las vistas y documentación relacionada. Esto reduce el riesgo de errores e incongruencias, asegurando que todos los miembros del equipo estén siempre actualizados.

5. Optimización de costes y tiempo

La eficiencia del BIM permite una planificación más precisa de costes y tiempos. El modelo BIM puede ser utilizado para una estimación precisa de materiales, mano de obra y tiempo necesarios, ayudando a evitar retrasos y desperdicios de recursos.

Render de escalera volada realizado con un software BIM para la arquitectura

Para profundizar, lee también los siguientes artículos:

• Cómo diseñar una escalera de caracol: la guía técnica completa y profesional con diseño arquitectónico BIM;
• Cómo diseñar una escalera: la guía técnica y profesional.

FAQ sobre Escaleras Voladas

¿Qué es una escalera volada?

Una escalera volada es una escalera sin contrahuellas, con peldaños que parecen suspendidos en el espacio. Puede ser sostenida por una viga central, anclada a la pared o a otra superficie vertical, ofreciendo un diseño moderno y limpio, pero adaptable también a contextos clásicos o históricos.

¿Cómo funciona una escalera volada?

La escalera volada se sostiene gracias al anclaje de los peldaños a la pared o a la estructura portante, a la distribución de la tensión y la compresión entre peldaños y soporte, y al equilibrio del peso del usuario. Los peldaños pueden estar hechos de madera, metal o vidrio, y el diseño estructural garantiza seguridad y estabilidad.

¿Qué detalles estructurales son importantes en una escalera volada?

Los detalles estructurales incluyen la capacidad portante de la estructura, los soportes (paredes portantes, marcos de acero o vigas), los materiales de los peldaños y de los soportes (madera maciza, metal, vidrio, cemento), y las conexiones entre peldaños y estructura, diseñadas para soportar las cargas previstas.

¿Qué tipos de escaleras voladas existen?

Las principales tipologías son: sobre muro portante, sobre muros no portantes, con columna central, con paredes de vidrio estructural, curvas, de caracol, en L, o en línea. Cada tipología se elige en función de las necesidades estructurales y estéticas.

¿Qué materiales se pueden usar para una escalera volada?

Los peldaños pueden ser de madera maciza (haya, roble, nogal), vidrio laminado templado, metal, cemento o resina. Las barandillas pueden ser de vidrio, acero inoxidable u otros materiales, con fijaciones a la vista u ocultas, dependiendo del diseño.

¿Qué innovaciones de diseño existen para las escaleras voladas?

Las innovaciones incluyen peldaños abiertos para juegos de luz, materiales como Solid Surface o vidrio, iluminación LED integrada, vigas en zig zag de acero, peldaños sostenidos por tensores, escaleras de varios niveles con pasamanos ergonómico, curvas, de caracol o completamente transparentes para un impacto estético elegante.

¿Qué ventajas ofrece un software BIM en el diseño de escaleras voladas?

El BIM permite elegir rápidamente la tipología de escalera, simular la resistencia estructural, crear renderizados realistas, mantener coherencia e integración del proyecto y optimizar tiempos y costos, apoyando todas las fases desde el diseño hasta la presentación final.