CONSTRUCCION Y EDIFICACION INDUSTRIAL

Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu

Los Prefabricados de Hormigón en las Construcciones Industriales Los Prefabricados. Su tratamiento especial. Producción de taller al pie de la Obra. Producción en Planta. El método tradicional de construcción in situ de estructuras de hormigón armado, tiene la gran desventaja de la dependencia lineal entre todas y cada una de las tareas a ejecutar. La ejecución de las cimentaciones precede la construcción de las columnas, y a éstas la construcción de los elementos principales de carga y cubierta. De tal forma, que no es posible realizar al unísono, en las construcciones in situ, las distintas tareas que componen este tipo de construcción. Sumado a este rígido principio de organización de obra, la escasez de madera, impulsó extraordinariamente el desarrollo de la técnica de la construcción prefabricada en las Obras Industriales. Los avances tecnológicos en todos los órdenes, exigen cada día construcciones de más complejidad y con mayores requerimientos dimensionales y de construcción acelerada. No es posible con el nivel de desarrollo de la técnica de construcción de los elementos in situ dar respuesta a esas exigencias. He ahí, a grandes rasgos las causas fundamentales que han propendido al amplio desarrollo de los prefabricados en las estructuras de hormigón armado en las construcciones industriales. Algunos autores creen que la razón primordial del desarrollo de la prefabricación del hormigón, armado o pre/post-tensado, han sido la escasez de madera y la gran necesidad que de ella se tiene en las construcciones de hormigón. Esto, a nuestro modo de ver, sumado a que la madera no se incorpora a la construcción realizada, sino que sólo se utiliza provisionalmente como falsa obra para propiciar el vaciado del hormigón perdiendo gran parte de su valor y posibilidad de utilización.

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Existen innumerables factores que hablan de este hecho, por ejemplo: - En las construcciones de hormigón armado intervienen como materiales de uso común el acero, el hormigón y la madera. Los costes de cada uno de estos materiales analizados globalmente y utilizando una misma referencia, dan valores aproximadamente iguales por volúmenes. En el prefabricado, los costes del encofrado son sólo de 10% del valor total de la construcción, de ahí, que sobre este origen y en base a esta extraordinaria diferencia entre uno y otro sistema, en lo que a costos se refiere, o sea por lo que algunos autores dan esta razón como el más poderoso motor que ha tenido el desarrollo de la técnica de construcción de hormigón armado prefabricada. - En general podemos decir que esta técnica permite la realización de las distintas tareas que componen una construcción al unísono, posibilita la introducción en la construcción de algunos principios de la producción industrial, como la producción en serie; tiende a resolver el problema de la industrialización de la construcción y en síntesis, mejora la organización del trabajo de construcción y aumenta la productividad. Los prefabricados pueden ser realizados en dos formas: a)

Al pie de la obra.

b)

En plantas fijas de carácter industrial.

Las limitaciones de la fabricación en plantas fijas está en función del tamaño y peso de las piezas a producir, ya que, en estas plantas fijas se posibilita, de hecho, la utilización de la producción industrial en la técnica de la construcción, sin embargo, el factor del transporte final al lugar de utilización de los elementos necesariamente es el factor limitante por excelencia. Por lo demás las ventajas de la producción en planta son indiscutibles. La producción de prefabricados al pie de obra tiene las naturales limitaciones de una producción inestable con un personal, muchas veces, improvisado todo lo cual tiende ineludiblemente a rebajar la calidad del prefabricado producido, sin embargo, cuando las piezas son de gran peso y dimensiones y las planta de producción industrial de prefabricados están lejos de los lugares en que se utilizarán no queda mas remedio que producir los prefabricados al pie de la obra. LOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN EN LAS CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES

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LA PREEFABRICACION A PIE DE OBRA. FACTORES QUE INCIDEN EN SU TAMAÑO. La elaboración de los elementos prefabricados al pie de la obra es una labor de producción, que es extraña, dentro del campo de la construcción civil convencional, que tiene un cierto carácter de inestabilidad, por lo que requiere, especial atención de aquel que organiza la obra, pues debe introducir técnicas que son de uso común en la producción industrial pero no usuales en construcciones de obras. Por ejemplo, la determinación del Área de Prefabricado que se debe construir para una obra, es una labor que generalmente se realiza sin un ordenamiento previo y anárquicamente. Sin embargo, es posible dar métodos que aunque rudimentarios tienen una base en la técnica de la producción industrial. La determinación de un Área de Prefabricado no es más que la determinación de un área de producción con su reserva de almacenaje de esta producción, en función del uso que se hace o de la intensidad con que se extrae el producto terminado del mismo. Luego, es necesario, satisfacer distintos requerimientos tecnológicos en la determinación de un Área de Prefabricado. En síntesis, debemos conocer lo siguiente: a)

Las piezas o elementos que se fabricarán y de sus dimensiones.

b)

La intensidad de esta producción en la unidad de tiempo.

c)

Los sistemas constructivos que se emplearán en su elaboración.

d)

La reserva de almacenaje que es necesario disponer en función de la extracción del producto o productos terminados.

e)

Las características y parámetros de los equipos que se utilizarán para el transporte de materiales de construcción al Área y para el traslado de los elementos terminados fuera del Área.

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f)

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Las necesidades de instalaciones para dar servicio durante las labores de construcción que dentro del Área deben efectuarse, agua, electricidad, etc., sobre esta base y con pleno conocimiento de lo que anteriormente nos hemos referido, pueden determinarse la necesidad de superficie total que el Área de Prefabricado requiere.

El Área (superficie) a determinar se divide en varios grupos generalmente a saber: 1.

Área de Fabricación, donde se prefabrican los elementos.

2.

Área de Preparación, donde se realizan las distintas piezas que compondrán el elemento o pieza prefabricada, es decir, encofrado, armaduras de acero, etc.

3.

Área de almacenaje, donde se almacena el producto terminado o en preparación.

4.

Áreas de servicios y circulación. Espacios para la circulación o flujo de la producción, y para las instalaciones necesarias de agua, vapor, electricidad, etc.

En general, el área de producción, de preparación y almacenaje son a determinar en función de la producción a realizar, en cambio el área de circulación puede tomarse como de 50% de la suma de las anteriores. Por supuesto, en los casos en que exista una definición total de los equipos para el izaje (elevación y manipulación) y los auxiliares, debe proceder al cálculo sobre bases concretas, pero a nivel estimado puede utilizarse el índice que hemos expuesto. El área de servicios puede tomarse como el 5% del área total. EL PROGRAMA DE LOS PREFABRICADOS Al Área de Prefabricado, tanto la Obra como el Proyecto de Organización de la Obra deben darle un tratamiento especial, dada la complejidad de operaciones que el prefabricado de hormigón implica. Luego, es necesario llevar a cabo un programa de los distintos elementos a prefabricar para que a partir de este programa pueda determinarse tanto el área total de prefabricado, a construir al pie de la obra, como la selección del equipo necesario para el izaje. En el caso de la selección del equipo para el izaje (elevación y carga) vamos a exponer un ejemplo del mismo:

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Una nave prefabricada de dos intercolumnas (luz) de 18.00 mts. en sentido transversal, con intercolumnios a cada 6.00 mts, en sentido longitudinal, tiene dos tipos de columnas prefabricadas que fabricar, la central y las columnas perimetrales longitudinales , a las cuales llamaremos A y B. Las columnas soportan vigas DELTA de 18.00 mts. de luz, también prefabricadas y sobre ellas se coloca la cubierta de losa de cajón, a continuación exponemos una tabla que presenta, esquemáticamente, el programa del prefabricado y los parámetros del equipo de izaje que se requieren en cada caso y finalmente el equipo seleccionado con su longitud de pluma. PREFABRICADO

NEC.

IZAJE

EQUIPOS SELECCIONADO

    No. descrip- Peso/Elem. Alcance ción del

Tons.

Equipo

Pluma Elevac. Izaje

Longitud

elemento

Mts.

Mts.

Selecc.

Pluma

 1

Viga

Grúa 18.00 mts

2

Columnas A 10

3

Columnas B 8

6.00

4

Cubierta 8 1,5

10.00

6.00

10 00

7

Idem

12,5

10 00

Idem

20

17 00

Idem

20

6.00

14 00

KATO

20

_________________________________________________________________

Tal como muestra la tabla, la selección del equipo de izaje se ha hecho en base a las necesidades de izaje que se tienen y mediante la utilización de las tablas de izaje (Ver pags siguientes). Las necesidades de izaje se calculan, realizando previamente, el sistema técnico organizativo a seguir durante la organización del montaje de los prefabricados y coordinando todos los factores necesarios a considerar para determinar los parámetros que son indicativos del equipo a seleccionar. Como se ve si se realiza en el montaje continuo con una sola grúa KATO NK-20A es necesario tener una interrupción, al menos después de montar las columnas A. Pues estas columnas, requieren debido a sus condiciones, la mínima pluma de este equipo. Lo mejor sería comenzar el montaje por esta fila de columnas y realizar el montaje del resto de los elementos en el orden en que se los desee después.

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Al mismo tiempo, el izaje de los elementos de la cubierta con las condiciones de Vuelo de pluma presentadas y de elevación del gancho de izaje de la grúa NK-20A tiene según las tablas una capacidad de izaje de casi 20 TM a un radio de 3 m (Ver características principales y diagrama de cargas en las páginas siguientes). Sería posible unir los elementos de cubierta y proceder al izaje de tres elementos a la vez. Como se ve, la selección del equipo de izaje y la organización del montaje del prefabricado está sumamente unida y no es posible realizar una sin tener la otra decidida. En realidad, la organización del prefabricado exige de una selección previa de los equipos, así como la proyección de estructuras prefabricadas exige que el proyectista esté consciente de la capacidad instalada de equipos y sus parámetros para poder realizar esta construcción.

EL PROGRAMA DE LOS EQUIPOS PARA EL PREFABRICADO De la misma forma que para otras tareas, en la Planificación de la Obra, se procede a la ubicación en el tiempo de las necesidades de equipos y se realiza el programa de equipos para cada una de las tareas de la Prefabricación. Por supuesto, es importante destacar el hecho que en el montaje de prefabricados, el máximo aprovechamiento de la grúa o grúas que se utilizan en el izaje, depende de supeditar en base al aprovechamiento todas las tareas complementarias. Es decir, que en la organización del montaje del prefabricado, todo accesorio, todas las operaciones necesarias a garantizar la labor continúa de las grúas en labores productivas deben estar resueltas antes de solicitar, contratar y proceder a su utilización. Debe recordarse, que las grúas son los equipos, de mayor costo en lo que a operación, mantenimiento y depreciación se refiere. Luego, los fallos de organización en Obra de esta tarea, son siempre muy costosos. Sobre la base del programa de equipos puede hacerse un estudio de balance de estos equipos y quizás introducir modificaciones organizativas que tiendan por supuesto, en cada caso, a racionalizar el equipo a emplear y tal como se hace con la mano de obra, a garantizar una mayor productividad en definitiva.

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La diversidad y versatilidad de la gama de prefabricados de hormigón del mercado hace extremadamente complejo la selección de la solución idónea para la Obra a ejecutar y para el equipamiento de izaje de que se dispone. Pilares, Viguetas, Vigas, Correas, Paneles, Jácenas, etc., etc., se integran para conformar la Nave Industrial deseada. En el Catalogo-Muestrario de soluciones típicas para Naves Industriales de cubiertas ligeras y pesadas, que a continuación presentamos, se pueden elegir la combinación más idónea para nuestro caso, constituyendo una herramienta de incalculable ayuda para el Diseño y la Construcción, y una eficaz herramienta para la Planificación de la construcción de la Obra.

Santander, Mayo de 1996

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