TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS Autor: Walter Gilberto Meléndez Bernardo.
Resumen: La presente investigación busca analizar y comparar diversos tipos de encofrados para viviendas económicas de muros de ductilidad limitada, enfocadas desde el punto de vista de la productividad, la calidad y la eficiencia, para de esta forma dar a conocer las diversas alternativas que existen en el mercado peruano y proponer otras tecnologías utilizadas en diversas partes del mundo, de modo de servir de herramienta para ayudar a los constructores a ser más productivos en sus obras de edificación. Palabras Clave: encofrados, vivienda social, vivienda económica, muros de ductilidad económica, comparaciones Introducción
Debido al déficit habitacional existe un gran sector de la población que desea adquirir viviendas que estén a su alcance y que satisfagan las necesidades de albergue y confort que estos requieren, estas viviendas deben ser funcionales y cumplir con las especificaciones de calidad y seguridad que las normas exigen. Según estudios realizados por el Fondo Mi Vivienda FMV solo en la capital existe una demanda de 225 mil viviendas (16% del total del número de hogares en Lima), para el resto del país existe una demanda efectiva de cerca de 80 mil viviendas en las principales ciudades de provincias. Al igual que en Lima, la mayor parte de la demanda se concentra en los sectores de ingresos medios y bajos, los que requieren viviendas de precios menores a US$ 20 mil. Los edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) son edificios constituidos de muros y placas que presentan grandes ventajas debido a la facilidad de su construcción, lo que hace posible introducir nuevas mejoras que hagan posible que en la construcción de grandes proyectos inmobiliarios se hagan posible obtener viviendas de bajo costo que estén al alcances de las grandes mayorías. En este sentido la búsqueda de la optimización de sus procesos es fundamental y representa un objetivo fundamental para la reducción de costos que valla de la mano con una búsqueda de una calidad adecuada. Debido a lo mencionado anteriormente se ha optado por analizar la partida de encofrado pues pues representa una de las partidas más más representativas (12% al 25% del costo de la estructura), de ahí la importancia de su estudio, y el conocimiento de las distintas alternativas tecnológicas existentes. . Objetivo
Presentar y proponer distintas alternativas de encofrados para la construcción de edificios de muros de ductilidad limitada desde el punto de vista de la productividad, la calidad y el costo. Seleccionar correctamente el sistema de encofrado a utilizarse en una construcción edificaciones de muros de ductilidad limitada.
Fundamento Teórico:
EDIFICIOS DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA Los edificios de muros de ductilidad limitada EMDL son edificios placas y losas de concreto armado, que deben su nombre al acero de utilizado como refuerzo en su interior para soportar las cargas y esfuerzos a los que están sometidos; estos a diferencia del acero convencional presentan un comportamiento distinto debido a que no pueden desarrollar grandes desplazamientos inelásticos motivo por el cual se denominan edificios de muros de ductilidad limitada, este sistema presenta una gran rigidez y resistencias mayores en la etapa elástica así grandes ventajas constructivas pues permite la prefabricación y los procesos industrializados.
Figura 1.- Comportamiento del acero de refuerzo de las mallas electro soldadas comúnmente utilizadas en los Edificios de Muros de Ductilidad Limitada
DEFINICIÓN, TIPOS Y PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS DE LOS ENCOFRADOS . Definiciones: Encofrado: Los encofrados son una estructura temporal destinada a sostener una estructura definitiva la cual será retirada una vez que tal estructura definitiva haya alcanzado una resistencia adecuada. Encofrados Verticales: Encofrados de elementos estructurales donde su diseño se ve gobernado por las
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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presiones laterales de la cara de contacto, como es el caso de muros, placas y columnas. Encofrados Horizontales: Encofrados de elementos estructurales donde su diseño se ve gobernado por el peso propio del concreto y las sobrecargas de construcción sobre estos elementos, como el caso de losas y vigas.
Clasificación de los encofrados: Existen varias clasificaciones, se ha tomado fuente de. Hernan de Solminihac (Chile 1996). Según la cual los encofrados pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes criterios: calidad, número de usos, forma de usos, materiales y formas. (Tabla. 1)
muchos casos resulten más económicos que los tradicionales, dado su mayor numero de usos. Son fáciles de manejar, instalar y desmoldar. Pueden distinguirse dos maneras principales de empleo: Encofrado metálico: Consistentes en paneles metálicos unidos a bastidores (de barras metálicas) que contribuyen a la conservación de su forma y resistencia a la flexión. En el campo de la industrialización del proceso constructivo, los encofrados metálicos han aportado una gran variedad de soluciones donde se obtiene altos rendimientos de construcción, alta durabilidad de los encofrados y reproducciones geométricas de la arquitectura de mucha perfección. Normalmente son de tipo modular, fáciles de manejar y de garantizar una superficie pareja. Su principal inconveniente es la dificultad de aplomo en pilares de alturas superiores a los 4 metros. Dentro de esta clasificación tenemos: Vaciado en dos partes: Aquel que vacía en tiempos distintos las paredes y losas de las edificaciones. Generalmente el procedimiento de vaciado consiste en que un día vacían muros de una vivienda y al siguiente la losa de la misma. Vaciado monolítico: Aquel que vacía en un sólo tiempo, en un día normalmente, el muro y la losa de una edificación. No existen juntas frías entre el muro y la losa de esa vivienda.
Tabla 1.- Clasificación de los encofrados (Hernan de Solminihac)
Características de los encofrados: Se ha tomado como referencia el primer libro de Virgilio Guio Castillo, donde se ha esquematizado las principales características que deben cumplir los sistemas de encofrado los cuales se observan en el grafico adjunto.
COMPARACIONES ENCOFRADO
ENTRE
SISTEMAS
DE
Aquí presentaremos estudios y datos tomado en campo sobre lo sistemas de encofrados mencionados anteriormente.
Comparación entre el sistema de encofrado de madera y el sistema de encofrado metálico. En comparaciones hechas por Franklin Javier Valdivia Díaz (Febrero-2004), entre encofrados para viviendas económicas hechos de madera tradicional, tradicional, madera terciada y encofrados metálicos de vaciado en dos partes, llega a los siguientes resultados mostrados en el siguiente cuadro:
Figura 2.- Principales Principales características de los sistemas de encofrados (Virgilio Guio)
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ductilidad limitada, cabe indicar que la comparación se realizó partiendo de la premisa que se realizarían 14 vaciados con el sistema de encofrado metálico al mes, ello para evaluar el costo del alquiler de encofrado; además de ello se halló que el punto de equilibrio (la igualdad de costos) se da si existiese solo 3 vaciados al mes. También es importante señalar que no se consideró el costo de recompra que tendría la madera al revenderse después de su uso, que ocasionaría que esa diferencia se pudiera aminorar. De otro lado en una obra bien llevada se pueden realizar hasta 24 vaciados al mes de modo que considerar 14 es una premisa aceptable y moderada.
Comparación entre el sistema metálico de vaciado en dos partes y el sistema de aluminio monolítico. En las comparaciones hechas por Cristian Urraca (Diciembre -2006), entre vaciados del sistema metálico de vaciado en dos partes y vaciados con el sistema de aluminio de vaciado monolítico se presentan los siguientes resultados que se realizaron en 5 obras de vivienda de EMDL.
Tabla 4. Cuadro de A horro por departamento entre el sistema de vaciado en dos partes y el sistema de vaciado monolítico.
El análisis mostró que el ahorro al promediar los datos obtenidos en las distintas obras significaba un ahorro promedio de 331.08 $/m2, que al tipo de cambio de dicha época era de S/.1095.87 por departamento. Sin embargo una limitante para el análisis era que los encofrados de aluminio en su mayoría no se alquilan, sino por lo general solo se venden, venden, entonces era necesario necesario hacer un análisis de rentabilidad para ver en qué casos era necesario hace la compra de dichos encofrados o en su defecto alquilar el otro sistema de encofrados, para ello se muestra la siguiente tabla con la información que analizo el Sr. Urraca.
Tabla 3.- Comparación entre el sistema de encofrado metálico en dos partes y el
sistema de encofrado de aluminio de vaciado monolítico (Urraca - 2006)
En esta muestra una clara diferencia entre los vaciados de concreto en encofrados en dos partes y los de vaciado monolítico, básicamente la diferencia radicaba en que existía una menor generación de desperdicios en los vaciados de muros, así como la menor cantidad de mano de obra utilizada al hacer un vaciado monolítico (muros y losas), es mas con un buen control de obra las diferencias eran mas notorias, tal como es el caso de la obra de Surco que presentaba mejor performance de soles/m2 de encofrado. También se mostró la diferencia que significa utilizar este sistema de encofrado por departamento, en este caso se tomo el promedio de los resultados obtenidos de manera de promediar con claridad los resultados y mantenerlos en resultados moderados, los resultados mostraron que en condiciones normales es posible obtener un significativo ahorro, los datos obtenidos se resumen y presentan pre sentan así.
Figura 3. Cuadro de Rentabilidad del encofrado de aluminio vs. E ncofrado metálico
Esta tabla nos presento el punto de equilibrio entre comprar o alquilar encofrado. Ella mostro que para más de 250 unidades de vivienda es preferible comprar el encofrado pues se obtiene mayor rentabilidad al comprarlo que alquilar un sistema de encofrados en dos partes. Dicho valor debe ser referencia pues existirán casos donde el valor sea menor. También debe tenerse en cuenta el costo financiero pues comprar un encofrado representa una inversión mayor inicial, lo cual pudiese representar que el proyecto quedase sin suficiente caja pues el costo de la inversión es alto, se recomendaría que ello fuera analizado con indicadores financieros como es el TIR y el VAN para tener claro donde podríamos llegar a este punto de equilibrio, sin embargo en condiciones generales este es un buen numero para estimar si conviene o no hacer la inversión inicial.
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COMPARACIONES DE PRODUCTIVIDAD EN LOS SISTEMAS DE ENCOFRADOS Como parte del presente trabajo de investigación, se procedió a medir y recopilar información de distintas obras donde se utilizo los diversos tipos de encofrado analizado, ahí se puso énfasis en medir la productividad en base a la medición del trabajo, para ello se procedió a medir medir los niveles de actividad descompuestos en trabajo productivo, trabajo contributorio y trabajo no contributorio, estas información se cruzó con información obtenida de tesis de investigación de sistemas de encofrados, con ello se procedió a su consolidación, mostrando las siguientes figura que se presenta a continuación:
llegaba a una etapa cumbre donde era necesario cambiar de tecnología para seguir mejorando la productividad, donde se mejoraba la tecnología, esto es fácilmente comprendido y ejemplizado en los sistemas de encofrados. En la parte final se mostrara algunas alternativas para poder dar el siguiente salto tecnológico que lleve a un incremento en la productivad de los sistemas de encofrados.
Figura 5. Capacidad de mejoramientos de la productividad en sistemas de encofrados.
CALIDAD EN LOS SISTEMAS DE ENCOFRADOS
Figura 4. Cuadro consolidado de análisis de niveles de actividad de sistemas de encofrado
Claramente se muestra que existió una mejora de la productividad al utilizar una tecnología superior del entre sistemas de encofrados, lo mismo que se ve reflejado en la mayor performance de rendimientos como en las actividades contributarias que tiene lugar cada una de estos sistemas. Dichos resultados muestran claramente la evolución entre las distintas tecnologías utilizadas, lo que muestra que la innovación tecnológica produce una mejora en la productividad, sin embargo esto debe de ir con la mano de un análisis respectivo para determinar si el uso de dicha tecnología es justificable para el proyecto; por ello se muestra el siguiente grafico que esboza claramente como el aumento en la productividad está marcada por dos factores importantes que van de la mano: 1 ) la mejora continua y 2) la innovación tecnológica, los cuales conducen a mejoras notables; según dicho grafico la mejora continua está presente siempre y se va afinando cada vez que se conoce y se optimiza el proceso constructivo; de otro lado tenemos la innovación tecnológica produce un cambio abrupto y radical en la mejora de la productividad. El grafico tendría las
Respecto al tema de la calidad en los sistemas de encofrado una objeción existente en los sistemas de vaciado monolítico era la referida al tiempo de desencofrado, debido a que muchas veces el concreto no logra obtener la resistencia necesaria para poder cargarlo y desencofrarlo en el tiempo necesario, para ello se recurrió al siguiente análisis que se realizó en un importante proyecto de proyecto de vivienda social:
Análisis estructural del desencofrado de losas en vivienda típica El presente análisis se realizo para determinar determinar la resistencia de concreto requerida de manera que pueda soportar las solicitaciones demandadas. El encofrado de vaciado monolítico se caracteriza por tener que desencofrarlo en poco tiempo, dejando sólo pequeñas planchas (10x30, 25x20, 20x120) que son sostenidas por puntales. Éstas planchas se encargan de controlar las deflexiones hasta que el concreto obtenga una resistencia que permita a la losa sostenerse por sí misma. Para el análisis se hizo un modelo tridimensional de elementos finitos en el programa ETABS, tomando en cuenta el caso de las losas con los requerimientos más desfavorables, según lo evaluado en los planos de desencofrado brindados por el proveedor de encofrados. Se
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Se pudo concluir que al momento del desencofrado, el concreto deberá tener una resistencia mínima f’c=35kg/cm2,
con la cual, se asegura un buen comportamiento de la estructura ante las solicitaciones que se le presentaran en obra. Segundo análisis (Para el desencofrado a las 72 horas) Se recomienda evitar el tránsito en las losas en donde se apoyan los puntales dejando puntales en los 2 pisos inmediatamente inferiores a la losa desencofrada con el fin de distribuir la carga en 2 losas en vez de sólo 1.
de capacidad de reacción por el uso de la grúa y que desde el punto de vista arquitectónicos no es tan versátil como como el de aluminio, esto debe de compensarse con la ganancia en términos de tiempo y velocidad de producción del uso de estos sistemas.
Fig. 8 Encofrados tipo tunel utilizados en proyectos de viviendas
económicas en México (Cortesía Outinord)
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Fig. 6 Vista del modelo y de su forma deformada por carga última
OTRAS ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS En esta última parte hemos tratado de presentar otras alternativas de encofrados usados alrededor del mundo.
Encofrados Modulares: Los encofrados modulares, son encofrados que disminuyen el uso de mano de obra intensiva al presentar paneles de gran longitud, los cuales evitan el armado y desarmado innecesario, dichos paneles han sido usados en proyectos de vivienda social en Chile mostrando ratios de productividad del orden de 0.25 hh/m2, esto dependiendo de dificultad de la estructura, sin embargo el gran problema se presenta en la restricción de un uso necesario de grúa lo que quita capacidad de reacción pues se está supeditado al buen funcionamiento de grúa.
Fig. 7 Encofrados modulares utilizados en proyectos de viviendas
económicas en Chile (Cortesía Peri)
Encofrados tipo túnel Es tipo de sistema está formado por plataformas que al
No existe una “solución general” para decidir cual
encofrado es mejor y debe usarse; el deber del constructor es analizar las particularidades para cada proyecto con el fin de elegir cual encofrado usar. El objetivo de la presente investigación es presentar algunas investigaciones y consideraciones tenidas para la selección de encofrados para viviendas económicas. En la comparación hecha entre los encofrados de madera con los encofrados metálicos estos consideran un número mínimo de vaciados de tres, para igualar el costo entre el alquilar los encofrados metálicos y utilizar madera; un número mayor implica un ahorro con los sistemas metálicos, en una obra de vivienda económica con una adecuada planificación existen vaciados promedios mensuales de 24, por lo cual este sistema muestra un ahorro importante. En la comparación hecha entre encofrados de aluminio y los encofrados metálicos, los de aluminio presentan un ahorro considerable de $331.08 por vaciado, pero al estos solo poder adquirirse como venta y no como alquiler, necesitan una fuerte inversión inicial el punto de equilibrio (la cantidad de vaciados para recuperar la inversión inicial) es de 250 vaciados. Se muestra claramente la evolución tenida en el uso de los sistemas de encofrados y se presenta otras alternativas para lograr el salto tecnológico que haga posible un salto en los niveles de productividad de los sistemas de encofrados. El sistema de MDL tiene muchas ventajas, por la rapidez constructiva y tecnología en desarrollo, sin embargo también presenta algunas deficiencias en cuanto a la aislación térmica y acústica, este
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es decir la proyección de venta y la producción deben tienen que planearse. Para lograr reducir los costos a los proyectos de vivienda económica tenemos que introducir el concepto de CONSTRUCTABILIDAD, que es introducir los conceptos de construcción en las etapas de factibilidad y diseño, solo así lograremos aportar a la solución de la problemática de vivienda económica. Se recomienda que existan estudios donde se comparen estos nuevos sistemas de encofrados con los ya utilizados con el fin de obtener resultados de su posible uso y bajo q condiciones pudieran usarse.
Referencias:
BALLARD, Glenn y Todd ZABELLE. Lean Design White paper N° 10. Lean Construction C onstruction Institute. 2000. DELGADO R. y PEÑA C. Edificios Peruanos con Muros de concreto de ductilidad limitada PUCP, Lima 2006 ORIHUELA, Pablo, Jorge” Aplicación del Lean Desing a Proyectos Inmobiliarios de Vivienda” Lima, 2005 ORIHUELA, Pablo. “Evaluación de la Estandarización en Proyectos de Vivienda”, II Encuentro
Latinoamericano de la Gestión y Economía en la Construcción, Santiago, 2008 TINMAN Marcos, Planos y Especificaciones Técnicas del proyecto “Los Parques del Agustino. URRACA C, Cristian “Comparación Cu antitativa
y Cualitativa entre los Vaciados de Concreto Monolíticos y de Dos partes Muro y Losa” PUCP Lima 2005.
Lima – Octubre del 2010 E-mail:
[email protected]
