tecnologías y comparaciónes de encofrados en viviendas económicas
DESCRIPTION
Tecnologías y Comparación de Encofrados en Viviendas EconómicasTRANSCRIPT
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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 representa una de las partidas 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 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
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)
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.
Figura 2.- Principales características de los sistemas de encofrados (Virgilio
Guio)
Tipos de encofrados:
Encofrados pre-fabricados de madera terciada:
Son encofrados fabricados en taller con tableros de madera
terciada, de tipo modular, por lo que ocupan menos mano de
obra; son más reutilizables, incluso es posible que en
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.
COMPARACIONES ENTRE SISTEMAS DE
ENCOFRADO
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, madera terciada
y encofrados metálicos de vaciado en dos partes, llega a los
siguientes resultados mostrados en el siguiente cuadro:
Tabla 2.- Comparación entre el sistema de encofrado madera y el sistema de
encofrado metálico (Valdivia-2004)
En ella se evidencia claramente la ventaja que presenta el
usar paneles metálicos en una obra de muros delgados de
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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 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 así.
Tabla 4. Cuadro de Ahorro 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, entonces era 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.
Figura 3. Cuadro de Rentabilidad del encofrado de aluminio vs. Encofrado
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.
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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 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:
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
siguientes partes en la parte final estaría el encofrado de
madera tradicional (tablones), el cual fue superado por el
encofrado de madera terciada (paneles de madera), seguido
del encofrado metálico de vaciado en dos partes y por último
el encofrado de aluminio de vaciado monolítico; cada uno de
ellos ha tenido una etapa donde se mejoraba el proceso y se
lograba mejorar los ratios de rendimiento, sin embargo
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 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 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
consideró una sobrecarga de carga viva de 100kg/cm2
El análisis mostro lo siguiente:
Primer análisis (losa desencofrada a las 12 horas)
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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.
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
unirse forman un sistema para vaciado monolítico tipo túnel,
estos sistemas han sido usado en gran cantidad de proyectos
de viviendas económicas en México y la India, mostrando
ratios de productividad mejores que el encofrado de
aluminio de vaciado monolítico, este al ser un sistema más
industrializado facilita su construcción y mejora de los
tiempos; nuevamente su gran desventaja está en la pérdida
de capacidad de reacción por el uso de la grúa y que desde el
punto de vista arquitectónicos no es tan versátil 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
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
sistema solo sería válido en zonas de la costa donde
las variaciones de climas no son muy pronunciados.
Existe una relación directa entre el NGA y el
rendimiento obtenido en nuestros procesos.
La elección del encofrado apropiado debe ir de la
mano con la velocidad de venta de departamentos,
TECNOLOGIAS Y COMPARACIONES DE ENCOFRADOS EN VIVIENDAS ECONOMICAS
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 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 Cuantitativa 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]