NOVIEMBRE 2012 - N째 52
LOS AVANCES DE LAS SOLUCIONES CON HORMIGÓN EN LAS OBRAS INDUSTRIALES
EL COMPORTAMIENTO DE LOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN EN EL TERREMOTO DEL 27F
LOS PREFABRICADOS ESTRUCTURALES EN CHILE
PLANEIDAD Y NIVELACIÓN + LONGEVIDAD = DURABILIDAD
HORMIGÓN DE RETRACCIÓN COMPENSADA EN PISOS INDUSTRIALES
PISOS Y PAVIMENTOS DE HORMIGÓN EN OBRAS INDUSTRIALES
PISOS POSTENSADOS DE HORMIGÓN
PAVIMENTOS DE HORMIGÓN PERMEABLES
EL COLOR EN EL HORMIGÓN
Organizada en conjunto con la feria Edifica 2013, de la Cámara Chilena de la Construcción
AVISADORES DE LA EDICIÓN:
MELÓN, PÉTREOS, TCPAVEMENTS, PREFABRICADOS BASTÍAS, VSL, BEKA, KATEMU, JORNADAS Y EXPOHORMIGÓN
Patrocinan:
PUBLICACIÓN DE Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile Josué Smith Solar N°360 Providencia, Santiago - Chile web: www.ich.cl REPRESENTANTE LEGAL Augusto Holmberg F. EDITORES Cristián Herrera F. Mauricio Salgado T. Leonardo Gálvez H.
COMERCIALIZA Y PRODUCE: PROEXPO Publicidad y Marketing Cristián Herrera Fritz Fono: 56 9 8563 6616 Email: info@proexpo.cl www.proexpo.cl IMPRESIÓN Impresos Jemba S.A.
LOS AVANCES DE LAS SOLUCIONES CON HORMIGÓN EN LAS OBRAS INDUSTRIALES por Augusto Holmberg F., Gerente General ICH En la actualidad, las empresas productoras de prefabricados estructurales son más competitivas de lo que eran hacen diez años atrás, básicamente, porque hay un mayor conocimiento en el mercado respecto a las soluciones prefabricadas y se han desarrollado nuevas tecnologías tanto en la producción de los elementos como en el montaje de los mismos, además de las ventajas de costo que el hormigón tiene hoy respecto a las estructuras de acero. Es así como el prefabricado avanza a pasos agigantados siendo utilizado en centros logísticos, estructuras de galpones industriales, bodegas y también en el área de obras civiles como en puentes o en estructuras mineras e industriales pesadas. Este último es considerado como uno de sus grandes logros, ya que al conferir a obras industriales de plantas libres la capacidad de distanciar los elementos estructurales, vigas y columnas, se consiguen grandes luces con las consiguientes ventajas en áreas de circulación interna y espacios libres. Un ejemplo de esto fue el pabellón "Expocenter" del recinto ferial Espacio Riesco en la ciudad de Santiago, construido en el marco de las demostraciones de la ExpoHormigón ICH del año 2003, el cual incorporó varias innovaciones radicales para las obras prefabricadas, como lo son las columnas perimetrales inclinadas de más de 12 metros de altura, las cuales sostienen vigas pretensadas y atirantadas de hormigón con más de 48 metros de luz libre. En cuanto a los pisos industriales, desde el año 2000 hemos visto una importante introducción a Chile de nuevas tecnologías. Esto a raíz de las demostraciones constructivas
realizadas en el marco de nuestra feria, con demostraciones a escala real de pisos postensados y corte de hormigón en fresco, con la presencia de constructores expertos a nivel internacional e introduciendo algunos parámetros y requisitos que permiten medir la calidad de los pisos industriales como son los valores “F” que miden la planeidad de estos pavimentos. Ambos hechos motivaron a los constructores a mejorar el estándar constructivo, y a los mandantes a solicitar mejores pavimentos para sus centros de distribución, bodegas y áreas productivas. Fue tal el impacto que generó en los constructores del país que, un año después de la actividad, se construyó uno de los pisos súper planos más grandes del mundo. La tecnología empleada en la obra fue una losa postensada al interior del centro de distribución Nestlé, la cual ganó el premio internacional Golden Trowel otorgado anualmente durante la feria de construcción norteamericana World of Concrete, a quienes logren los pisos más lisos y planos. La losa de Nestlé, con 30.000 m2 y números Ff 62 y Fl 97, fue en su momento el “paño continuo más grande del mundo”, construido en dos ejecuciones simultáneas, sin juntas constructivas, de 15.000 m2 cada una. Desde esa fecha hasta hoy, en el país se ha ido desarrollando toda una industria con empresas proveedoras de equipos, constructoras y de ingeniería, que le brindan a este tipo de pavimentos, una calidad de clase mundial. Es por ello que tanto el prefabricado como las tecnologías para pisos industriales tienen una oportunidad tremenda. Pero aún tenemos
desafíos pendientes, pues para el primero necesitamos seguir masificando el uso de esta tecnología para entregar más y mejores opciones, simplificando el diseño desde el punto de vista de su detallamiento e integrando la oferta de las distintas empresas prefabricadoras para que sean sistemas más abiertos, lo que permitirá un mercado más cohesionado entre los distintos actores. En cuanto a los pisos industriales construidos con nuevas tecnologías, los retos están en aumentar la eficiencia de los diseños y mejorar la interacción entre los especificadores, mandantes y constructores de manera que se transfiera toda la tecnología que hoy existe en las empresas constructoras especializadas en pisos industriales hacia los mandantes y diseñadores, que son los que requieren pavimentos con mayores estándares de calidad y servicio, para operar de manera más eficiente sus instalaciones. Hay otro tema que nos preocupa respecto a la pavimentación en su conjunto, y es cómo transferir la buena tecnología que hay en la construcción de pisos industriales hacia la pavimentación urbana, si logramos esto, podremos posicionarnos como una de las industrias más avanzadas de América Latina en esta área. Creemos firmemente en las ventajas que para los usuarios y mandantes de obras industriales representan las soluciones prefabricadas y de pisos industriales planos, por ello continuaremos con nuestro esfuerzo en difundir la amplia gama de tecnologías, equipos y productos disponibles hoy en nuestro país.
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EL COMPORTAMIENTO DE LOS PREFABRICADOS DE HORMIGÓN EN EL TERREMOTO DEL 27F Incorporar la tipificación de los suelos en la normativa de edificación industrial, así como desarrollar herramientas y guías sobre cómo diseñar conexiones en estructuras prefabricadas, son las tareas pendientes para los prefabricados estructurales en Chile, explica el especialista David Campusano. Durante la última década, el uso industrial y urbano del prefabricado en hormigón en zonas de alta densidad sísmica como en Chile, Nueva Zelanda, Japón y Estados Unidos, ha aumentado sostenidamente. Esto, no sólo porque los constructores validan la calidad de las obras que incorporan estas tecnologías, sino que también los expertos aseguran que hoy existe una mayor y mejor comprensión de los comportamientos sísmicos que afectan a las estructuras que incorporan elementos prefabricados creándose así, diseños más económicos, rápidos y eficientes.
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No obstante, el terremoto del pasado 27F puso a prueba a todas las estructuras, dejando importantes lecciones sobre la necesidad de tomar en consideración las demandas sísmicas a las que estarán sometidas las construcciones, y los reales parámetros de desplazamiento y de deformación en el diseño de las estructuras. Pero, ¿cómo fue el comportamiento de los prefabricados de hormigón durante del sismo? ¿Respondieron efectivamente las prescripciones de la normativa y de las prácticas de la ingeniería en el diseño y construcción utilizadas hasta esa fecha? Estas y otras interrogantes estudió el académico del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, David Campusano, quien analizó la situación post-terremoto, a través del análisis de obras ejecutadas de cuatro empresas chilenas ubicadas entre las regiones Metropolitana y VIII, con el fin de registrar la experiencia para mejorar el sistema constructivo chileno de los prefabricados.
La investigación contó con la cooperación de las empresas de la industria de la prefabricación y el Instituto del Cemento y el Hormigón de Chile (ICH), además de la participación de los ingenieros especialistas Vladimir Urzúa Mella, Magno Mery Gutiérrez e Israel Garrido Rojas. Si bien, la mayoría de las estructuras construidas por montaje de elementos prefabricados de hormigón tuvieron un buen comportamiento, considerando el universo de todas las obras construidas y afectadas por el sismo del 27F, resulta preocupante el daño que tuvieron aquellas ubicadas en suelos de tipificación “blanda” por la incidencia en las estructuras de importantes deformaciones, mayores que las proyectadas con la norma vigente a la fecha, que, en algunos casos, fue subestimada. “Sin embargo la norma que tenemos es buena, sólo hay que cumplirla”, detalló el especialista David Campusano, quien agrega que es fundamental mejorar el cálculo de estas deformaciones máximas esperadas según los tipos de suelos.
requiere. Es por esta razón, que esta práctica paulatinamente se ha dejado de lado, aunque todavía sigue siendo un camino de diseño aconsejable, siendo sustituida por sistemas de conexiones del tipo secas, que incorporan un sin número de avances tecnológicos en la producción de materiales y elemento para el traspaso de cargas.
Pasarela Vespucio Norte, Santiago.
El importante efecto del suelo para el diseño, ya fue calibrado con la experiencia del sismo del 27F en el decreto N° 61 del MINVU del 13 de Enero del 2012 que modifica la NCh 433.Of1996, el cual debería necesariamente entenderse extensiva a la normativa de edificación industrial NCh 2369, situación legal que se espera pronto de oficializar, para generar las condiciones basales del diseño óptimas para el cálculo estructural.
Competencias y Desafíos Cuando en Chile se comenzó a utilizar masivamente los elementos prefabricados para la edificación y las obras civiles, las conexiones típicas eran hormigonadas de manera de mantener la continuidad. O sea, la idea que primó en la ingeniería inicial del prefabricado fue que se comportara lo más parecido al hormigón armado continuo hecho en obra. El problema de ello, está en que este tipo de tratamiento en uniones y anclajes no tienen la velocidad constructiva que el sistema y el mercado actual
En algunos tipos de obras de infraestructura, se ha podido ver la aplicación de prefabricados estructurales de hormigón correspondientes a realidades del ámbito internacional, las cuales no se condicen con las solicitaciones de la geografía chilena, por lo cual, estas deberían ser adaptadas a la experiencia y normativa del país, situación que fue especialmente clara en el caso de los puentes y pasarelas de carreteras y autopistas. Si bien la normativa que existente en Chile es muy clara y precisa en esta materia, se requiere de una mayor orientación para su implementación en el diseño y cálculo, para estructuras que incorporen elementos prefabricados. Es por esto que una de las tareas pendientes de la industria y la academia que promueve a los prefabricados estructurales, es el desarrollar al alero de las instituciones técnicas pertinentes un “Manual de Diseño y Detallamiento de Conexiones Típicas de los Prefabricados”, el cual ayudará y guiará al ingeniero a realizar sus diseños, con una mayor certeza de su comportamiento. “Esto sería una excelente herramienta de trabajo y un facilitador para la ingeniería, complementada por supuesto con los aspectos constructivos y los detalles y consideraciones del montaje, resumiendo gran parte de los especificaciones que se necesitan para construir todo tipos de obras”, comentó el ingeniero Campusano. Los procesos constructivos industrializados así como la construcción con elementos prefabricados de hormigón cobran hoy en día gran
importancia, dada la creciente demanda de obras industriales y de edificación que se requieren por el acelerado crecimiento económico de nuestro país y la demanda de infraestructura productiva y habitacional consiguiente. Esto, debido a que son métodos de mayor productividad y velocidad en terreno, por lo que es necesario que su desarrollo tecnológico sea difundido ampliamente para el consenso total de los actores involucrados, lo que conllevará siempre a una mejora continua para proveer día a día una mejor infraestructura para nuestro país. Para cumplir con los retos que deja pendiente no sólo el terremoto del 2010, sino que también el incremento que ha tenido el uso del prefabricado de hormigón que se está construyendo en Chile, el investigador de la Universidad de Chile señaló que es necesario desarrollar normas, procedimientos y sistemas de gestión de calidad que garanticen el buen comportamiento de las estructuras, para asegurar la protección de las personas, los bienes y la producción.
Fachada Tilt-up montada en Espacio Riesco, ExpoHormigón del año 2002.
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LOS PREFABRICADOS ESTRUCTURALES EN CHILE
ignífugas para dar esta propiedad a los elementos de acero. Respecto de los diseños, en cuanto a los empotramientos de los pilares en las fundaciones, hay profesionales que obligan a incorporar rugosidad, bastando solo con la adherencia entre el grout y la fundación, tomando fuerza en los diseños actuales y teniendo a la vista los resultados óptimos de esta práctica.
Desafíos
Montaje de Vigas en Expocenter de Espacio Riesco.
Tras el terremoto del 27F, se pudo constatar el excelente comportamiento general de las estructuras prefabricadas de hormigón. No obstante, es necesario mencionar las aplicaciones que presentaron algún tipo de falla, las que estuvieron concentradas en pasarelas viales y paramentos verticales de naves industriales. En el primer caso, los problemas se originaron por desplazamientos de las vigas y una deficiente técnica de anclaje, esto principalmente visto en las obras construidas posterior al año 2000 en donde el método de diseño fue provisto por la práctica internacional, a lo que el Ministerio de Obras Públicas respondió sugiriendo nuevas especificaciones técnicas, tales como la continuidad de las vigas y el alargamiento de longitudes de anclajes en las cepas, volviéndose al sistema tradicional de diseño. Sobre los daños en paramentos verticales, al respecto la industria automáticamente mejoró los sistemas de anclajes o conexiones que no tuvieron un buen desempeño, sin tener estas mejoras un impacto económico en la solución en general. Además se mejoraron los diseños en algunos sistemas de arrostriamientos, pero que en general estos problemas no comprometían la integridad de las estructuras.
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Mitos Aun cuando en el mundo y particularmente en Chile se tiene una amplia experiencia y práctica en la construcción con prefabricados estructurales, todavía en el sector existen profesionales que piensan que el proceso de montaje de una estructura con prefabricados de hormigón comparado con el montaje con estructuras metálicas, es más lento. Esto es completamente equivocado, dado que es igual o aun más rápido. Principalmente, se debe a que la velocidad constructiva para todos los sistemas, no es factor del montaje de los elementos como pilares, vigas o costaneras, si no que es responsabilidad de la velocidad de producción de las estructuras. Es más, en el montaje de los elementos de hormigón, se logran mayores rendimientos, debido al menor número de unidades por metro cuadrado en comparación con el acero, ya que con el primero es posible conseguir grandes luces. Otro punto destacado del hormigón es su mayor capacidad ignífuga, dado que la resistencia al fuego viene dada intrínsecamente por las características del material (hormigón es igual a una piedra moldeada), sin que se deba hacer alguna mantención respecto de sus capacidad de resistir un incendio, en contrapunto con las estructuras de acero, en las cuales es necesario periódicamente realizar mantenciones y aplicación de pinturas
La normativa actual que aplica para la construcción de estructuras industriales, la NCh2369.Of2003, según los entendidos en la materia atiende plenamente los requerimientos y solicitaciones estructurales necesarias para enfrentar sismos como el del 27F. Sin embargo, es necesario identificar la causal principal de los problemas suscitados en algunas obras, la cual se radicó en los cálculos basados en la clasificación de los suelos en los cuales se construyeron. Es por esto que es importante incorporar a la regulación de obras industriales, la nueva clasificación chilena de suelos, que rige desde el 2011 sólo para la edificación habitacional. No obstante a esto, los diseñadores ya han acogido este factor al cálculo, aun cuando la norma de diseño industrial no lo exige directamente. Lo que hoy le falta al prefabricado, es una fuerte difusión tecnológica. Como ejemplo de esto, existen varios proyectos en los cuales los especificadores sí diseñan incorporando vigas y pilares, pero aún no detallan elementos como costaneras, esto principalmente por desconocimiento tanto de la manera de especificar, como de la validación empírica de sus resultados, sin ser la variable costo un factor relevante. Hoy existen proyectos que incorporan costaneras de hasta 18 metros con excelentes resultados y con los beneficios de la mayor velocidad de montaje que conllevan.
Experiencias Exitosas Una de la innovaciones que se han incorporado en el último tiempo, son las costaneras de grandes dimensiones, las losetas alveolares, sistemas complementarios de aislación sísmica, los sistemas prefabricados para la vivienda, y la aplicación en proyectos donde los beneficios de la prefabricación han dado soluciones muy particulares.
Respecto de las primeras, uno de los hitos conseguidos en el montaje de naves industriales con esta tecnología, fue el desarrollado en el centro de distribución de la empresa Ripley ubicado en Lo Espejo en el 2007 por la empresa Tensacon, logrando montar la estructura de la nave de alrededor de 63.000 m2 y 6.000 m3 de prefabricados, en un plazo menor a 6 meses. Acerca de las losetas alveolares, aún cuando esta tecnología tiene más de 15 años en Chile, es hoy cuando toma real importancia dado que es una tecnología muy beneficiosa en obras de edificación de gran altura, en donde la velocidad constructiva es un factor preponderante, así como en la ejecución de estacionamientos subterráneos. Dos aplicaciones que han sido muy intensivas en los últimos años y que lo seguirán siendo, debido a la poca disponibilidad de paños y la alta concentración de vehículos en zonas urbanas. Una de las ultimas aplicaciones de estos elementos, fue el Edificio Titanium en la ciudad de Santiago, en donde más del 75% de la superficie del edificio fue construido con losetas alveolares pretensadas de hormigón, lo cual permitió agilizar el proceso de construcción y disminuir el impacto del polvo y ruido. Sobre la aislación sísmica incorporada en edificación con prefabricados, en Chile ya se han desarrollados dos proyectos de este tipo, de la mano de las empresas Tensocret y de ingeniería Sirve. Uno de estos proyectos es la construcción del edificio de la empresa Vulco en el 2005, de 1.200 m² de planta, ejecutado en solo dos meses mediante un sistema de prefabricados en base a marcos de hormigón armado. El
sistema de aislamiento sísmico incorporado, comprendía 12 aisladores elastoméricos y 6 deslizadores friccionales, instalados en la fundación del edificio, el cual permite ante un sismo, reducir en aproximadamente 5 veces la deformación entrepiso, y los daños en los elementos estructurales y no estructurales. Un gran desafío para la industria, es el desarrollo de sistemas prefabricados para la vivienda, muy importantes hoy, dado la alta demanda provocada por la escasez de mano de obra en la construcción, y el aporte indiscutible de la calidad del hormigón en cuanto a durabilidad y casi nula mantención de las casas y departamentos. Es un tema que la industria ha ido resolviendo paulatinamente, pero de la cual ya se han tenido experiencias exitosas, de la mano del ferrocemento provisto por Cementos Bío Bío y de los paneles de hormigón-acero desarrollados por la empresa Surco en la octava región. En la actualidad las empresas Grau, Hormibal y Tensacon están desarrollando sus sistemas con diseños propios, para aumentar la oferta de este tipo de soluciones al mercado inmobiliario nacional. Otra aplicación, en donde el prefabricado aporta grandes beneficios a la construcción, es en proyectos constructivos de infraestructura subterránea, en donde el rápido montaje de vigas y pilares, permite conseguir breves interferencias en los flujos que se desarrollan en superficie. Ejemplo de esto, es la construcción de los estacionamientos subterráneos de Providencia, en donde el municipio autorizó al concesionario para interferir el tránsito de Av. Providencia en tan sólo un mes y medio.
¿Cómo fue resuelto?, durante un año se trabajó generando pilotes en el borde de la avenida y se construyeron vigas laterales de soporte. Luego, en los 90 días de ejecución en superficie, se llevó a cabo la excavación de aproximadamente un metro y medio de profundidad, en la cual la empresa Pretesa hizo el montaje de alrededor de 560 vigas pretensadas y prelosas, y sobre ellas hormigonó la losa definitiva del pavimento, por lo que se pudo dar el tránsito en el plazo requerido. La construcción propia del subterráneo, se realizó con la técnica de tunelería tradicional no interfiriendo con la servicialidad de la vía, demostrando los beneficios más allá de las soluciones típicas. Hoy en día, las estructuras prefabricadas de hormigón ha ganado mucho terreno en el competitivo mercado nacional, esto se basa en los altos estándares de calidad de las estructuras conseguidas, y la confiabilidad en los plazos de montaje. Muestra de ello, es que en los últimos años las mayores empresas del retail y de operación de centros de distribución, hayan proyectado sus próximas obras en este tipo de estructuras. Estos beneficios también los han notado en la minería, en donde soluciones cómo canaletas y ductos, edificios para campamentos y piscinas de relaves, ya son posibles de apreciar. De la mano de una industria sólida y especializada, es que los prefabricados se proyectan cómo una de las soluciones constructivas más importantes para enfrentar los retos de productividad y velocidad que plantea el acelerado crecimiento económico e industrial del país.
Piso industrial Centro de Distribución Nestlé.
El desafío actual para los diseñadores y constructores de pavimentos para obras y proyectos industriales, consiste en proporcionar soluciones capaces de responder a las cada vez más exigentes solicitaciones debidas a las pesadas cargas que soportan y que se movilizan en los centros de distribución o almacenamiento, en un área de infraestructura productiva que ha venido creciendo en forma sostenida en los últimos años. En una revisión de las alternativas constructivas disponibles, es nece-
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PISOS Y PAVIMENTOS DE HORMIGÓN EN OBRAS INDUSTRIALES sario discriminar a los pavimentos para obras industriales según si se encuentran localizados en áreas interiores (cubiertas) o exteriores (descubiertas) del proyecto industrial. En el primero de los casos, es decir el piso interior, comúnmente denominados en nuestro medio como pisos industriales, sus principal función es proporcionar la suficiente resistencia al peso de los soportes y apoyos de las estructuras de almacenamiento, generalmente llamados racks, así como también el soportar la circulación de equipos para el traslado de mercadería,
requiriendo una gran resistencia a la abrasión y desgaste producida por las ruedas de los equipos, en especial el debido al impacto de estas ruedas sobre las juntas de las losas. Sumado a lo anterior el piso deberá cumplir también con las respectivas especificaciones y requerimientos de planeidad y nivelación de su terminación superficial, siendo estos últimos requisitos, condiciones necesarias para garantizar una óptima y segura circulación de los vehículos de carga, en especial aquellos que moverán cargas en altura.
PISOS INDUSTRIALES Para el diseño y la construcción de los pisos industriales o de interior, se dispone en la actualidad de varias opciones tecnológicas, por medio de las cuales es posible cumplir con las exigencias del tiempo de la vida útil de la infraestructura, sus requerimientos operacionales, como también el diseño de la superficie de prolijo acabado, su planeidad y terminación, cuidando al máximo los detalles de instalación. Pisos Postensados Los pisos industriales postensados, están constituidos por losas cuyo refuerzo es remplazado por cables no adheridos de alta resistencia que cumplen con unas características importantes durante el diseño. Su principal ventaja es que este tipo de tecnología no considera juntas aserradas, lo que aminora considerablemente los deterioros provocados por las ruedas de los equipos operativos en las juntas y su consiguiente reparación. Este tipo de pisos se pueden construir con la característica de súper planos, los cuales son construidos en una sola capa con una superficie expuesta y una tolerancia crítica de acabado superficial para vehículos y robots que manejan materiales especiales con tolerancias de planeidad y nivelación específicas. Hormigón de Retracción Compensada El segundo conjunto de pavimentos presentes en las instalaciones industriales, son los ubicados en los patios exteriores, los cuales deberán soportar además de la exposición al medio ambiente, la circulación de todo tipo de vehículos de carga y camiones de distribución, desplazándose en diferentes direcciones, paro lo cual el diseño de las estructuras se realiza considerando la fatiga. Es importante hacer esta aclaración debido a que las solicitaciones en uno y otro caso son en definitiva muy diferentes y por ende la forma de diseñarlos y construirlos también.
Es una tecnología relativamente nueva en Chile, cuyo concepto principal es lograr, como su nombre lo indica, el compensar la retracción lo cual permite construir pisos industriales súper planos de grandes paños con una reducción significativa de juntas, alcanzando separaciones entre estas de hasta 40 metros. Adicionalmente, proporciona estructuras de pavimentos para áreas de uso industrial, capaces de manejar de una mejor manera los flujos de vehículos en diversas
direcciones. Este tipo de estructuras emplean un tipo de hormigón expansivo que, cuando está debidamente restringido por una armadura u otros medios, presentará una expansión inicial igual o ligeramente superior a la retracción por secado prevista, por lo que debido a la restricción, durante la etapa de expansión, el hormigón experimentará una cierta precompresión, la que luego se irá aliviando durante la etapa de retracción. El resultado esperado es que en su estado final de equilibrio, el hormigón permanezca con tensión nula o con una ligera tensión de compresión residual, de modo de eliminar el riesgo de fisuración. Hormigón Convencional de Losas Pequeñas Estos pavimentos son una variación a los pavimentos tradicionales, los cuales incorporan en su diseño losas con dimensiones menores a 2,5 metros, disminuyendo de manera importante el efecto del alabeo y mejorando el comportamiento de las juntas, por lo que aunque tiene un mayor número de estas, a su vez ellas tienen un mejor performance. En el país, por la magnitud de los alabeos cóncavos de las losas, se ha tendido a utilizar losas de menor dimensión. Fibras de Refuerzo para Pisos Industriales Fibras de acero, polipropileno, polietileno, nylon y otros materiales, mejoran el comportamiento y desempeño del hormigón en pisos industriales. En general, el uso de estas fibras reducen las contracciones, la permeabilidad y segregación en la masa de hormigón en estado fresco y aumentan la resistencia a la abrasión y al impacto, así como la tenacidad, con lo que se garantiza el fallo dúctil de las losas, lo que redunda en que la abertura de grietas sea mucho menor que en losas de pisos concebidas con hormigón convencional no reforzadas con fibras.
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Patios exteriores CD Walmart - Santiago: Diseño pavimentos de TCPavements, con espesor de losas de 15 y 17 cm. con un tráfico aproximado de 1.000 camiones al día.
Este tipo de refuerzo aumenta la capacidad de soporte de la losa, lo que posibilita la reducción del espesor necesario para una misma carga, esta solución se utiliza normalmente cuando existen cargas muy altas o suelos de mala calidad, tanto en pisos interiores como en pavimentos exteriores. Los sistemas y tecnologías de diseño y construcción anteriormente descritas, tienen beneficios y desventajas, por lo cual la elección del piso a utilizar dependerá de varios factores a considerar, cómo lo son el presupuesto inicial, el tipo de uso del pavimento, el sentido del tránsito, los equipos y vehículos que rodarán en el, la distribución de las cargas, la cantidad de juntas, y por supuesto la operatividad o servicialidad requerida con que deberá contar la instalación productiva.
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PAVIMENTOS EXTERIORES Con respecto a los pavimentos industriales de zonas exteriores, la solución de pavimentos de hormigón es la más eficiente, competitiva y comúnmente utilizada en todo el mundo. Las ventajas que se tienen en el hormigón son significativamente mayores respecto a otros materiales constructivos, dado que se garantiza una mayor duración, adquiere menos calor del medio ambiente, es más luminoso, requiere una menor mantención y en general resultan más económicos en el análisis de ciclo de vida. Pavimentos de Hormigón Entorno a esta solución se han desarrollado mejoras tecnológicas que lo mantienen cómo la solución preferida para la construcción de patios de carga y distribución en las industrias. Uno de los últimos desarrollos en este tipo de pavimentos, son los pavimentos de hormigón desarrollados por la empresa TCPavements, con
losas de geometría optimizada que reducen el espesor del hormigón hasta en un 30% y mantienen las ventajas de este material, pero lo hace más competitivo respecto al asfalto. Esta nueva metodología considera la posición de las cargas de manera novedosa, permitiendo generar cambios en la filosofía del diseño de la estructura del pavimento. Es decir, las losas se dimensionan de tal forma, para que estas nunca sean cargadas por más de un set de ruedas de un camión, logrando así; una disminución significativa de las tensiones, la posibilidad de reducir el espesor del pavimento haciendo más económica su construcción, pero asegurando la misma vida útil que el diseño tradicional con un menor costo de mantención. La experiencia en Chile de esta tecnología ha sido muy buena con más de 40 proyectos ejecutados y mas de 700.000 m2 (3.000.000 m2 en el mundo) construidos todos funcionando con un excelente resultado.
Pavimentos Intertrabados Otra solución que se ha utilizado para los accesos y patios de carga de las instalaciones industriales son los pavimentos de adoquines de hormigón, los cuales al entrelazarse adquieren la propiedad de distribuir las cargas y la tensión eficientemente hacia los lados a través de la acción de puente que ocurre entre sí. Esta capacidad esta supeditada a las características de los elementos prefabricados; tamaño, forma, espesor, resistencia mecánica, y la forma de colocarlos e instalarlos. Por lo general el adoquín más recomendado para condiciones de tráfico pesado es el de forma rectangular, montados con el patrón de espina de pescado a 90 o 45 grados. La principal ventaja de este tipo de pavimentos es la simplicidad y rapidez de su montaje, así como permitir el acceso inmediato para actividades de construcción tales como las reparaciones de ductos e
infraestructura de servicios subterráneos. Una vez realizada las reparaciones en la base, los adoquines pueden volver a ser colocados sin rastro de daños a la apariencia de la construcción. TECNOLOGÍA DE APOYO EN LA CONSTRUCCIÓN DE PISOS Y PAVIMENTOS Tan importante como las soluciones de pisos y pavimentos son las tecnologías constructivas asociadas a estas, las cuales se han ido introduciendo paulatinamente en Chile a medida que los contratistas y sus proveedores de materiales y equipos se han especializado. Algunas de estas tecnologías destacadas son los equipos de colocación y compactación del hormigón de nivelación láser, el corte con sierra de entrada temprana (SoffCut), el corte con sierra delgada (discos de corte con espesores menores a 2,5 mm), dovelas diamantadas o Diamond Dowels™, sistemas de construcción y protección
de juntas del tipo Armored Edge™, los nuevos selladores y rellenos de juntas, los métodos de curado con membranas iniciales como el alcohol alifático (agente retardante), y el curado final con membranas de resina y mantas de polietileno o geotextiles no tejidos, para una mayor retención del agua en este proceso, y el uso de fibras como refuerzo estructural del hormigón. Los numerosos avances en los distintos tipos de soluciones constructivas y su tecnología asociada, como a su vez la especialización de los diseñadores y contratistas en pisos y pavimentos, permiten hoy al hormigón ser la mejor opción para desarrollar la obras industriales que en la actualidad han aumentado considerablemente de la mano del desarrollo económico del país, generando una infraestructura con estándares de calidad de nivel internacional y una excepcional durabilidad para poder cumplir con los exigentes objetivos productivos de las empresas que operarán en ellos.
Hormigón de Retracción Compensada una gran alternativa para pisos industriales armadura y tiende a tener una expansión inicial igual o ligeramente superior a la retracción por secado prevista. Debido a la restricción producida durante la etapa de expansión, el hormigón experimentará una cierta pre compresión, la que se irá aliviando durante la etapa de retracción. El resultado esperado, es que en su estado final de equilibrio, el hormigón permanecerá con tensión nula o con una ligera tensión de compresión residual para eliminar el riesgo de fisuración. De acuerdo a los expertos, los avances en los aditivos expansores le han permitido a esta tecnología posicionarse como una de las más avanzadas a nivel mundial y se aplica, principalmente, en centros de almacenaje y distribución de alta exigencia como los desarrollados en las industrias de alimentos, retail, medicamentos, y el procesamiento de comestibles. De izquierda a derecha: Gerardo Staforelli, Juan Roberto Pombo y Tamara Orellana.
En la actualidad los pisos industriales se construyen regularmente limitando las dimensiones de las losas a través de juntas de contracción, y con esto, se consigue inducir la formación de fisuras en lugares preestablecidos. Otra técnica constructiva para este tipo de estructuras, es reforzar el hormigón mediante armaduras de acero o incorporar a la mezcla, fibras de refuerzo de distintos tipos y materiales. Sin embargo hoy en día existe una alternativa más efectiva para dar solución a este problema, es el sistema constructivo "hormigón de contracción compensada", el cual aplicado a pisos industriales, le otorga a estas estructuras un sin número de beneficios, como lo son; la reducción de la cantidad de juntas, una mayor velocidad constructiva, una gran resistencia superficial, entre muchas otras. Este tipo de hormigón tiene la propiedad de ser expansivo cuando está debidamente restringido por la
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La pionera en comenzar a utilizar este tipo de tecnologías en Latinoamérica fue la empresa transandina especialista en pisos BAUTEC S.A. que, en 1998, elaboró el primer piso con hormigón de retracción compensada correspondiente a 40 paños de más de1.200 metros cada uno. “Nosotros fuimos los primeros en utilizar esta técnica a nivel mundial, incorporando un aditivo expansor, dado que el hormigón comprimido que se usa en Estados Unidos se elabora a partir de un cemento tipo K el cual tiene aditivos sobre-incorporados, por lo que funciona de manera distinta”, afirmó el gerente tecnológico de BAUTEC S.A., Juan Roberto Pombo, quien agregó que el prototipo de retracción compensado que utilizan en la compañía, les permite disminuir el riesgo de fisuración en más de un 90%. Sobre las ventajas del hormigón de retracción compensada, Pombo enfatizó que, “primero, posibilita un pretensado mucho más sencillo. En segundo lugar, logra que cualquier fisura que se forme quede siempre cerrada, porque la barra de refuerzo
tiende a comprimir al hormigón. Por otra parte, aumenta su resistencia a la abrasión de manera notable, en más de un 30%, debido a que hay mucho menos porosidad. Y en cuanto a su aplicación en zonas con climas extremos, los atributos de este tipo de mezcla le permiten al piso resistir sin importantes fisuraciones y manteniendo en un mediano y largo plazo, todas sus condiciones para las cuales fue diseñado”. Si bien BAUTEC S.A. es una de las empresas pioneras en utilizar y comercializar en América Latina el hormigón de retracción compensada, desde hace un tiempo que en Chile también las firmas volcaron su mirada a este tipo de innovación industrial. Es el caso de la empresa Melón S.A., de la cual su subgerente de Ventas Técnicas, Gerardo Staforelli, explica que la intención de adoptar este tipo de iniciativas, radica en las virtudes que este tipo de hormigón entrega a aquellos proveedores que buscan construir una infraestructura productiva de calidad, obteniendo cómo resultado un piso más durable y que requerirá de una menor mantención, asegurando una operatividad productiva mucho mayor. El ingeniero agregó que, hoy, Melón está construyendo paños con esta tecnología con su hormigón marca CONTINUA, “dado que estamos ajustando algunos parámetros en las dosificaciones y provisión del hormigón, es que las primeras obras se están desarrollando en el Gran Santiago, pero nuestra idea es poder expandirnos prontamente a regiones, las cuales tienen proyectados grandes centros de distribución y bodegaje, como Antofagasta y Concepción”, finalizó. Al parecer, los avances en materia de hormigón en retracción compensada llegaron para quedarse, ya que no sólo permite ahorrar en los costos de mantención de los pisos industriales y de los montacargas, sino que también prolonga su vida útil con el beneficio de mejorar la productividad y operatividad de los centros de distribución.
Foto CD Walmart - Lo Aquirre Santiago, gentileza Katemu.
HORMIGÓN DE RETRACCIÓN COMPENSADA EN PISOS INDUSTRIALES
CALIDAD COMPROBADA EN GRANDES CENTROS DE DISTRIBUCIÓN La tecnología de los hormigones de retracción compensada para pisos y pavimentos no es nueva en el mundo, pero sí en su aplicación constructiva en Chile. Este tipo de pisos tienen un 90% menos de juntas si se comparan con los pisos industriales convencionales; no se produce alabeo, se logran con ellos mayores resistencias al desgaste y durabilidad. Está tecnología ofrece una solución más eficiente para industrias donde la distribución es una variable crítica en su negocio, intensivas en tráfico de montacargas y bodegaje en altura, como el retail. Estas son las ventajas que necesitan los modernos centros de distribución para lograr una operación más eficiente. Esto le ha permitido a la empresa proveedora el llevar a cabo importantes proyectos en el ámbito industrial, en donde se han corroborado todos sus beneficios. Una de las últimas experiencias constructivas con esta técnica, fue la desarrollada en el Centro de Distribución Lo Aguirre de la empresa de retail Walmart en el año 2011, el cual según la misma firma, pretende convertirse en uno de los centros de distribución más modernos de Sudamérica. Ubicado en la comuna de Pudahuel, cuenta con 58.000 m², y su principal características es la instalación de un sorter automático que por sí solo alcanza una producción máxima de 250.000 cajas por
día. Este gran avance tecnológico en la operación, pudo ser llevado a la práctica por un sin número de innovaciones incorporadas en los procesos de diseño, construcción y montaje, y una de las más importantes, es la calidad de los pisos, tanto en su terminación superficial de planeidad y aporte al ahorro de iluminación, cómo en su disminución en las juntas en más de un 90%. LA VISIÓN DEL CONTRATISTA La empresa Katemu fue la encargada de construir y diseñar el piso súper plano de más de 50.000 m2 de esta obra industrial, utilizando la tecnología de retracción compensada, situación que la llevó a recibir el récord por haber elaborado el pavimento con esta tecnología más grande de Latinoamérica. Este sistema, según explica Alfredo Grez, gerente de Katemu, permite contar con pisos ultra planos y extra resistentes, sin alabeo, con un 30% más de resistencia a la abrasión y lo más destacable es que se logran separaciones entre juntas de hasta 40 m (1.600 m2), en donde los cortes no son necesarios, reduciendo los costos de mantención de las juntas, grúas, reposición de ruedas de los vehículos que transitan sobre el, y manejo de las grúas en forma más
fluida, brindando una operación del Centro de Distribución mucho más eficiente. El tiempo de construcción de los pisos es menor a los convencionales, ya que las faenas y terminaciones son más reducidas logrando terminar las labores antes de las 20 hrs, lo que evita la paralización de obras por ruidos molestos, y posee una superficie reflectante, muy importante para la mantención de la limpieza de la obra y por un efecto de ahorro energético al necesitar menos iluminación. Para poder implementar la tecnología de retracción compensada, Katemu no sólo contó con la asesoría técnica de la empresa norteamericana The Fricks Company, sino que también trabajó en conjunto con la empresa Pétreos, quienes les permitieron cubrir la demanda de materiales necesarios y alcanzar la gradación de áridos apropiada para poder construir con éxito el piso industrial de Walmart. “El programa original tenía planificado terminar el piso en tres meses, pero con este sistema lo finalizamos en menos de un mes y medio. Esto se pudo lograr, ya que pudimos programar en 12 minutos la frecuencia de entrega de los mixers, lo que nos ayudó a acelerar el proceso y cumplir con éxito nuestra meta”, asegura Grez.
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Antes de comenzar el proceso de construcción, el cofundador de Katemu destacó que es necesario tener en consideración el clima y la zona en donde se construirá el piso industrial. “En el tema de la retracción compensada nosotros diseñamos la dosificación apropiada para los áridos, aditivos y cemento con que dispone la planta hormigonera elegida, es decir, el diseño de mezcla que se utilizará en Santiago no va a ser la misma que se manipulará en una planta en Antofagasta, porque los áridos son totalmente distintos y podríamos posiblemente contar con otro tipo de cemento. Todos estos detalles son muy importantes, dado que esta tecnología requiere de una rigurosa especificación, sin tolerancias y con un estricto control de calidad”, dijo el gerente de la empresa. Una de las ventajas más importantes del sistema constructivo es que disminuye hasta un 95% las juntas, logrando un importante ahorro en costos de mantención de los pisos y de equipos montacargas. Para cumplir cabalmente con esta cifra, esta tecnología requiere que el hormigón sea reforzado en ambas direcciones,
debido a que al momento de expandirse y contraerse la masa de cemento, deja en tensión el refuerzo dejando el hormigón en compresión (proceso similar al postensado interno), lo que impide la formación de grietas en el piso. En particular para el proyecto de Walmart se logró más de un 90% menos de juntas, que con un hormigón tradicional. “Las cifras hablan por sí solas, pues con el hormigón convencional lo más probable es que el piso hubiese quedado en 36.700 m lineales de juntas, mientras que con el de retracción compensada se obtuvieron tan solo 3.300 m lineales”, sostuvo Grez. Además en este proyecto se implementó la protección de las juntas de construcción con un elemento llamado “Armor-Edge”, el cual aumenta aún más la durabilidad del piso. Este refuerzo de juntas queda embebido en el hormigón, colocado en conjunto con barras de traspaso del tipo “Diamond Dowels”, consiguiendo distribuir las cargas efectuadas por las ruedas de los montacargas, así cómo el proteger el borde de las losas, evitando el desconchamiento de éstas.
Foto CD Walmart - Lo Aquirre Santiago, gentileza Intexa.
Para lograr el proceso de nivelación del hormigón en este piso, se utilizaron equipos láser de última generación marca Somero. Para la terminación superficial, es importante ocupar máquinas de alisado mecánico de pavimentos, comúnmente llamados “helicópteros” del tipo doble, dado que son más pesados, por lo que la carga y la fricción que tienen sobre el hormigón, es mayor. Con esto se busca una mayor lisura y, a la vez, se está disminuyendo la relación aguacemento de la capa superficial de hasta 3 milímetros, haciendo que esa zona sea más resistente a la abrasión.
LA VISIÓN DE LA HORMIGONERA Tomando como partida la información referente al ambiente de colocación, consistencia, resistencia, y tamaño máximo de los áridos en un hormigón de retracción compensada, la empresa Pétreos procedió a ejecutar el diseño de la mezcla, necesarios para construir el piso industrial más moderno del país y de Latinoamérica. Una particularidad del diseño del hormigón entregado por The Fricks Company - Katemu, es que no permite holguras, debido a que la mezcla debe ser homogénea para contar con la calidad que se espera y ejecutar esta técnica constructiva apropiadamente. Por ello, el jefe de Asesoría Técnica del Grupo Polpaico, Pablo Castro, afirmó que “si bien el desafío fue el diseño propiamente tal, nuestras plantas tienen un sistema de control automático y un aseguramiento de calidad que permite controlar el proceso, y cumplir con los estándares normalizados, respetando las tolerancias establecidas. Además, agregamos algunas inspecciones
adicionales producto de esta experiencia, pero sólo para tener mayores antecedentes. Todo fue suficiente para tener el control y garantizar la homogeneidad del hormigón”. Sin embargo, el profesional agrega, que si bien no hubo mayor complejidad en la provisión de la mezcla requerida, la dificultad central del proyecto se dio en dos ámbitos: la calidad del producto y en su exigida logística. Sobre el primero, se desarrolló un hormigón con características muy específicas atendiendo al diseño provisto por Katemu, ya que dentro del producto se consideraron elementos especiales, materias primas que en su justa proporción nos entregó las respuestas que el contratista y el mandante esperaban. Y en relación a la logística “Un hormigón con estas particularidades obliga a un avance mayor en la obra, por tanto se requería de una capacidad de distribución muy exigida, la cual llevo a estudiar muy acuciosamente las rutas propicias para abastecer desde una planta principal y una secundaria de apoyo, y así mantener un flujo continuo en la obra, logrando las descargas en los
Alisado mecánico de pisos, foto gentileza Katemu.
tiempos requeridos por el mandante”, enfatizó el jefe de Asesoría Técnica del Grupo Polpaico. Además, agrega “Fue un desafío, porque había que acondicionar la entrega de la planta para soportar la frecuencia de abastecimiento. Lo anterior ratifica la importancia de contar con los equipos necesarios para producir rápidamente el material y garantizando que el hormigón cumpla con las docilidades especialmente ajustadas para este tipo de requerimientos. Dado que la tecnología constructiva permite trabajar con hormigones de alta docilidad, se ajustó el diseño de ésta, apuntando a conseguir un hormigón bombeable, el cual permite disminuir los tiempos de descarga y obtener un mayor rendimiento en la confección de los pavimentos”.
Mientras que en un pavimento de hormigón tradicional se obtiene la resistencia a flexión mediante refuerzos de acero, y el traspaso de corte en las juntas se realiza a través de barras o pasadores, se puede afirmar que en un pavimento postensado se obtiene la resistencia a flexión mediante la precompresión del hormigón y el traspaso de corte por la continuidad de postensado, no siendo necesarias las juntas. El postensado comprime el hormigón a un valor superior a las tensiones que se producen en la más desfavorable combinación de acciones, neutralizando las tracciones ocasionadas por retracción de secado, gradientes térmicos y cargas de tráfico y/o estáticas; en consecuencia, se reduce considerablemente la aparición de grietas y fisuras.
PISOS POSTENSADOS DE HORMIGÓN Radier Nestlé Chile: Mayor superficie postensada, 33.000 m2 sin juntas de dilatación.
TIPOS DE POSTENSADOS UTILIZADOS Lo mismo que para las estructuras postensadas, para los pisos o pavimentos existen dos posibles formas de introducir el preesfuerzo, ambas son equivalentes en cuanto a la resistencia, y que se detallan a continuación: SISTEMAS NO ADHERENTES: En este sistema no existe adherencia del acero de postensado con el hormigón. Los cables usados son del tipo monotorón con diámetros de 0,5" o 0,6", los cuales presentan una capa de engrasado y un recubrimiento posterior con plástico o polietileno. Su principal ventaja es la limpieza y rapidez, porque no requiere inyecciones y preparaciones de lechadas, además de su buena terminación superficial, debido a que no deja mangueras de inyección saliendo del pavimento. SISTEMAS ADHERENTES: Este sistema requiere una inyección de lechada agua-cemento en el interior de los ductos que alojan los torones después de efectuar la transferencia o tensionamiento. Los cables usados pueden ser tipo monotorón o multitorón con
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torones de diámetros de 0.5" o 0.6". Su principal ventaja radica en evitar el retensado de los cables al generar alguna intervención en el pavimento.
EL DISEÑO La normativa de aplicación es generalmente la ACI 360 R92. Habitualmente se usan modelos de cálculo por elementos finitos apoyados sobre medio elástico continuo (coeficiente de balasto) para el diseño de estas estructuras. El análisis de postensado es estándar, con pérdidas adicionales de fricción pavimento-suelo. Para desarrollar el esquema general de cálculo de estas estructuras se deben considerar el efecto térmico, el de fatiga y la secuencia constructiva a implementar. En la etapa del pre-diseño lo más importante es analizar los dos criterios básicos. El primero de ellos es comprobar que las tensiones en la cara inferior del pavimento no son suficientes para provocar fisuras, tanto en la peor combinación de cargas como por diferencia de temperaturas entre la cara superior e inferior, y el segundo es comprobar la capacidad
por Alberto González, Eric Palos y Antonio González - Empresas VSL del pavimento de soportar cargas repetitivas.
Los diseños de los pavimentos o pisos industriales deberán incorporar la información típica que un proyecto suele presentar, tales como su secuencia de vaciados del hormigón, la localización de juntas de tensado y constructivas, el despiece del acero de refuerzo pasivo (usualmente de 1.0 a 2.0 Kg/m2), el trazado y distribución de cables de postensado (precompresiones entre 1,0 hasta 2,5 Mpa), los movimientos esperados de losas y dilataciones (0,4 a 0,6%) y, en general, todos los aspectos de materiales y especificaciones técnicas.
LA CONSTRUCCIÓN A continuación se detalla el proceso constructivo como guía referencial de buenas prácticas para pisos industriales postensados. a. Preparación del suelo, mejoramiento de base y sub-base granular, estudiadas de acuerdo con las condiciones locales de cada proyecto. b. Colocación o extendido de láminas de polietileno. c. Instalación de cables a media altura y colocación del refuerzo en acero pasivo. d. Vaciado del hormigón y acabado de acuerdo con la terminación deseada (es muy importante un buen vibrado en zona de anclajes para lograr un confinamiento adecuado). Se usan básicamente 2 procedimientos para el vaciado del hormigón; el hormigonado continuo, que requiere equipos mecánicos sofisticados de gran capacidad con muy buena eficiencia para un trabajo muy rápido, y el hormigonado por bandas, con mayor acero de refuerzo pero con utilización de equipos convencionales. e. Curado del hormigón y/o tratamientos superficiales, de acuerdo con las recomendaciones convencionales en el manejo de hormigones.
f. El primer tensado debe realizarse a las 24 horas del vaciado (para controlar la fisuración) y el tensado final a los 3 o 4 días. Verificación y aprobación de las elongaciones obtenidas en cada cable de acuerdo al diseño. g. Inyección para la protección. definitiva, en los sistemas adheridos. h. Corte de puntas y resanes de anclajes.
El espaciamiento entre cables suele ser entre 5 y 15 veces el espesor del piso. No se debe colocar acero de refuerzo pasivo en las zonas corrientes, únicamente es necesario en zonas de anclajes, bordes y aberturas. Se recomienda aislar las columnas de las placas de piso. Pueden cimentarse en capiteles, vigas y/o aumentos de espesor del pavimento de entre 300 mm y 500 mm.
Recomendaciones Constructivas:
Supervisión Técnica en Obra:
Generalmente, el hormigón debe colocarse sobre 2 capas de polietileno y una capa de espesor variable de 15 mm a 50 mm de arena fina, para permitir el deslizamiento y acortamiento del pavimento o piso. Disponer de un ligero aumento de canto o espesor en los bordes, para alojar los anclajes de los cables y para conformar una especie de viga perimetral, la cual ayudará a controlar el alabeo de la placa. Disponer de cables monotorón en ambas direcciones con trazado recto y posteriormente inyectados, o bien, torones individuales engrasados y plastificados.
Se deben controlar las compactaciones de base y sub-base. Verificar colocación de polietileno (recomendado 2 capas de 0,10 o 0,15 mm). Su control geométrico. El control del hormigón asegurando conseguir la resistencia según proyecto y características según necesidades de acabado. La certificación de los cables mediante ASTM A 416-85 Grado 270. Los moldajes deben verificarse de acuerdo con las características y necesidades de acabado. El curado debe realizarse de forma similar a las de cualquier pavimento. El endurecedor superficial debe estar de acuerdo a las necesidades de terminación y la verificación de dilataciones de columnas y contorno.
VENTAJAS El postensado permite eliminar el 90% de las juntas (constructivas, de control de fisuras o de dilatación), lo que equivale a decir que elimina el 90% de las causas de futuras mantenciones y los problemas generados por el alabeo en las juntas. Las deficiencias en el curado causan el alabeo de los pavimentos que a su vez, genera problemas de fisuras, fallas en las juntas, disminución de la capacidad de carga del pavimento, golpeteo de los vehículos al contacto con el pavimento y lo más importante, la disminución de la velocidad de trabajo de las grúas horquilla, cargadores o montacargas cuando se trata de pisos industrializados. El postensado puede evitar el alabeo progresivo de los pavimentos, bajando los anclajes de los cables al tercio inferior del pavimento en los bordes de la placa (perímetro de las placas). Según datos de un estudio hecho en Australia en 1992 por una firma experta en postensados, los costos de mantenimiento se reducen casi a la tercera parte cuando se utiliza esta tecnología en vez del hormigón convencional.
CD Unimarc: Mayor contrato de radier postensado, 54.000 m2.
El postensado también permite construir pavimentos de menor espesor a igualdad de cargas y condiciones del suelo, lo que se traduce en estructuras más livianas y en ahorros en la excavación y en el hormigón y su armadura pasiva. Asimismo, se disminuye el plazo de ejecución en obra al tener una significativa reducción del tiempo de la excavación, la instalación de materiales y del hormigonado, y el menor plazo de instalación de las juntas. Otras de las ventajas del postensado son el permitir alcanzar pisos industriales de gran planitud y el obtener una mayor flexibilidad por reducción de espesor. Además se logra un mayor control de la fisuración al largo plazo, mejoras en la impermeabilidad del pavimento, un aumento de la resistencia superficial y una mayor resistencia a bajas temperaturas.
Las estructuras postensadas presentan en general mayor durabilidad y menor costo de mantenimiento, por lo que representan una solución más económica para el cliente si se considera el costo de mantenimiento a mediano y largo plazo en comparación de costos con pavimentos tradicionales. El uso de postensado permite construir pisos industriales para grandes cargas de trabajo, con menor cantidad de materiales, disminuyendo ostensiblemente el número de juntas de dilatación, constituyendo una reducción en la patología de estructuras. Por último, si el pavimento llega a ser sometido a cargas puntuales mayores que las esperadas, en casos puntuales, al permanecer el cable en un rango elástico este restituye las deformaciones, evitando la necesidad de reparaciones.
APLICACIONES
Acopio de contenedores y circulación de grúas: Aplicaciones para grandes cargas en puertos.
Estacionamiento aeropuertos: Aplicaciones para grandes cargas evitando mantención de pavimentos en zonas críticas.
En general, los pavimentos y pisos industriales postensados representan una aplicación idónea para muchas obras, dado los grandes paños conseguidos que disminuyen las cantidad de columnas, sus altas prestaciones y superficies lisas e impermeables, su capacidad de evitar asentamientos diferenciales, y sus bajos costos de mantenimiento, que los hacen ideales para su implementación en almacenes y centros de distribución, puertos, aeropuertos y áreas para manejo de contenedores, depósitos para líquidos y cámaras frías, en usos residenciales (en caso de existencia de suelos expansivos), campos deportivos, túneles, y en todo tipo de obras civiles.
LA PLANEIDAD Y NIVELACIÓN DEL HORMIGÓN,
NO GARANTIZAN LA CALIDAD Y DURABILIDAD DEL PISO Mandantes, diseñadores y constructores de naves industriales y centros de distribución a menudo perciben que la calidad de los pisos de hormigón se define por la planeidad y nivelación de su superficie.
Por: Terry J. Fricks
Sin embargo, la realidad es que los números de planeidad y nivelación (números F) sólo definen el perfil de la superficie de los pisos y no garantizan su calidad general. En muchos casos, los esfuerzos para producir una gran planeidad de los pisos, pueden reducir drásticamente la durabilidad de la superficie y la vida útil del servicio de la estructura. Otros factores, tales como durabilidad, deben ser considerados. El por qué tan a menudo la planeidad es utilizada para juzgar la calidad es comprensible, los números F son fáciles de entender ya que pueden ser especificados antes de la construcción y controlados durante la ejecución, aportando un fácil criterio como base para su aceptación y conformidad en su recepción.
El definir correctamente los números FF y FL es fundamental para el correcto desempeño de los pisos. ¿Es el final de la historia? No, se necesita más que eso, aspectos de durabilidad deben ser considerados a fin de garantizar la longevidad y reducir el mantenimiento de los pisos. Por supuesto, esta afirmación plantea algunas preguntas: ¿Qué es durabilidad? ¿Cómo se mide? ¿Cómo se especifica? La definición de durabilidad es simple: es la capacidad de algo para resistir el desgaste, pero su medición no es tan sencilla. La durabilidad no se puede medir con una máquina o un instrumento de verificación de forma instantánea y no puede ser confirmada hasta después de su puesta en servicio, así que la industria debe usar su conocimiento empírico. Para ello, los contratistas deben mirar a las empresas que poseen y operan instalaciones con estructuras de este tipo para su retroalimentación, una buena fuente de esta información se encuentra en la industria alimentaria, sí, la comida, nadie entiende mejor la importancia
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de la calidad de los pisos de hormigón que las empresas productoras de alimentos perecederos o de instalaciones de distribución de este tipo de productos. En este ambiente, los beneficios de un piso de calidad rápidamente afloran. Estas empresas les dirán que, en conjunto, la planeidad, durabilidad, resistencia a la abrasión y el desempeño de juntas, equivalen a la calidad y longevidad de los pisos.
operación durante la vida útil de las instalaciones, debido a la mantención de las estructuras y de sus equipos.
Una variedad de factores, incluyendo el diseño, los materiales, el ambiente de colocación, y las técnicas de construcción, pueden dar lugar a fallas no deseadas en la estructura, como las grietas, ondulaciones y deterioros y roturas. Pisos deficientes con juntas poco prolijas, dañarán a los equipos montacargas y especialmente a sus ruedas, lo que afectará negativamente a la productividad de los procesos que se llevará a cabo en la instalación. El ahorro que podrían notar los mandantes y propietarios, diseñando y construyendo pisos de inferior calidad se ve contrarrestado al afrontan mayores costos de
REQUERIMIENTOS DE CALIDAD
Para especificar la durabilidad de los pisos, la información provista por los mandantes sobre sus expectativas, se hace muy relevante. Cuando estas expectativas son la durabilidad, longevidad junto con la planeidad, las especificaciones deben ser mucho más específicas e incluir más detalles.
¿Qué constituye la calidad de los pisos y cómo lograrla? Los siguientes atributos y consideraciones ayudan a contribuir en una mejor calidad general del piso. EL HORMIGÓN: Especificar un diseño de mezcla basada en el rendimiento es crítico para un piso de calidad. Los contratistas informados tienen una buena comprensión de los materiales locales y conocen la importancia de mantener el correcto diseño de la mezcla de hormigón.
Articulo publicado en septiembre del 2011, en la revista Concrete Construction. Terry J. Fricks es el presidente fundador y pasado de The Inc. Fricks Co., Fort Worth, Texas. Traducción: Cristián Herrera F.
canastillos de platinas incorporadas al hormigonar las juntas de contracción, juntas aserradas. Además, las juntas expuestas al tráfico de montacargas o grúas horquillas deben ser blindadas para su protección y así reforzar su durabilidad. En lo posible, usar la menor cantidad de juntas al diseñar, con esto se disminuyen drásticamente los costos de mantenimiento y aumenta la servicialidad de las instalaciones. Una técnica para lograr esto es el uso de la tecnología de retracción compensada, todas las juntas de contracción se eliminan y es posible diseñar con hasta un 90% menos de juntas.
La contracción y el agrietamiento se reducen cuando la cantidad de pasta (cemento, arena y agua) en la mezcla es reducida. Esto se puede lograr con la correcta dosificación de los agregados, el apropiado balance entre áridos finos y gruesos, y en algunos casos, el uso de áridos de mayor tamaño. JUNTAS: Son generalmente la primera zona de un piso en deteriorarse y la reparación de ellas es un procedimiento de alto costo. A su vez, los desperfectos en las juntas son la principal causa de los deterioros en los equipos de movimientos de carga dentro de los centros de distribución. El espaciamiento de las juntas y su ubicación deben ser consideradas, procurando evitar que estén en las vías de alto tráfico, además deben incorporarse elementos de transferencia de cargas embebidas en el hormigón, tales como las dovelas diamantadas también conocidas cómo “diamond dowels” en todas las juntas de construcción y contracción, esto es posible de conseguir constructivamente gracias a los
PLANEIDAD: La planeidad y nivelación del piso son muy importantes para el rendimiento de la operación de este tipo de obras; sin embargo, los números F correctos deben especificarse para el uso específico previsto del centro de distribución o almacenamiento y no como ha dictado la tendencia que ha sido la de detallar altos números indiscriminadamente. Sumado a esto, las actuales tolerancias de planeidad no tienen en cuenta el perfil del piso en las juntas de construcción, en donde las mediciones empiezan y terminan a 60 cms de distancia de las juntas, pudiendo estar bien para el tránsito peatonal, pero no para las exigencias de los pisos industriales. Para pisos de alto tráfico, las especificaciones deben exigir medidas que se extiendan hasta las juntas. TERMINACIÓN: La durabilidad de la superficie del hormigón al largo plazo se puede lograr con las técnicas apropiadas de acabado. Con equipos modernos, es posible producir una superficie plana y brillante, pero no duradera. Cuando se toman algunos atajos en el proceso, la durabilidad se ve sacrificada. Hay varios pasos involucrados y cada uno debe ser programado correctamente, el objetivo es crear una superficie muy dura y densa. Para ello, una transición gradual de las partículas más finas de pasta superficial hasta las siguientes capas de áridos más gruesos es necesaria. El proceso de acabado superficial debe comenzar con el alisado, el cual ojalá deberá ser
realizado con equipos de doble hélice que incorporen platos de flotación. Seguido a este proceso se deberán remplazar los platos por aspas, paso que deberá contar con el tiempo suficiente para compactar la superficie. El bruñido es el paso final, se puede hacer con aspas de acabado o del tipo combinado. No se debe agregar agua a la superficie en ningún momento y se debe tener mucho control del tiempo de duración, ya que es fundamental para conseguir óptimos resultados. DURABILIDAD SUPERFICIAL: Para mejorar aún más la durabilidad de la superficie, se puede incorporar durante el proceso de acabado un endurecedor de agregado mineral. SUBRASANTE: Los pisos no quedarán planos y nivelados, si se colocan sobre una subrasante de mala calidad. La detallada condición del suelo debe ser verificada antes de diseñar el piso. Además contar con un buen material y un acucioso proceso de compactación y estabilización de la base durante su construcción, para no producir fallas en la estructura. EXIJA MÁS DE SU PISO: Exigirle más al piso dará resultados excepcionales, por lo que se deben establecer requisitos de calidad muy detallados y específicos relacionados con: las juntas, el diseño de mezcla para el hormigón premezclado, los tipos de refuerzos y su ubicación, la resistencia a la abrasión e impacto necesarias, las técnicas adecuadas de colocación y acabado, los limites del alabeo y la contracción, y el trabajar en un ambiente controlado. La mejor recomendación para lograr óptimos resultados es buscar a diseñadores y contratistas especializados en la construcción de pisos de hormigón, con experiencia en el tipo de uso específico previsto en la instalación, considerando el diseño por funcionalidad, operación y economía. El costo del capital adicional para construir un buen piso industrial, se amortizará rápidamente dado los mejores resultados y mayores beneficios.
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Piso industrial, Centro de Distribución Droguería Ñuñoa, Macul.
EL COLOR EN EL HORMIGÓN Desde hace un tiempo, el uso del color se está incrementando en casi todos los tipos de construcciones con hormigón, desde los comúnmente conocidos adoquines, bloques para albañilería, tejas y cierres, en obras y edificaciones arquitectónicas con hormigón hecho en sitio, hasta el incorporarse en la producción de prefabricados estructurales como vigas y pilares. El creciente uso del color en el hormigón se debe, principalmente, al valor estético que logra en las obras, desarrolladas considerando su texturación, agregados expuestos, patrones estampados, revestimientos arquitectónicos y otros múltiples acabados decorativos posibles. En muchos proyectos arquitectónicos, el hormigón coloreado es la alternativa más competitiva respecto de otros materiales de construcción y terminación que deben ser agregados a la estructura, dado que se descubre su enorme capacidad de terminación. Debido a que los aditivos de color se mezclan en el concreto, el color va en todas las fases a través de cada colocación, significando un ahorro considerable en los costos de ciclo de vida, en comparación con los gastos que implica aplicar y mantener capas de desgaste, recubrimientos, manchas o acabados pintados. Esto significa que, a diferencia de los tratamientos aplicados a la superficie,
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el color permanecerá visible aun en las esquinas, en las superficies fracturadas expuestas o rugosas y en los cortes con sierra o cuando la superficie es arenada. Los aditivos de color más populares están hechos con pigmentos de óxido de hierro, los cuales otorgan generalmente un tonalidad naranja rojiza, el óxido de hierro también se presenta en tonos de amarillo, café y negro, los cuales al ser mezclados, pueden producir una amplia paleta de colores. Sin embargo, se dispone de colores más intensos a partir de óxidos de hierro sintéticos, estos pigmentos son químicamente inertes, resistentes a la decoloración y ambientalmente seguros, logrando ser un agente colorante muy resistente. Existen otros pigmentos minerales que extienden la paleta de colores en el concreto, tales cómo el óxido de cromo que produce las tonalidades verdosas y los productos a base de cobalto los colores azules. El dióxido de titanio puede usarse para blanquear una mezcla o producir tonos pastel, pero el mismo efecto se logra generalmente de manera más económica usando cemento blanco. Los pigmentos usados en los aditivos de color son químicamente estables y no cambiarán significativamente su tono bajo exposiciones normales
ambientales, sobreviviendo en ambientes más severos, como áreas urbanas contaminadas, carreteras con intenso tránsito y en instalaciones industriales de alto tráfico y uso, pero el uso de aditivos colorantes de gran calidad son capaces de resistir la decoloración debida a la luz solar, la alcalinidad del concreto fresco, las reacciones químicas durante el proceso de curado del concreto, los compuestos descongelantes y el clima. Además del tono y la dosificación del aditivo colorante, otras variables que afectan la apariencia del concreto son el color de la arena, los tipos de agregados o áridos y el cemento incorporado en la mezcla, la relación agua/cemento y la forma o técnica de curado. Estos mismos factores son igualmente críticos cuando se produce concreto gris estándar del cual se requiere una apariencia uniforme. Para la retención óptima de color, los especificadores deben considerar la aplicación de un repelente al agua o un sellador a las superficies de concreto, este tipo tratamientos reducen el potencial del concreto para ensuciarse o mancharse, y hace más fácil su limpieza. Al reducir la penetración de la humedad a través de la cara del concreto, los repelentes o selladores pueden también reducir la eflorescencia.
El Color en Pisos Una de las últimas experiencias desarrolladas en Chile en esta área, fue el piso industrial desarrollado para el centro de distribución de Droguería Ñuñoa en la comuna de Macúl, en donde la técnica de coloración utilizada fue la aplicación del pigmento luego de realizar la pavimentación. En esta obra, se esperó el curado normal de un piso de estas características, entre 20 a 28 días, para comenzar con el proceso de pulido del piso, e inmediatamente se procedió a tinturar el piso con el uso de pigmentos del tipo acuoso y, para consolidar el color, se aplicó una técnica de endurecimiento superficial en base a litio, con el propósito de sellar las capas superficiales del pigmento, impidiendo el desgaste prematuro del color, comentó Willy León, gerente de la empresa constructora Belong. El profesional también explica que los matices en el color del piso, se
deben al efecto de las granulometría, tipología y color de los agregados, esto si es controlable y depende particularmente de los requisitos del diseño detallados por el mandante de la obra, pudiéndose conseguir si el diseño así lo requiere de pisos con una tonalidad muy pareja u homogénea. La experiencia en centros industriales en Estados Unidos basa la coloración no en la pigmentación posterior a la construcción del piso, sino que el pigmento es aplicado de forma directa a la masa del hormigón en una capa superficial de la estructura del mismo. “Sin embargo, en Chile esta técnica no se aplica, porque aún el diseño se rige por tema de costos, ya que se necesita un previo tratamiento del piso y la construcción en doble capa. Aunque en los malls se hace, por ejemplo, ya que en vez de colocar mármol o piedra pizarra, se diseñan pisos de hormigón a la vista, en donde el tránsito y factores ambientales son altamente exigentes”, enfatizó el representante de la empresa contratista Belong.
Posterior a la aplicación de los pigmentos, es recomendable utilizar selladores superficiales en base a litio que son usados para densificar el hormigón y, por tanto, otorga mayor resistencia a la abrasión al piso, evitando los desprendimientos de polvillo, muy necesarios en instalaciones donde el factor esterilidad es clave. “Son también conocidas las láminas acrílicas de color o de otras naturalezas químicas que son aplicadas sobre el piso ya construido, que evita el desprendimiento del polvillo y otorgan color, pero eso requiere de renovaciones a corto plazo y el costo de mantención se eleva, dado que para su renovación se requiere pintar todo de nuevo. A diferencia de los pisos de hormigón terminados con densificadores superficiales, en donde la capa que se forma es extremadamente dura”, precisó León. Referencia: El color en el concreto: belleza y durabilidad, artículo publicado en la revista Construcción y Tecnología del IMCYC, escrito por los profesionales Nick Paris y Michael Chusid
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PAVIMENTOS DE HORMIGÓN PERMEABLE Los pavimentos de hormigón permeable ofrecen un modo único e innovador para manejar las aguas lluvias. Otro beneficio destacable de este tipo de tecnologías que cobra importancia en el último tiempo es que contribuye en el proceso de calificación de créditos del sistema LEED de certificación verde en la construcción (LEED Green Building Rating System). El hormigón permeable se ha utilizado con éxito en muchos tipos de construcción, las más comunes en aplicaciones como estacionamientos, calles, plazas, senderos y veredas. Aunque el hormigón permeable puede usarse para un sorprendente número de aplicaciones, su uso principal es en pavimentos. En su esencia es un hormigón especial que se obtiene con cantidades controladas de áridos, agua y materiales cementicios para crear una masa de partículas de agregado cubiertas con una fina capa de pasta. Una mezcla de hormigón permeable contiene poco o nada de arena, creando un contenido de vacíos que es sustancial para lograr su consistencia y propiedades. Al utilizar suficiente pasta de cemento para recubrir y unir las partículas de agregado, se crea un sistema de huecos interconectados, altamente permeables que drena rápidamente.
Normalmente se logra entre un15% y un 25% de vacíos en el hormigón endurecido y los flujos de agua que se obtienen a través del hormigón permeable son típicamente de alrededor de 20 centímetros por minuto, aunque pueden ser mucho mayores. Tanto el bajo contenido de mortero como la alta porosidad reducen la resistencia en comparación con mezclas de hormigón convencionales, pero fácilmente se consigue la capacidad suficiente para muchas aplicaciones. Los pavimentos de hormigón permeable usualmente se construyen sobre una capa base de grava de tamaño uniforme para formar un espacio donde se puede almacenar agua de lluvia antes de que se infiltre en el suelo que está más abajo. El sistema básicamente forma un estanque seco de detención que puede reducir la necesidad de disponer de costosos sistemas de drenaje de aguas lluvias y estanques de detención o retención, permitiendo un uso más eficaz del terreno. De hecho, el sistema de pavimento permeable cumple dos funciones: actuar como una superficie pavimentada sobre la cual se puede manejar, estacionar o caminar, y se desempeña como una cuenca de retención para almacenar agua de lluvia durante tormentas.
Fuente: Erwin Kohler, www.concretosespeciales.cl