Obra Destacada | Uso de Prefabricados de Hormigón

Publicado el Octubre 20, 2016

En Temuco, región de la Araucanía, a 670 kilómetros al sur de Santiago, se ejecuta el proyecto Lomas de Javiera, un conjunto de edificios habitacionales que se emplaza en un terreno de 1,7 hectáreas. La obra consta de 200 departamentos distribuidos en diez torres de cinco pisos cada una, con una superficie total aproximada de construcción de 12.200 metros cuadrados. Cinco de las torres poseen departamentos de dos dormitorios y 53,0 m2, mientras que las otras cinco torres restantes contemplan departamentos de tres dormitorios y 57,8 metros cuadrados. Se trata de un proyecto acogido decreto supremo D.S.116 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo destinado a programas subsidio habitacional extraordinario para viviendas de integración social.

Lomas de Javiera guarda en su interior un elemento clave que fortalece la productividad: un sistema industrializado de construcción de obra gruesa que se basa en el uso de hormigón prefabricado. En términos simples, estos elementos prefabricados corresponden a muros de hormigón armado, losetas pretensadas y vigas perimetrales prefabricadas de antepecho, las que sirven de apoyo a las losetas prefabricadas. El proceso constructivo prosiguió con la realización de una sobrelosa que se hormigonó in situ para conectar los elementos y cumplir la función de diafragma. La aplicación de esta alternativa permitió montar la obra gruesa en tan solo cuatro meses, mucho menos de los nueve meses que tomaría construir un proyecto de similares características de forma tradicional, indican sus desarrolladores.



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Prefabricados de hormigón

El servicio de construcción, fabricación, transporte e ingeniería de Lomas de Javiera fue ejecutado por Momenta Construcciones. Desde la empresa, Mario Álvarez, socio fundador, entrega a Revista Hormigón al Día, los detalles del proyecto.El sistema estructural considera los siguientes elementos de hormigón prefabricado: (i) muros de la altura total del edificio, (ii) muros de altura de un piso, (iii) vigas de fachada que sirven como apoyo de las losetas de piso y (iv) losetas prefabricadas con cables pretensados más sobrelosa hormigonada en terreno.El diseño sísmico estructural se basa en las normas de diseño ACI 318 (Requisitos de reglamento para concreto estructural), NCh433 (Diseño sísmico de edificios) y en el manual de diseño de elementos prefabricados y pretensados del PCI (Precast Concrete Institute). Las escaleras son de acero estructural al igual que el puente de acceso del tercer piso. La secuencia de construcción consideró las siguientes etapas:

1 Movimiento de tierras, excavaciones y prefabricación de elementos.

Se generaron terrazas para la construcción de los edificios y muros de contención in situ. En la planta de prefabricados comenzó la prefabricación de los elementos.

2 Hormigonado de fundaciones in situ,



esto incluye, además, el armado general y colocación de armadura de arranque para fijación de los elementos verticales. Las fundaciones son del tipo cáliz, pero con arranque de armaduras. La armadura de arranque corresponde a la armadura longitudinal que se ancla en las fundaciones y que se inserta dentro de los elementos verticales prefabricados por medio de un sistema de ductos corrugados previamente instalados. El sistema de fundación tipo cáliz permitiría un fácil aplome de los elementos verticales en terreno

3 Montaje de muros de la altura total del edificio.



Los muros de menos de 2,5 m de longitud fueron fabricados de la altura total del edificio para evitar juntas verticales. Estos muros fueron conectados a las fundaciones por medio de cálices y con arranques de armaduras. Una vez colocado el muro en el cáliz, en su posición definitiva, se procedió a inyectar grout de alta resistencia, fluidez y con compensador de retracción, en los ductos corrugados previamente instalados en los elementos prefabricados. Una vez fraguado este grout se generó el anclaje del muro a la fundación.

4 Montaje de muros de altura de piso.



Los muros de más de 2,5 m de longitud fueron fabricados con la altura de un piso, generando una conexión a nivel de cada piso. El muro de la base se conectó a la fundación tipo cáliz del mismo
modo indicado en el punto anterior.

5 Montaje de vigas de piso.



Una vez instalados los elementos verticales de piso y los de la altura de todo el edificio, se procedió a montar las vigas tipo antepecho prefabricadas del piso.

6 Montaje de losetas del piso.



Se colocaron las losetas prefabricadas del piso, apoyándolas sobre las vigas de antepecho; y así sucesivamente se repiten las etapas 4-6, piso a piso, hasta completar el edificio.

7 Para completar el sistema constructivo,



se realiza el hormigonado de la sobrelosa estructural en conjunto con la conexión horizontal de los muros. De esa forma se configura el diafragma horizontal que permite trasmitir la carga sísmica a los elementos resistentes.

8 Adicionalmente, se incorporaron baños prefabricados 100% terminados en su interior

,
los cuales fueron montados en la misma secuencia de montaje de la estructura; es decir, una vez montadas las losetas de un nivel se procede a montar el baño prefabricado correspondiente. Las conexiones del baño, tanto eléctricas como sanitarias, se realizaron por el exterior del módulo.
El proyecto de fundaciones requería un relleno bajo fundación. Las fundaciones fueron de hormigón armado con un cáliz en donde el elemento prefabricado debía calzar. La conexión de los elementos verticales a las fundaciones se realizó por medio de cálices para transmitir los esfuerzos de corte y por medio de arranques de la armadura longitudinal desde la fundación, al elemento prefabricado, utilizando ductos corrugados preinstalados en el elemento para posteriormente ser grouteados en terreno y así transmitir los esfuerzos de flexión. Dentro de cada cáliz, había barras de enfierradura que debieron introducirse en vainas metálicas que estaban dentro de los elementos prefabricados. Aquí hubo que coordinar tanto en los elementos prefabricados de la planta, como en terreno, para que todo calzara correctamente.
El diseño estructural se basó en conseguir el montaje de todos los elementos prefabricados del edificio sin materializar ninguna conexión con hormigón in situ. Por lo tanto, el diseño sísmico considera la etapa provisoria con la estructura completamente montada, sin las conexiones entre elementos ejecutadas.
Como la estructura se basa en muros sísmicos de corte, los elementos tipo viga de antepecho prefabricados de cada nivel se consideran como simplemente apoyados, por lo que su conexión se materializa por medio de ménsulas de hormigón armado sin permitir la continuidad del elemento.
En tanto, las losas prefabricadas pretensadas se dispusieron en el piso apoyándose en las vigas de antepecho, también en la condición de simple apoyo, al igual que las vigas. Estas losetas se armaron con barras de corte que permiten materializar la conexión entre la loseta y la sobrelosa estructural, favoreciendo la acción compuesta ante cargas de servicio. Entre la sobrelosa y la loseta prefabricada, se dispusieron de placas de poliestireno expandido que permiten aumentar la altura efectiva del sistema de piso, es decir, aumentan la inercia y rigidez del elemento, lo que mejora su comportamiento frente a cargas de servicio. La sobrelosa estructural permite, a su vez, materializar la conexión entre elementos y, además, funciona como diafragma lo que contribuye a la transmisión de los esfuerzos sísmicos.

Diseño


El terreno representó un desafío importante puesto que era muy irregular en su forma y con una topografía de mucha pendiente, explica el arquitecto a cargo del proyecto, Henri Jaspard. “La pendiente hacía muy difícil desarrollar una cabida que fuera rentable”, precisa. Ante este escenario complejo la solución implementada fue el desarrollo de terrazas. “Trabajamos el terreno topográficamente para ir generando distintos niveles y organizamos en general los edificios en dos terrazas longitudinales, en las cuales ordenamos en hilera los edificios”, explica. De este modo, se aprovechó el desnivel como punto de ingreso a los edificios por el nivel tres. Lo anterior, en consideración de que el proyecto no contempla ascensores. “Lo que era una dificultad, se transformó en una ventaja porque, al final, era más fácil la habitabilidad de los edificios el tener que subir menos escaleras”. añade el arquitecto. Por otra parte, todos los edificios tuvieron un desafío que fue el desarrollar una arquitectura que compatibilizara con la estructura, señala Jaspard. “Teníamos que llegar a la mayor modularidad posible de manera de maximizar los procesos de prefabricación y dar un diseño arquitectónico que permitiera por una parte incorporar todo el sistema de hormigón prefabricado”, afirma.
Jaspard destaca que la disminución de los costos en la obra gruesa permitió entregar mayores recursos al diseño de terminación. De este modo, el arquitecto resalta que quedaron muy conformes de haber podido redistribuir el uso los recursos de la construcción maximizando el confort térmico, mejorando el diseño y, por otra parte, permitiendo una adecuación del terreno transformándolo en un punto positivo.

Desafíos logísticos

Según Álvarez, el primer desafío fue el movimiento de tierra, ya que se debían conjugar el aterrazamiento del terreno, con su respectivo muro de contención y con la ejecución de las fundaciones. La logística no fue fácil, ya que las condiciones de clima y el tipo de material (arcilla), hacían que fuera una faena lenta, por lo que cuando el clima mejoraba, había que redoblar los esfuerzos para avanzar y cumplir lo tiempos.
“Sin duda el principal desafío del proyecto estuvo en la logística de fabricación, transporte y montaje de la estructura prefabricada, y sus posteriores faenas in-situ”, afirma. El ingeniero añadió que, dada la topografía del terreno, se generó una compleja logística de trabajo que consideró una grúa de montaje con su equipo de cinco personas, una grúa de descarga y acopio de elementos con su equipo de tres personas, el abastecimiento continuo de camiones con más de 1.200 elementos elementos transportados desde la planta en Santiago, además de una reducida zona de acopio para elementos estructurales y módulos de baños. Adicionalmente, por razones climáticas, se planificó realizar el montaje de los diez edificios en un plazo de cuatro meses, desde enero a abril de este año.
Por otra parte, en las terminaciones se presentó un desafío en la coordinación para que los trabajadores, tanto internos, como los subcontratos, ingresaran a trabajar a los pisos que se encontraban libres de alzaprimas y sin escombros. “A diferencia de lo que ocurre en una construcción tradicional, la obra gruesa prefabricada permite que se pueda trabajar en todos sus pisos al mismo tiempo. Por eso, para que el gran avance de la obra gruesa tenga sentido, es muy importante atacar las terminaciones, incluyendo dicha variable a la hora de la programación. Por tal motivo, el desafío es también muy grande con los trabajadores, ya que deben entender la lógica y la ganancia que se logra con una estructura prefabricada, de esta forma, los incentivos a los trabajadores deben ir en ese sentido”, añade.

Eficiencia térmica y acabado


De acuerdo con Álvarez, en la fachada principal y posterior de cada edificio (norte y sur), donde la estructura es principalmente muros y vigas prefabricadas en los antepechos, se implementó el sistema EIFS (Exterior Insulation and Finish System). Esta solución incorpora planchas de poliestireno expandido de 50 mm adheridas a la cara exterior del paramento, que son revestidas por una capa de mortero elastomérico reforzado con malla de fibra de vidrio, y tienen un acabado final de pintura texturada con el color incorporado. Este sistema de envolvente en los puntos sensibles como vanos de ventanas y puertas, retorna en los alféizares y jambas, evitando así los puentes térmicos y permite alcanzar un alto estándar térmico y una larga vida útil para la estructura. En estas fachadas se utilizan los colores bases, grises neutros, y los colores activos, (rojo, amarillo, azul) que identifican a cada edificio. Estos colores se protegieron para su durabilidad con sellantes transparentes resistentes a los rayos ultravioletas que evitan la decoloración.

Por su parte, “se añade como elemento sustentable del proyecto y a favor de la eficiencia térmica el que todas las ventanas son de PVC, quedando el aluminio descartado”, agregó Jaspard. Otra solución ejecutada fue aplicada en las culatas de los edificios (fachadas oriente y poniente), donde no existen muros estructurales, en que se utilizó tabiquería de perfilería de acero. Estéticamente esto se aprovecha para restarle robustez y darle a los edificios un carácter de mayor calidez usando como revestimiento planchas de fibrocemento texturado tipo madera dispuestos en un mismo plomo con junta sellada. El acabado consistente en un imprimante con dos tonos madera diferentes que le aportan el dinamismo último a estos paramentos. En este caso la solución térmica va incorporada en el interior de los tabiques consistente en relleno de lana mineral de 50 milímetros.

Asimismo, el sistema de piso también cuenta con un sistema de aislación, ya que está compuesta por una loseta prefabricada de concreto pretensado de 9 cm de espesor, luego una capa de poliestireno expandido de 6 cm de espesor y finalmente una carpeta de concreto vaciado in-situ de 7 cm de espesor.

Es el proyecto Lomas de Javiera, un conjunto de diez edificios, cuya obra gruesa fue montada en cuatro meses, gracias al uso de prefabricados de hormigón.

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