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Misión Tecnológica – Guatemala

 

El Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile – ICH, invita a todos los profesionales de la industria de la construcción a conocer las obras civiles más importantes que se están desarrollando en México, como es el proyecto de la ampliación del Aeropuerto del DF, la carretera Apaseo-Palmillas, entre otras obras, y posteriormente asistir al 8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE PAVIMENTOS que se desarrollará en Guatemala, el cual también incorporará visitas técnicas al proyecto VAS

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Decálogo Técnico – Planificación y montaje de obras prefabricadas




Es ya de conocimiento general que los elementos prefabricados aportan considerablemente en la eficiencia y la productividad de los proyectos de construcción. Y es que se trata de una metodología basada en el diseño y producción de componentes y subsistemas, elaborados en serie en una fábrica, en un ambiente controlado, que posteriormente son trasladados a su ubicación definitiva, para ser montados y desarrollar así la obra.

La principal ventaja que ofrece esta alternativa, respecto de los elementos ejecutados “in situ”, sería la calidad de los materiales y los acabados. Esto gracias a que los elementos prefabricados se producen en una planta con estrictos controles de calidad. En obra, únicamente se montan las piezas y los únicos problemas que podrían surgir, de acuerdo a los expertos, son desperfectos derivados del transporte de dichos elementos.

De esta manera, se reduciría significativamente el espacio necesario para acopio y producción de piezas en obra, así como el tiempo de ejecución del proyecto. Este hecho conllevaría que los costos globales de la obra también se reduzcan.

Asimismo, como la producción se realiza en un espacio donde las condiciones del entorno están controladas, la gestión de los residuos generados es substancialmente más eficaz. Si a este factor se añade el hecho que el consumo energético sería menor, se podría afirmar que la construcción industrializada se presenta como menos perjudicial para el medio ambiente.

Actualmente, existen prefabricados de distinto materiales y los de hormigón resultan uno de los empleados y que presentarían mayores ventajas. Ernesto Villalobos, gerente general de Preansa, cuenta que

“la confección, vaciado y fraguado del hormigón se realiza en condiciones óptimas y controladas, las que luego son transportadas por camiones y grúas de gran capacidad de carga para ser finalmente montadas y construir la obra”.

Villalobos explica que este método tiene una serie de beneficios, puesto que en una fábrica se puede producir hormigones de alta resistencia y realizar el proceso de pretensado, lo que permite diseñar vigas más livianas y con más capacidad de carga que una viga similar ejecutada in situ. “Los elementos prefabricados estructurales de hormigón duran más que los realizados in situ. La alta calidad de la mezcla de hormigón que se obtiene en condiciones industriales, produce un recubrimiento mucho más compacto y duro”, afirma.

Asimismo, el experto destaca que con este sistema se puede anticipar la confección de la del elemento constructivo; es decir, se puede estar trabajando en la fábrica en la producción de la estructura de hormigón, aun cuando en el terreno no parta ninguna actividad.

Por otro lado, Villalobos indica que una de las principales diferencias que existen entre un proceso tradicional con el prefabricado, es la industrialización. Y es que una estructura industrializada obedece a un estándar, está catalogada, lo que permitiría conocer muchas propiedades en forma teórica como su capacidad resistente, rendimientos de fabricación, rendimientos de montaje, recursos asociados y, por ende, su costo. “Al conocer su costo se puede optimizar el diseño en todos sus parámetros para buscar el menor costo y darle eficiencia a la obra”, enfatiza el experto. Junto con ello, prefabricar contribuiría a generar “menos impacto en el entorno de la obra, ruido, polvo, trabajadores, entre otras”, concluye.



Planificación y montaje

Para la ejecución del montaje, primero que todo se debe prestar especial atención a la planificación, pues es en este proceso donde se analiza el diseño de cada estructura. Por tanto, la primera recomendación antes de desarrollar la obra, es hacer una revisión de los elementos para luego ser montados correctamente. “Por ejemplo, las fundaciones de los pilares, que se realiza con una medición topográfica en detalle. Esto es fundamental para garantizar que los trabajos no se detengan por errores no detectados”, explica Villalobos.

De este modo, para el montaje propiamente tal, se deben considerar una serie de detalles según el tipo de pieza a montar: pilares, vigas, losas, costaneras, entre otras. Todas las piezas tienen matices en su colocación y fijación. Además el tipo de obra define en gran parte la forma en la que se montan las piezas.

De este modo, los principales procedimientos para un correcto montaje de un elemento prefabricado son:
Plano de montaje: Listado de piezas con largos y pesos, documentos que son antecedentes para la planificación de la obra. Estos son realizados en el proceso de ingeniería del prefabricado.

Secuencia de Montaje: Se indica el orden de montaje de la estructura, definiendo cada paso cronológico en adelante.
Programa de montaje de piezas por día o semana: Se lleva la secuencia a días en donde se adicionan los tiempos de labores anexas que están en la línea del proceso.

Programa de cargas: Documento que define en fechas la llegada de camiones a obra.

Transporte normal: Es aquel que no requiere ningún permiso especial y pasa a contratación para ejecución directamente, normalmente se utilizan camiones de 12 metros y 45 toneladas de peso bruto total. Es utilizado para piezas de hasta 12 metros y de aproximadamente 24 toneladas.

Transporte especial: Cuando el elemento tiene sobrepeso o sobredimensión se debe transportar en camiones o equipos especiales. En estos casos se tiene que realizar estudios de ruta, análisis de resistencia de puentes, planificación de escoltas policiales y solicitar todos los permisos asociados a la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas (MOP).

Selección de equipos de transporte especial: Existen varios tipos de equipos necesarios para cumplir con los límites por ley de pesos por eje, peso total, anchos, pendientes, radios de giro, entre otras.
Selección de grúas: Con el largo de la pieza, su peso y lugar donde pueden ser posicionadas las grúas, se puede determinar el radio de trabajo y carga límite, que define la grúa a utilizar.

Selección de personal: Según la dificultad del montaje se define el personal por experiencia y dominio en el tipo de elemento y grúa. Por ejemplo, es muy distinto montar estructuras para edificios que vigas de puentes.
Planificación de compras y materiales de montaje: Ver el suministro de todos los recursos a los montadores durante el montaje. Por ejemplo, mortero grout, gomas para apoyos, entre otras.

Montaje: En el plano de montaje se recomienda identificar todas las piezas y los procedimientos de ejecución de sus uniones. Luego se tiene que desarrollar un programa detallado de trasporte y montaje de piezas por código, siguiendo la secuencia de la instalación pactada con la obra, cuya suma de tiempo corresponde al plazo del montaje.

El montaje de prefabricado se realiza con 4 a 5 personas por frente. Cada frente dispone de una grúa telescópica, por lo que la selección de esta va a depender del peso, altura de montaje y radio de trabajo.

Recomendaciones

Una de las primeras recomendaciones es que el sitio de la obra cuente con una plataforma nivelada y compactada para recibir el peso de los camiones y grúas de montaje. Asimismo, se aconseja contar con accesos adecuados para los camiones que transportan los elementos prefabricados. Debe haber un área despejada de trabajos en el perímetro de la grúa.

La manipulación de prefabricados se debe trabajar con piezas de 1 ton a 120 ton, lo que representa maniobras de alto riesgo, es por ello que se requiere la supervisión de prevencionistas que velen por el cumplimiento del plan de calidad y cuidado de cada obra en particular.

Asimismo, se deben evitar trabajos de compactación con rodillos vibratorios en un radio aceptable para que no se generen vibraciones en la ejecución de uniones.

Los montadores tienen que ser certificados con exámenes periódicos de trabajo en altura y de salud.
Los operadores de grúas deben ser certificados con exámenes de manejo del equipo y de salud. Los montadores deben recibir la capacitación en la ejecución del montaje de cada pieza, conociendo cómo se manipula, qué ganchos de izaje se tienen que usar, qué capacidad de azas y estrobos o cadenas o eslingas tienen que utilizar y cómo debe ser su apoyo en acopios temporales en obra. Asimismo, los montadores tienen que estar capacitados en topografía básica para saber medir y ubicar en la obra cada pieza. Es decir llevar a terreno las medidas teóricas del plano de montaje.

Errores

Según expertos del rubro, uno de los errores más comunes en este proceso es tener un código mal ubicado en algún plano o también una falla de cota en los planos. Sin embargo, estos errores pueden ser evitados rápidamente ya que son observados rápidamente por la uniformidad de las piezas.

Otra dificultad se presenta cuando se encuentra una pieza con un vicio oculto u error dimensional no detectado en fábrica, lo que obliga a rehacer o reparar la pieza.

Para evitar lo anterior, se debe aplicar un control de calidad en las fábricas, lo que permite detectar y evitar muchos problemas en obra. Expertos afirman que, a diferencia de las obras in situ donde todos los problemas afectan en terreno, con medios limitados para actuar, causando retrasos y sobrecostos, el control de calidad en fábrica evita impactar a la obra y tiene mejores medios para solucionar los problemas de manera inmediata.

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Entrevista – Walter Brüning

“La penetración del hormigón es cada vez mayor en los proyectos de vialidad”

 

A fines del año pasado se dio a conocer el presupuesto 2017 del Ministerio de Obras Públicas (MOP). Luego de los trámites legislativos, la suma se aprobó, pero con una reducción del 2,7%, respecto de la de 2016, alcanzando un poco más de $2.285.313 millones.
De esa cifra, la Dirección de Vialidad es la unidad que consideró mayores recursos ($1.085.183 millones). Para las iniciativas de inversión, el monto asignado es cercano a los $982.538 millones, con recursos de arrastre, y nuevos por $176.597 millones. Del total, el 55% de los recursos para inversiones se destinará a la reposición y construcción de infraestructura vial.
En conversación con Revista Hormigón al Día, Walter Brüning, Director Nacional de Vialidad del MOP, analizó el actual pasar de su cartera en el país, cuáles son las necesidades de infraestructura y cuáles son los próximos desafíos que deben enfrentar.
¿Cuál es el estado del arte de la infraestructura vial en el país?
A corto plazo, y en lo que respecta al 2016, en términos de la inversión asignada a Vialidad, el año pasado fue de un éxito rotundo. Otra mirada es la de largo plazo. Durante los últimos 16 años la misión de Vialidad se ha mantenido inalterable. Nuestra visión; no obstante, ha tenido cambios y tiene que ver también con el crecimiento del país. Poco a poco se empieza a instalar el concepto de que Vialidad debiese avanzar en tener, sino toda, buena parte de la red de los 80 mil km que son casi 100 mil, (20 mil que son públicos y de uso público garantizado) pavimentada. Hoy hay regiones como la Metropolitana, en que la red de vialidad está pavimentada casi en su totalidad, la sexta y quinta regiones también se están acercando al 100%.


¿Cuál es el nivel de innovación y desarrollo que se está implementando?

En un período de 15 a 16 años, hemos innovado en aspectos técnicos y metodológicos. Me refiero, por ejemplo, a modificaciones normativas. En los primeros años de este siglo hubo una tendencia a modificar normas que luego fueron revertidas producto del terremoto de 2010. Luego del 27F, se instaló una tendencia de protección de los elementos estructurales como puentes, cuando hay sismos de cierta magnitud. Es por ello que en las normas técnicas ha habido cambios, materializados en el Manual de Carreteras, documento que todos los años lo actualizamos.
Otro punto no menor ha sido la metodología de evaluación de proyectos. Esta ha mutado hacia consideraciones de estándares que antes no podíamos incluir. Todos los proyectos de vialidad de inversión inicial, de cambio de estándar, mejoramiento, ampliaciones de capacidad, estaban sometidos a la metodología clásica de evaluación social, que considera la comparación en valor presente (lo que cuesta en el ámbito de la inversión social y las conservaciones de los proyectos), versus lo que gana el país como beneficio social. En el último tiempo, algo se ha logrado revertir en la zonas extremas la tendencia de costo beneficio por las de costo eficiencia.

INFRAESTRUCTURA

 

¿Cuál es la necesidad de infraestructura del país y cómo responde el Estado frente a ella?
Tenemos tres líneas de trabajo. La primera es la de las conservaciones globales, una red donde fundamentalmente hacemos acciones de conservación rutinaria, que es la que hay que hacer con frecuencia. Lo segundo es la conservación de la red vial, que es aquella conservación periódica que se debe ejecutar cuando el nivel de servicio se ha deteriorado y hay que restituirlo. Lo tercero es la administración directa de la gente de Vialidad que está haciendo conservación. Hasta el 2004, cuando cambió la modalidad de medición, teníamos rangos del orden del 90% de lo que se conoce como red pavimentada bajo una condición adecuada y del orden del 10% en condición mala a muy mala. Hoy, ese 90% ha subido a 95% y tenemos del orden de un 5% de caminos pavimentados en situación mala o muy mala.

Bajo ese panorama, ¿cuáles son las grandes obras que hay en desarrollo?
Las grandes obras de infraestructura, que a su vez son nuestros grandes desafíos para este año, son varias y todas de gran importancia para el desarrollo integral de la infraestructura vial de Chile. Una de ellas es la Ruta 7 Norte que está muy avanzada en una extensión de 600 km hasta Coyhaique. Y ya partimos con la Ruta 7 Sur, desde Coyhaique, pasando por Cerro Castillo, hasta Puerto Yungay, con los diseños del pavimento.
Otra megaobra es la Ruta Costera, a la cual se le dio fuerte auge a fines de los 90 y después vino un período de baja y ahora la estamos recuperando. Esta ruta, entre la VI, VII y VIII región, salvo la desembocadura del Itata, que está unida. Entre la VIII y la IX, tuvimos complicaciones, y de la VIII hasta el límite con la IX (Puerto Saavedra) sigue desarrollándose la obra. Nuestra intención es que en el mediano plazo la Ruta Costera, de Pisagua hasta Maullín, esté conectada. También tenemos en desarrollo la Ruta Cordillerana con la cual estamos avanzando hasta San Pedro de Atacama, en la parte sur se transforma en la Ruta Interlagos. Los primeros 400 km de la red Interlagos está llegando a su fin, de tal manera de comenzar la parte 2.

Y respecto de la conectividad, ¿cuál es la situación actual de los puentes?
Tenemos 7.000 puentes registrados, de ellos, poco más de 1.000 son los puentes grandes, y el resto se trata de puentes chicos de madera de 2 o 3 metros. Desde el punto de vista de su conservación, tenemos un catastro con actualizaciones periódicas junto con el desarrollo de análisis para la conservación futura del puente. En lo que se refiere a reposición, en el 2016 fue del orden de un 8% el presupuesto exclusivo para puentes, cerca de 60 mil millones de pesos en reposiciones y 20 mil millones para conservación.

Están trabajando en el desarrollo de dos megapuentes únicos en el país, ¿en qué etapa se encuentran?

Exacto. Tenemos dos grandes puentes, ambos con algún grado de complejidad. El Puente Chacao es uno de ellos. Estamos ante un puente inédito en Chile, por lo tanto, hay un aprendizaje que no estaba considerado y que lo estamos viviendo ahora. El tiempo que ha tardado el desarrollo de la ingeniería antes de materializarse, radica en que en las bases y ofertas del consorcio el tiempo asignado a la ingeniería era muy escaso respecto de la envergadura del proyecto, pero estimamos que dentro de este año debiese partir la obra. El otro caso es el puente basculante Cau-Cau en Valdivia, que hoy está más en el ámbito judicial que en lo técnico, porque en ese ámbito desde nuestro punto de vista está clarísimo lo que ocurrió. La obra tuvo dos problemas en la construcción. Lo primero fue que el sistema de levante falló porque se quebró uno de los vástagos. Lo segundo es que el tablero de la sección basculante estaba con problemas de construcción. Se construyeron dos iguales, por lo tanto, al unirlos y enfrentarlos hubo que restituirles el peralte de tal manera de dejarlo igual, y al hacer eso utilizaron un método de láminas de acero muy artesanal que no respondía a las normas mínimas. Ello hizo incumplir la condición inicial del tablero que es ortotrópico, lo que significa que su conjunto es estructuralmente soportante. Hoy hay que desarmar el puente, colocando tableros y sistemas de levante nuevos.

Respecto del hormigón, ¿que papel juega en las obras de vialidad? Entiendo que en Magallanes ya es una alternativa.
Claro, el hormigón siempre ha estado presente, casi en un 100% en las obras viales en la región de Magallanes. Por ello, y para poder competir en la inversión inicial, tuvo que reducir su espesor y losas. Las losas delgadas de hormigón se están acercando a los dos dígitos de porcentaje de participación en caminos básicos intermedios y caminos básicos por conservación. Logramos hace poco cambiar el modelo, esto es, cuando los caminos básicos por conservación y siempre que el camino completo mantenga el nivel de inversión máxima que ello nos permite, en cuestas podamos aplicar hormigón delgado. Por lo tanto, podemos decir que la penetración del hormigón es cada vez mayor en los proyectos de vialidad y, por lo tanto, también su participación. Las cifras al año 2016, sacando a Magallanes, equivalen a cinco proyectos en la cartera, lo que equivale a un 10 por ciento.