19 Feb 14

Recomendaciones arquitectónicas en los sistemas industrializados de vivienda

2 Comentarios »
Promedio de valoración
    5 / 5 (3 votos)
Tiempo de lectura 15 min

*Artículo escrito por el ingeniero Andrés Santamaría Gómez para el blog 360° en concreto.

El sistema industrializado de muros en concreto presenta grandes ventajas económicas y constructivas. Podemos referirnos en particular al aumento en la velocidad de construcción y a la reducción en costos directos de la ejecución de la obra. Sin embargo, las ventajas de los sistemas industrializados de vivienda pueden perderse cuando desde la concepción arquitectónica del proyecto no se tienen en cuenta las características del sistema constructivo que nos ocupa.

Infortunadamente, este sistema se ha considerado como un método que restringe a los arquitectos bajo argumentos que suelen plantearse como dificultades: que los muros portantes deben coincidir en todos los pisos, que es imposible demoler muros, que la densidad de ellos es relativamente alta. Más que restricciones arquitectónicas, el sistema plantea condiciones especiales que el arquitecto debe considerar para explotar al máximo sus ventajas y posibilidades, viendo en el concreto más que un material para levantar edificios, un material arquitectónico que puede aportar a su diseño.

Consideraciones estructurales 

En un mundo en que los desastres naturales son cada vez más frecuentes, la ingeniería ha desarrollado construcciones más seguras. La normatividad y las consideraciones estructurales para las nuevas edificaciones tienen cada vez mayor importancia y son más exigentes. La estructura de muros en concreto se comporta con mayor eficiencia que la estructura aporticada. Muchos de los elementos que en otros sistemas actúan únicamente como elementos arquitectónicos o de fachada, aquí pasan a integrar parte de la estructura.

 

Pie de Figura: Estructura de muros en concreto.

Archivo Asocreto

 

Pie de Figura: Estructura aporticada.

Archivo Asocreto

 

Desde el punto de vista estructural, el sistema industrializado de muros en concreto está concebido de manera que todas las cargas de placas se transmitan a los muros. Por esta razón, la distancia entre muros debe ser tal que el espesor de la placa no resulte demasiado alto, pues ello aumentaría considerablemente el peso de la estructura y, por ende, su costo. La distancia ideal está entre 3,0 m y 3,5 m para obtener espesores de placa de 10 cm con mínimas cuantías de refuerzo. Esta es una característica del sistema, pues es cierto que los muros deben coincidir en todos los pisos.

 

Pie de foto: Estructura de muros en concreto.

Crédito: Archivo Asocreto

 

Desde el punto de vista sísmico, las cargas en el sistema industrializado son absorbidas por los muros; por esta razón deben diseñarse suficientes elementos en cada sentido ortogonal de la edificación. Lo ideal es que –además de que haya suficiente cantidad de muros– la proporción en cada sentido sea similar. Esto reduce significativamente los esfuerzos de torsión de la estructura y por lo tanto la cantidad de refuerzo requerida.

Estas consideraciones no deben tomarse como restricciones, ya que arquitectónicamente se aprovecha mejor el espacio al no tener elementos que se interpongan en el área concebida desde el comienzo. Por ejemplo, lograr un mejor amoblamiento en espacios menores, obteniendo áreas utilizables en su totalidad ante la ausencia de columnas, como las que están presentes en el  sistema convencional.

 

Pie de Figura: Planta de una estructura de muros en concreto.

Archivo Asocreto

 

Pie de Figura: Planta de una estructura aporticada.

Archivo Asocreto

 

Consideraciones arquitectónicas 

Los muros de concreto requeridos en el diseño estructural que forman parte de las fachadas, y que por lo tanto van en concreto, plantean para el arquitecto una posibilidad más de inspiración dado que él debe buscar y explotar todas las ventajas que brinda un material tan noble como es el concreto. No tendría sentido construir una fachada en concreto para recubrirla con pintura o con enchapes. Hay que aprovechar las bondades del concreto en cuanto a forma, moldeabilidad, textura y color, para lograr una fachada en concreto a la vista, convirtiendo en fortalezas arquitectónicas las exigencias de la técnica.

 

Pie de foto: Fachada de concreto a la vista.

Crédito: Archivo Asocreto

 

Con independencia de los aspectos constructivos o económicos, y teniendo en cuenta los puntos arriba expuestos y la necesidad estructural de construir muros en las dos direcciones ortogonales, hay la posibilidad de tener muros estructurales en la fachada. Así las cosas, nada mejor que manejar el concreto con honestidad, mostrándolo tal y como es y explotando sus bondades y características, en contravía de la tendencia a utilizar materiales tecnológicamente avanzados para buscar la imitación de algún material natural.

 

Pie de foto: Fachada de concreto arquitectónico.

Crédito: Archivo Asocreto

 

Resulta inconveniente pañetar o a enchapar con ladrillo las fachadas. Tanto el pañete como el enchape son procesos adicionales a la fundida del concreto y, por lo tanto, están relacionados directamente con costos adicionales, con más tiempo de ejecución de la obra y mayor peso de la estructura. Esto sin entrar a detallar los problemas técnicos del anclaje de los enchapes en fachadas de concreto de edificios en altura, con los consiguientes riesgos de desprendimientos por cambios de temperatura, por humedad o por movimientos sísmicos a los que está expuesta una fachada.

Para lograr una “estructura arquitectónica” se pueden explotar las características de color, forma y textura del concreto. Con un mismo material, y tenido en cuenta estas tres particularidades, el arquitecto puede satisfacer su creatividad.

El color es determinante desde los puntos de vista estético y comercial. El cliente final debe percibir el trabajo de las fachadas en concreto como un todo arquitectónico y no como partes autónomas que podrían interpretarse como si fueran de una obra inconclusa. El concreto de color está normalmente considerado como material de alto costo debido a que el color se obtiene con arenas y agregados especiales (mármol, por ejemplo) o con elementos químicos caros que contradicen uno de los objetivos de la industrialización como es la reducción de costos. Por esta razón, al buscar un concreto de color “económico” debe acudirse a los recursos de la región (arenas y agregados) y hacer diferentes muestras con varios tipos de arena, mezclándolas entre sí y, si es el caso, con diferentes proporciones de cemento gris y blanco. Esto da una variada gama de grises, amarillos, terracotas y blancos.

Una vez definido el color base de las mezclas realizadas –y sin desconocer que se está trabajando con materiales naturales y por lo tanto únicos e irrepetibles de esta receta– debe elaborarse una fórmula precisa para garantizar la homogeneidad del color, con cantidades y calidades definidas de todos y cada uno de los agregados requeridos, como arenas y gravas.

Al elegir la forma y la textura es fundamental que se incluya el tipo de formaleta que se va a utilizar, teniendo en cuenta el proceso constructivo. Respetando la importancia que tiene el control presupuestal, hay que buscar, en lo posible, texturas que no exijan procesos adicionales (abujardado). Por el contrario, debe pensarse en texturas que faciliten el proceso de descimbre de la formaleta, unión entre una carga y otra, juntas constructivas que permitan que el concreto quede “terminado” una vez sea retirada la formaleta, sin necesidad de maquillajes o reparaciones posteriores.

Planeación del proyecto 

Buena parte del resultado final del proyecto depende de una rigurosa ejecución de la obra; sin embargo, la planeación arquitectónica es fundamental para el exitoso resultado final.

Aunque es fundamental la integración y coordinación previa de todos los participantes (diseño arquitectónico, diseño estructural, proveedor y diseño del concreto, proveedor y diseño de las formaletas), en el proceso inicial es muy importante trabajar de la mano con el proveedor de formaletas, conociendo sus características, para poder aprovecharlas al máximo. De la mejor utilización del equipo que se vaya a emplear en la construcción depende en buena parte el resultado económico del proyecto. Sea cual sea el tipo de formaleta que se vaya a utilizar, debe buscarse el mejor empleo de las piezas, ajustando en lo posible las dimensiones del proyecto a las medidas recomendadas por el fabricante. En equipos manoportables, por ejemplo, es bueno buscar que el proyecto se ajuste a la pieza estándar más grande que se fabrique. Con esto se obtienen muchísimas ventajas:

  • La pieza más económica por metro cuadrado es la más grande que se pueda fabricar, y puede aportar un ahorro importante en el valor total del equipo. Los ahorros que se logren aquí pueden ayudar a mejorar otros aspectos del proyecto, para los cuales no habría presupuesto si al equipo no se le saca el máximo provecho. No tiene sentido gastar parte del presupuesto en rubros que nada significan para el proyecto desde los puntos de vista arquitectónico, comercial o técnico.
  • Al reducir el número de paneles para armar un apartamento, disminuye el número de piezas que se deben armar diariamente para cada fundida. Como se ve en la tabla 5.1, un panel de muro de 90 cm de ancho tiene en promedio 10,19 piezas de armado/m2, mientras que un panel de muro de 30 cm de ancho tiene en promedio 27,78 piezas de armado por m2. Es decir un 173% más de piezas. Esto se traduce en más tiempo de armado y/o mayor cantidad de personal, que finalmente equivale a presupuesto más alto.

 

Pie de tabla: Componentes por panel según el espesor del panel del muro.

Archivo Asocreto

 

  • Además del costo del equipo, el mayor número de piezas puede significar un descuido en la calidad de la estructura. Normalmente el personal de armado se calcula por m2 de área de formaleta que debe armar y no por el número de piezas que debe armar cada cuadrilla. Como el tiempo está medido, el proceso de armado va a requerir más tiempo del que se dispone y el ajuste de los elementos no va a ser el mejor. Adicionalmente, entre más piezas sea necesario ajustar, mayor probabilidad de error existe.

 

Por otro lado, en lo posible deben evitarse los recintos pequeños armados con formaleta en su totalidad. No todos los muros tienen que ir en concreto; en el sistema túnel sólo se funden los estructuralmente indispensables. Está comprobado que los espacios pequeños –baños, por ejemplo– requieren muchas piezas pequeñas para ajustarse a las medidas reducidas. Esto implica mayor cantidad de mano de obra y un engorroso proceso de descimbre. Las piezas que se utilizan en estos espacios tienen menor vida útil puesto que sufren mucho durante las operaciones de descimbre. Finalmente, es preferible reemplazar algunos muros y hacerlos en otra etapa o en otro material, para mejorar así el ritmo de construcción, aumentar la vida útil de la formaleta y dar más calidad a la obra. Otro punto importante a considerar en el proceso de diseño del proyecto es la utilización del equipo en cada fundida. Cuando hay diferentes tipos de apartamentos debe pensarse en la manera de estandarizar alguna parte de ellos. En un proyecto como el que se muestra a continuación, con apartamentos de 80 y 100 m2, se logró estandarizar la zona de alcobas y baños, cambiando únicamente la zona social y de cocina.

 

Pie de Figura: Planta de apartamento 80 m2

 

Pie de Figura: Planta de apartamento 100 m2

 

Esto beneficia sin lugar a dudas el costo total del equipo y mejora significativamente la curva de aprendizaje en el proceso de armado de la formaleta. La parte “estándar” es más rápida de armar que el resto, ya que se repite todos los días.

Un aspecto que no siempre se tiene en cuenta en el proceso de diseño es la utilización de la formaleta en cada fundida. La formaleta debe servir para fundir los distintos apartamentos del proyecto, en las diferentes localizaciones dentro del edificio. Muchas veces el apartamento es exactamente igual desde el punto de vista arquitectónico, pero muy diferente desde el punto de vista constructivo.

En un proyecto como el que vemos a continuación, los cuatro apartamentos son exactamente iguales. Aquí, dependiendo de la localización dentro del edificio, hay pequeñas variaciones. Los dos apartamentos superiores son similares, pues colindan con el vacío central. Sin embargo, el inferior derecho colinda con el ascensor y el inferior izquierdo colinda con la escalera. Esto hace que el despiece de la formaleta deba hacerse teniendo en cuenta las condiciones más exigentes, con mayores restricciones, para que el equipo se pueda utilizar en todos los casos.

 

Pie de Figura: Planta proyecto (cuatro apartamentos)

 

El caso que se presenta es sencillo y depende más de la asesoría del fabricante del equipo que del arquitecto en sí. Sin embargo hay casos como el que se ilustra en el esquema siguiente donde, a pesar de existir únicamente dos tipos de apartamento por piso, se hizo la tarea de estandarizar la zona de alcobas. Las condiciones de borde de cada apartamento son del todo diferentes. En un caso los apartamentos tipo A y tipo B colindan entre sí, y en el otro cada uno de ellos está rodeado por placa de circulación y fachada. Esto hace que sea muy difícil plantear la forma en que debe rotar la formaleta y aumenta las posibilidades de error y, por lo tanto, de improvisación en la obra.

 

Pie de Figura: Apartamentos y placa de circulación

 

Continuando con los aspectos importantes a tener en cuenta desde el diseño arquitectónico, hay otras consideraciones menos evidentes pero también relacionadas con el proceso constructivo y encaminadas a lograr una obra impecable. Por las características mismas del proceso, es necesario pensar de antemano en la forma de manejar las juntas constructivas que necesariamente aparecen entre una fundida y la siguiente porque el molde no es perfectamente estanco o porque el color de los dos concretos, fundidos en tiempos diferentes, no es exactamente igual. Estas juntas son horizontales en la unión de un piso con el siguiente, y verticales en la unión de un apartamento con su vecino del mismo piso. Para disimular esas uniones entre las dos fundidas hay que pensar en un elemento de transición entre ambas fundidas. Este diseño debe contemplar el movimiento de la formaleta durante las operaciones de desencofrado, para que no desportille el concreto fresco en el momento de retirar el molde.

Además, el empate entre la formaleta y el concreto fraguado de la carga anterior debe ser lo más ajustado posible para evitar la fuga de pasta. Esta fuga de pasta deja a la vista el agregado grueso de la mezcla, que normalmente es de color diferente al de la mezcla de agregado fino y cemento, y por lo tanto da lugar a una reparación posterior que necesariamente se va a notar con el tiempo. Un ejemplo de esta junta son las dilataciones triangulares, que permiten el movimiento circular del molde en el momento de desencofrar sin afectar negativamente la superficie recién fundida. El empate entre la formaleta y el concreto fundido anteriormente se efectúa uniendo la mitad del triángulo, lo que asegura la continuidad del concreto en la fachada. En el proceso constructivo se debe buscar que la unión en estas juntas constructivas tenga la mayor precisión posible, si es necesario ayudándose de elementos flexibles que sellen la junta en el proceso de fundida. Si hubiera una fuga de masilla, el concreto en la base del muro puede cambiar de color y manchar además la mezcla que está justo debajo del que se está fundiendo.

 

Pie de Figura: Detalle junta constructiva

 

Por otro lado están las juntas falsas, que no tienen papel constructivo alguno. Su función básica es arquitectónica y de apariencia. Estas juntas pueden tener múltiples formas ya que no están marcando una junta constructiva o estructural determinada. Son importantes en la planeación arquitectónica del proyecto porque ayudan a disimular algunas imperfecciones en el proceso constructivo y a mantener la fachada en el tiempo. Las juntas falsas horizontales logran que lo que se lee como un panel no sea demasiado grande, disimulando así las pequeñas variaciones de color entre una fundida y otra, incluso entre el concreto de la parte baja y la parte alta de un mismo muro, que tienen tiempos de fraguado diferentes y pequeñas variaciones de tono. Como sucede con el ladrillo, donde las piezas tienen tonos diferentes, el pequeño tamaño de cada pieza hace que el conjunto se vea de color homogéneo. Por otro lado están las juntas falsas verticales que se utilizan para encauzar por ellas las aguas lluvias y evitar que manchen la fachada.

 

Pie de foto: uso de juntas falsas para encauzar el agua lluvia

Crédito: Archivo Asocreto

 

El manejo de los antepechos merece especial cuidado: por ser de altura significativamente distinta con relación a los otros muros del edificio, es de esperarse que con el tiempo se presenten fisuras verticales entre los antepechos y los muros. Para evitar que estas fisuras se marquen en el estuco y en la fachada, debe preverse una junta vertical que libere el movimiento de los dos elementos entre sí. Pero para impedir el volcamiento y garantizar la estabilidad de los antepechos, se deben asegurar a los muros a través de pasadores que van fundidos en el muro, pero engrasados en la parte introducida en el antepecho, para permitir su libre movimiento. Teniendo en cuenta que el descimbre de los antepechos se realiza después de que los muros principales ya están fundidos, el movimiento de la formaleta es diferente. No es lo mismo diseñar una junta vertical que una junta horizontal.

 

Pie de Figura: Detalle de pasadores fundidos en el muro

 

La formaleta que se utilice requiere una manera de amarrar los paneles entre sí, es decir que necesariamente van a presentarse pasadores o corbatas que aparecerán en la fachada.

Si se tienen en cuenta desde la planeación de la obra con el fabricante de la formaleta, se pueden aprovechar favorablemente desde el punto de vista arquitectónico, teniendo en cuenta la forma y separación entre sí. Es importante recordar que cada panel puede tener una posición diferente, dependiendo del apartamento que se esté fundiendo (el primero del piso, o el cuarto).

 

Pie de foto: Detalle de pasadores fundidos en el muro

Crédito: Archivo Asocreto

 

En conclusión, las posibilidades arquitectónicas en los sistemas de muros en concreto, cuando se sabe explotar las características del material, son definitivamente más amplias que sus restricciones. El éxito del proyecto depende de una planeación adecuada, coordinada con los proveedores del concreto y de la formaleta y con el cliente, sin sacrificar las ventajas estructurales y económicas que brinda el sistema constructivo.


Promedio de valoración
    5 / 5 (3 votos)

Sobre el autor

Omar Javier Silva Ingeniero Civil Ciudad: Bogotá País: Colombia

Mi primer acercamiento con el concreto lo encontré de niño en uno de mis hobbies: los carros. Sabía que el concreto lo llevaban en unos camiones muy grandes, con algo atrás que daba vueltas. Esos vehículos siempre despertaban mi interés, además de que mi abuelo era ingeniero civil, constructor, y tal vez el concreto venía en la sangre... Soy ingeniero civil de la Pontificia Universidad Javeriana, con especialización en Tecnología de Construcción de Edificaciones de esa misma universidad. Desde el año 2007 estoy vinculado con la Asociación Colombiana de Productores de Concreto – Asocreto-, donde me desempeño como Jefe de Publicaciones.


54.166.228.35

2 Responses to Recomendaciones arquitectónicas en los sistemas industrializados de vivienda

    Carlos García A. says:

    Buen día,

    Para este sistema que tipo de recomendación existe para el tratamiento de juntas?
    En sistemas aporticados se recomienda dejar la junta al tercio de la luz con corte a 45°, en este sistema se deja un voladizo en la losa?

    Gracias

    Responder a este comentario

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *



Archivo

En julio tenemos previsto hacer algunas actualizaciones en el diseño de la experiencia de esta sección.

Pronto podrás disfrutar de una plataforma renovada para aprender, compartir y crear nuevo conocimiento.