Categoría: edificación

Plataformas suspendidas de nivel variable: andamios colgados

Figura 1. Andamio colgante motorizado. https://www.alba.es/productos/elevacion/andamios-colgantes/electricos/p/andamio-colgante-electrico/

Se denomina plataforma suspendida de nivel variable o andamio colgado, al medio auxiliar compuesto por una plataforma de trabajo horizontal que cuelga mediante cables de acero de un elemento de sujeción resistente, conocido como “pescantes”. Son cables de seguridad que permiten que el andamio completo se desplace verticalmente, permitiendo movimientos verticales mediante un mecanismo de elevación y descenso llamado “aparejo elevador”. Estas plataformas se anclan en niveles superiores y permiten trabajar a diversas alturas. La unión de varias plataformas permite crear andamios con una longitud máxima de hasta 8 m; en este escenario, las plataformas conectadas compartirán el cable, la trócola y el pescante de suspensión.

Los andamios colgados, dentro de la categoría de andamios exteriores, se caracterizan por su complejidad, compuesta por una o varias plataformas de trabajo según el tipo, un sistema de sujeción que garantiza la estabilidad y resistencia, un acceso seguro a las plataformas y elementos de seguridad esenciales para proteger a los operarios, al entorno y a terceros usuarios.

Estas plataformas se utilizan para el desplazamiento vertical a lo largo de las fachadas, lo que permite a los operarios acceder a todos los puntos exteriores de edificios, puentes, chimeneas, etc., para llevar a cabo una variedad de tareas en altura. Son comúnmente empleadas en trabajos como el revestimiento de fachadas, la rehabilitación de edificios y otros proyectos relacionados con trabajos en altura. La instalación de estos andamios es bastante compleja, ya que requiere una consideración minuciosa tanto del peso que la estructura puede soportar como del estado de la superficie de apoyo. Por esta razón, se recomienda encarecidamente confiar en profesionales para su montaje.

Las ventajas de optar por un andamio colgante son numerosas, especialmente en los contextos específicos para los que están diseñados. Entre las más destacadas se encuentran la regulación de alturas, el uso de una sola plataforma de trabajo, la mínima interrupción en la obra, la ausencia de anclaje a la fachada para preservar su integridad, y la ocupación reducida de espacio en la fachada para evitar molestias a los ocupantes del interior. Sin embargo, las desventajas incluyen su limitación en condiciones climáticas adversas, que podría comprometer su estabilidad y seguridad, su idoneidad solo para fachadas lisas y su falta de versatilidad como dispositivo.

Existen dos tipos de andamios colgados móviles según el mecanismo de elevación: aquellos de accionamiento manual y los de accionamiento motorizado mediante un motor eléctrico. Los componentes esenciales de estos andamios incluyen los pescantes, los cables, los sistemas de elevación y la propia plataforma de trabajo.

En el accionamiento manual, su sistema de unión articulado permite que todos los aparejos de cable trabajen con cargas uniformes. El modelo articulado, si por cualquier circunstancia cediera el anclaje del gancho del aparejo del cable o se rompiera el propio cable, existen unos topes o apoyos de seguridad dispuestos en los puntos de suspensión o articulación de las plataformas, de modo que las tiras extremas quedarían rígidamente posicionadas, evitando así que se produjera el accidente por caída del operario.

Figura 2. Andamio colgante de accionamiento manual. https://www.accesus.es/producto/andamio-colgante-basic/

Las plataformas suspendidas motorizadas constan de los siguientes componentes:

Aparejos eléctricos: Estos motores tienen la capacidad de soportar cargas de hasta 800 kg y están equipados con un freno-reductor manual que se utiliza en situaciones donde no hay suministro eléctrico disponible. Los andamios colgantes eléctricos emplean cables que permiten llevar a cabo trabajos a alturas significativas, y cuentan con cables de seguridad y dispositivos anticaídas adicionales para garantizar la seguridad del usuario. La velocidad de ascenso y descenso de estos aparejos alcanza aproximadamente los 7,7 m por minuto. Además, estos dispositivos están equipados con un sistema de protección contra sobrecargas que limita su capacidad, evitando el movimiento del andamio en caso de exceder dicho límite.

Pescantes: Es la pieza longitudinal, de sección adecuada, encargada de suspender la plataforma de trabajo. Estos elementos se contrapesan de forma segura mediante contrapesos adecuados, dependiendo de la configuración de trabajo requerida. Los pescantes son ajustables tanto en longitud de voladizo como en distancia entre ruedas, y existen varios tipos según la superficie donde serán instalados. Esto incluye el pescante telescópico móvil para ubicaciones como tejados, pescantes móviles diseñados para puentes, y pescantes específicos para muros equipados con un sistema de mordazas.

Plataformas suspendidas: Estas plataformas son módulos de 2 m y 3 m de longitud, fabricados en aluminio, y tienen la capacidad de ensamblarse desde los 2 m iniciales hasta alcanzar una longitud máxima de 16 m. Además, ofrecemos plataformas de 1 m y una variante esquinera diseñada para configuraciones en ángulos que varían desde 90° hasta 165°, lo que le otorga una notable versatilidad. La plataforma eléctrica colgante se compone de elementos que se conectan entre sí mediante un sistema de fijación rápido y sencillo.

Figura 3. Partes de un andamio colgante motorizado

El sistema de unión articulado de las plataformas permite que todos los aparejos de cable trabajen con cargas uniformes. El modelo articulado, si por cualquier circunstancia cediera el anclaje del gancho del aparejo del cable o se rompiera el propio cable, existen unos topes o apoyos de seguridad dispuestos en los puntos de suspensión o articulación de las plataformas, de modo que las tiras extremas quedarían rígidamente posicionadas, evitando así que se produjera el accidente por caída del operario.

Figura 4. Comportamiento de las plataformas articuladas en función del tipo de avería.

Al trabajar con andamios colgantes, es crucial tener en cuenta una serie de aspectos de seguridad. La instalación de estos andamios es fundamental, no solo para prevenir colapsos, sino también para eliminar cualquier posibilidad de desplazamiento accidental. Es esencial realizar una verificación minuciosa de los puntos de anclaje y evaluar el estado del terreno. En el caso de andamios colgantes móviles, los operarios deben estar familiarizados con su uso y cumplir con las normativas correspondientes. Se debe evitar el montaje con piezas o componentes no estandarizados, y se deben eliminar elementos salientes que puedan generar situaciones de peligro. El empleo de arneses, cascos y otros equipos de seguridad es imprescindible para garantizar la seguridad en trabajos en altura.

Os dejo algunos vídeos que explican el este tipo de andamio.

Os dejo las normas NTP 530 y NTP 531 de andamios colgados móviles.

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Referencias:

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Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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Plataforma de trabajo desplazable sobre mástil: el andamio de cremallera

Figura 1. Andamio de cremallera de doble mástil. Imagen: V. Yepes (2023)

Una plataforma elevadora de desplazamiento sobre mástil es el equipo auxiliar diseñado para facilitar el traslado vertical de una o más personas, así como de sus respectivos equipos y materiales de trabajo, hasta el lugar donde se llevarán a cabo las labores correspondientes, todo ello a través de un único punto de acceso. Estas plataformas se consideran equipos temporales de trabajo, dado que se instalan de forma transitoria y se retiran una vez completadas las tareas para las cuales se han implementado.

Es fundamental destacar que estas limitaciones diferencian a este equipo de los montacargas para edificación, ya que estas últimas están diseñadas para comunicar niveles definidos y están sujetas a otras normas. Además, no está diseñado para efectuar operaciones de tiro o empujes laterales y horizontales. No obstante, la estabilidad del conjunto frente al vuelco por fuerzas horizontales, como la del viento, se garantiza mediante el anclaje necesario de estos mástiles a la estructura del edificio.

Estos equipos de trabajo son conocidos comúnmente como “andamios de cremallera” debido a su composición. Esta estructura auxiliar está formada por plataformas metálicas adosadas a guías laterales dispuestas a lo largo de torres tubulares sobre las que se puede ascender o descender mediante motor eléctrico.

Se componen por uno o más mástiles, cada uno instalado en un carro base, equipados con un sistema de piñón y cremallera que se extiende a lo largo de la columna. Lo habitual es que sean del tipo simple o “monomástil”, o bien doble o “bimástil”. Este sistema posibilita el desplazamiento del chasis o grupo elevador, al cual se encuentran conectadas una o más plataformas de trabajo. También existe la opción de emplear plataformas de trabajo multinivel, en las cuales dos o más plataformas se desplazan sobre el mismo mástil. No obstante, es importante mencionar que el uso de este tipo de plataformas no está muy extendido.

Figura 2. Andamio de cremallera de un solo mástil. https://www.alba.es/productos/elevacion/elevacion-cremallera/plataformas-trabajo/p/pec-120/

Debido a su versatilidad, estas plataformas, que pueden variar en longitud y adaptarse en profundidad, permiten llevar a cabo una amplia gama de trabajos. Sus aplicaciones abarcan desde el revestimiento de fachadas y trabajos exteriores hasta la restauración, el mantenimiento y la rehabilitación de edificios, sobre todo con grandes alturas. Además, facilitan el transporte vertical de personas y materiales de manera rápida y sencilla.

Los andamios de plataforma elevadora sobre mástil se emplean en las siguientes circunstancias:

  • Cuando se cuente con una superficie de apoyo adecuada en la parte frontal del elemento constructivo para el cual se va a instalar el andamio.
  • Cuando sea factible anclar los mástiles a la estructura del edificio, siempre que esta tenga la capacidad de soportar la tracción necesaria y sea accesible.
  • Cuando la tarea a realizar desde el andamio sigue un proceso de construcción lineal, evitando la necesidad de que varios trabajadores operen simultáneamente en diferentes niveles en la misma vertical.

Por lo tanto, estos andamios se utilizan principalmente en proyectos de construcción nueva, especialmente para la edificación de cerramientos verticales exteriores y configuraciones de fachada relativamente simples.

Pueden tener hasta 100 m de altura, 33 m de ancho y hasta 1500 kg de carga. La velocidad de elevación puede ser de hasta unos 10 m por minuto. No obstante, los andamios monomástil generalmente admiten una plataforma de trabajo de hasta 10 m de longitud en total, distribuida equitativamente, con un máximo de 5 m a cada lado del mástil central. En el caso de los andamios bimástil, sus dos mástiles se ubican a una distancia de 15 m entre sí, lo que permite soportar una plataforma de trabajo de hasta 25 m.

En situaciones excepcionales, es posible montar plataformas sobre tres mástiles, aunque esta configuración no es común. En cualquier caso, los mástiles estarán separados entre sí por un máximo de 15 m y las extensiones desde los mástiles extremos no superarán los 5 m hacia el exterior.

Partes de los andamios de cremallera:

  • Base: Esta parte está conformada por una estructura tubular que proporciona soporte a la primera sección del mástil. Con el objetivo de asegurar una capacidad de carga segura, incorpora un gato de apoyo central y cuatro estabilizadores giratorios que aseguran una nivelación adecuada de la máquina. La base puede ir equipada con cuatro ruedas giratorias cuya función se limita a posicionar el conjunto sobre el terreno y facilitar el desplazamiento del andamio en obra. Además, es posible que la base incluya un chasis móvil, que consiste en una base o chasis remolcable con ruedas incorporadas. Este chasis móvil, además de cumplir las funciones mencionadas para el chasis fijo, permite el transporte del andamio.
  • Mástil: Los mástiles se componen de módulos fabricados con tubos cuadrados que se ensamblan para formar secciones triangulares, fortalecidas con varillas redondas. A lo largo de todo el mástil, se encuentra un sistema de cremallera, con la excepción del último módulo, el cual carece de ella para prevenir cualquier posibilidad de que la plataforma se desplace en caso de una eventualidad en la seguridad.
  • Plataformas: Parte de la instalación que se desplaza verticalmente y sobre la que se transportan las personas, el equipo y los materiales y desde la que se realiza el trabajo. Estas están constituidas por grupos modulares con longitudes aproximadas de 1,5 m, los cuales se unen mediante tres bulones. Además, cuentan con un suelo de chapa antideslizante y barandillas de seguridad para evitar caídas.
  • Motor: Se trata de un motor eléctrico trifásico que se ubica debajo de la plataforma de trabajo, con un motor por cada mástil. Su control se efectúa desde el panel de mandos localizado en el interior de la propia plataforma de trabajo.
  • Chasis: Se trata de una estructura tubular que alberga los motorreductores, equipados con freno eléctrico y de emergencia, que es independiente del anterior.
  • Anclajes: Son de aplicación obligatoria para todos los tipos de andamios, incluyendo aquellos que superen una altura total de 3 m. En el caso específico de los andamios de mayor altura, los anclajes de los mástiles a la estructura del edificio se realizan mediante piezas tubulares rígidas que garantizan la estabilidad en dos direcciones. Se debe mantener una separación vertical máxima de 6 m entre dos anclajes consecutivos.

Os dejo un vídeo sobre plataformas por cremallera, de la empresa Alba-Macrel Group.

Os dejo algunas medidas de seguridad y salud en este tipo de medio auxiliar y un vídeo explicativo que espero os guste.

A continuación os dejo algún vídeo más al respecto.

Os dejo también un texto de la profesora Inmaculada Oliver Faubel, de la Universitat Politècnica de València, para ampliar detalles sobre este medio auxiliar.

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Referencias:

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Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Un concepto a tener en cuenta en la ingeniería: las estructuras biónicas

El otro día estuve escuchando en Radio Nacional una entrevista muy interesante que hizo el periodista Miguel Ángel Domínguez sobre “arquitectura biónica” a la arquitecta y catedrática Rosa Cervera. La podéis escuchar en este enlace: https://www.rtve.es/play/audios/la-entrevista-de-radio-5/entrevista-radio-5-rosa-cervera/6828542/

Me resultó especialmente interesante el contenido del concepto de biónico, que yo asociaba a “brazos biónicos” o robótica. Sin embargo, mucho de lo que recoge este concepto está íntimamente relacionado con nuestras líneas de investigación: optimización, sostenibilidad, arquitectura amigable, estructuras robustas, modernos métodos de construcción, nuevos materiales, diseño paramétrico, BIM, etc.

Este concepto de emular las formas y eficiencia de la Naturaleza no es nuevo. Basta retrotraerse a la arquitectura de Gaudí para ver ese alejamiento de las líneas rectas, de lo artificial. En efecto, la arquitectura biónica es un enfoque de diseño y construcción que se inspira en formas naturales, alejándose de diseños rectangulares tradicionales. Surgió en el siglo XXI, destacando la practicidad y adoptando esquemas orgánicos de curvas y estructuras biológicas. Se opone a enfoques convencionales, buscando justificaciones estéticas y económicas. Se basa en la ciencia biónica, nacida en los años 60, que estudia organismos naturales para innovaciones industriales. La arquitectura biónica construye edificios inspirados en formas naturales, predefinidas y aplicadas con técnicas constructivas.

La arquitectura biónica se diferencia de la tradicional en varias áreas. Sus edificios son compactos y bioclimáticos, aprovechando la energía solar, con aislamiento térmico y acristalamiento doble. Presentan equipamiento especial como ventilación de doble flujo y calefacción solar. La cimentación imita raíces de árboles, otorgando aislamiento y resistencia sísmica. Las estructuras son flexibles y resistentes, inspiradas en formas orgánicas. Además, incorporan membranas interiores que regulan aire y luz natural.

En España, destaca, junto con Rosa Cervera, el arquitecto Javier Gómez Pioz. Ejemplifica esto con obras notables, como las torres inspiradas en la estructura de vértebras de peces en Calcuta. Pioz también lidera un ambicioso proyecto de la Torre Biónica en Shanghái, una megaestructura vertical de 1.228 m basada en principios biónicos. La adaptación y recuperación de construcciones existentes bajo estos principios también son resaltadas. Este enfoque desafía la arquitectura tradicional y plantea preguntas sobre la vida en ciudades verticales, pendientes de su aprobación.

Torre Biónica de Shangai. https://nanarquitectura.com/2021/05/05/la-arquitectura-bionica-y-su-equilibrio-con-la-naturaleza/18362

Todo ello nos lleva, directamente, a tener que empezar a definir un nuevo concepto: ingeniería biónica, hermanada con las estructuras de la arquitectura homónima. La ingeniería biónica se basa en los mismos principios que la arquitectura biónica, pero aplicados al diseño y desarrollo de soluciones ingenieriles. Se inspira en las formas, estructuras y procesos naturales para crear tecnologías y sistemas más eficientes y adaptativos. Al igual que en la arquitectura biónica, se busca mejorar la practicidad y la sostenibilidad al incorporar la eficiencia y la flexibilidad de la naturaleza en diseños industriales y tecnológicos. La ingeniería biónica aborda desafíos tecnológicos desde una perspectiva biológica, buscando soluciones innovadoras que optimicen el rendimiento y se adapten a entornos cambiantes. De esta forma, hay que empezar a pensar en puentes biónicos, urbanismo biónico, infraestructuras biónicas, etc. Un buen debate abierto.

Os dejo algunos vídeos donde se discuten estas ideas. Espero que os sea de interés.

https://www.youtube.com/watch?v=xrlNIMz8lx8
https://www.youtube.com/watch?v=kU2qOgKXH0Y

Encofrados desechables de cartón para columnas y pilares

Figura 1. Encofrado desechable de sección cuadrada y rectangular. https://www.grupovalero.com/productos/soluciones-constructivas/encofrados/cuadrado/

Los encofrados desechables de cartón son la elección ideal para la construcción de columnas y pilares, especialmente cuando tienen forma redonda, aunque también sirven para formas cuadradas o rectangulares (Figura 1). Están disponibles en una amplia variedad de diámetros, que van desde 150 hasta 1300 mm, y alturas que oscilan entre 3 y 12 m, presentando un espesor de 9 mm.

Su creciente popularidad en el ámbito de la construcción se debe a la excelente calidad del acabado que proporcionan. Existen dos tipos de acabado interior: el estándar, que muestra una espiral inherente a la fabricación del encofrado, y el liso, donde el interior está revestido con bandas de K.A.P. (papel Kraft, aluminio y polietileno) para evitar juntas, logrando así una superficie completamente lisa en el pilar.

El desencofrado es un proceso rápido, con un tiempo promedio de un minuto, y permite realizar ajustes mediante simples cortes y adiciones con un serrucho y cinta adhesiva. Además, su ligereza facilita su manipulación sin esfuerzo, pudiendo manejarse el molde por una persona y sin ayuda de grúas. Los encofrados desechables pueden dejarse en su lugar durante un período prolongado para facilitar el curado y el aumento de la resistencia del concreto antes de su remoción.

En cuanto a las opciones disponibles, destacan:

  1. “Gran diámetro”: una serie de encofrados circulares desechables diseñados para diámetros de 650 a 1500 mm.
  2. “Cuadrado”: un sistema de encofrado para pilares con secciones cuadradas o rectangulares, obtenido mediante la combinación de un contramolde exterior cilíndrico y un molde interior de poliestireno expandido. La altura estándar es de 3 o 4 m, y las secciones pueden ser de cualquier combinación, desde 200 hasta 1000 mm. El aislamiento térmico del encofrado permite que el hormigón fragüe con su propia humedad.
Figura 2. Encofrado de cartón para columnas y pilares. https://www.grupovalero.com/productos/soluciones-constructivas/encofrados/cuadrado/

Una de las cualidades más sobresalientes es el acabado pulido de las superficies y la ausencia de uniones, lo que garantiza resultados estéticos muy atractivos y de alta calidad. No obstante, uno de los inconvenientes es que, en ciertos casos donde el soporte quedará visible, puede dejar una línea en espiral marcada en la superficie.

Para garantizar la calidad del hormigonado, es esencial retirar cuidadosamente el encofrado en el área correspondiente, rompiendo el molde a lo largo de su generatriz, para así detectar posibles defectos en el hormigón. Luego de esta comprobación, se recomienda volver a fijar el encofrado con alambre o cinta de embalar para prevenir cualquier daño durante la ejecución de la obra.

Entre los fallos que pueden surgir al utilizar este tipo de encofrados, se destacan los siguientes:

  1. Si el acabado interior es de plástico, cualquier corte en la lámina puede provocar que el hormigón se filtre entre la lámina y el revestimiento exterior. Por tanto, es fundamental evitar dañar el interior al insertar el molde entre las armaduras.
  2. En el caso de los revestimientos interiores hechos de cartón plastificado, el problema suele ser su adherencia puntual al hormigón. Ocasionalmente, el molde puede deformarse si se golpea durante el almacenamiento en obra, lo que se reflejará en el soporte hormigonado.
  3. Es imprescindible asegurarse de que los moldes estén limpios en su interior, sin restos de ningún tipo.

En conclusión, los encofrados de cartón son una opción popular para la construcción de columnas y pilares debido a su excelente acabado. Sin embargo, es importante tomar precauciones para evitar posibles problemas durante el proceso de hormigonado. Con un manejo adecuado y verificaciones oportunas, se pueden obtener resultados sobresalientes con este tipo de encofrados.

Os dejo algunos vídeos sobre este tipo de encofrado. Espero que os sean de interés.

Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Optimización de estructuras de hormigón armado asistida por metamodelos considerando la interacción suelo-estructura

Acaban de publicarnos un artículo en Engineering Structures, revista indexada en el primer cuartil del JCR. El artículo propone una estrategia de optimización metaheurística asistida por metamodelos para minimizar las emisiones de CO₂ de las estructuras de armazón de hormigón armado, teniendo en cuenta la interacción suelo-estructura. El enfoque permite abordar problemas de optimización estructural de alta complejidad y, al mismo tiempo, lograr un ahorro computacional de alrededor del 90%. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Las contribuciones de este trabajo son las siguientes:

  • El artículo propone una estrategia de optimización metaheurística asistida por metamodelos para minimizar las emisiones de CO₂ de las estructuras de armazón de hormigón armado, teniendo en cuenta la interacción suelo-estructura.
  • El enfoque sugerido permite abordar problemas de optimización estructural de alta complejidad y, al mismo tiempo, lograr un ahorro computacional de alrededor del 90%.
  • El estudio muestra que incluir la interacción suelo-estructura conduce a resultados de diseño diferentes a los obtenidos con los soportes clásicos, y que los cimientos también resultan importantes dentro del ensamblaje estructural.
  • El enfoque metaheurístico permite obtener resultados (de media) con una precisión de hasta el 98,24% en los suelos cohesivos y del 98,10% en los suelos friccionales, en comparación con los resultados de la optimización heurística.

Abstract:

It is well known that conventional heuristic optimization is the most common approach to deal with structural optimization problems. However, metamodel-assisted optimization has become a valuable strategy for decreasing computational consumption. This paper applies conventional heuristic and Kriging-based meta-heuristic optimization to minimize the CO2 emissions of spatial reinforced concrete frame structures, considering an aspect usually ignored during modeling, such as the soil-structure interaction (SSI). Due to the particularities of the formulated problem, there are better strategies than simple Kriging-based optimization to solve it. Thus, a meta-heuristic strategy is proposed using a Kriging-based two-phase methodology and a local search algorithm. Three different models of structures are used in the study. Results show that including the SSI leads to different design results than those obtained using classical supports. The foundations, usually ignored in this type of research, also prove significant within the structural assembly. Additionally, using an appropriate coefficient of penalization, the meta-heuristic approach can find (on average) results up to 98.24% accuracy for cohesive soils and 98.10% for frictional ones compared with the results of the heuristic optimization, achieving computational savings of about 90%. Therefore, considering aspects such as the SSI, the proposed metamodeling strategy allows for dealing with high-complexity structural optimization problems.

Keywords:

Structural optimization; Reinforced concrete; Frame structures; CO₂ emissions; Metamodel; Kriging; Soil-structure interaction

Reference:

NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Metamodel-assisted meta-heuristic design optimization of reinforced concrete frame structures considering soil-structure interaction. Engineering Structures, 293:116657. DOI:10.1016/j.engstruct.2023.116657

Al tratarse de un artículo publicado en abierto, os dejo el mismo para su descarga. Espero que os sea de interés.

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Encofrados plásticos en forjados bidireccionales: bañeras o cubetas

Figura 1. Cubetas de plástico recuperable. https://www.ulmaconstruction.es/es-es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-recuperable-forjado-reticular-recub

Las cubetas o bañeras son elementos de uso frecuente en forjados bidireccionales. Se presentan en dimensiones habituales de 80/80 – 90/90 y un espesor de 25/40 cm. Estos moldes, fabricados en plástico, ofrecen diversas ventajas, como su ligereza, resistencia al impacto, inmunidad al óxido y capacidad para generar superficies de hormigón lisas.

Es importante realizar una limpieza minuciosa después de cada uso, eliminando los residuos de hormigón con espátulas y aplicando agua a presión para garantizar una limpieza completa. La mayoría de estas cubetas incorpora una válvula que permite inyectar aire a presión en caso de que queden adheridas al hormigón, facilitando así su desencofrado.

Su vida útil puede variar, siendo de alrededor de dos años con un trato normal, un año con un trato descuidado y hasta cuatro años con una manipulación cuidadosa.

Cabe destacar que, en caso de rotura, estas piezas pueden ser reparadas mediante soldadura, aunque la decisión de reparar o reemplazar dependerá principalmente de criterios económicos, ya que el costo de reparación podría superar el de fabricación de una nueva pieza.

Figura 2. Forjado reticular de casetones recuperables. Imagen de Enrique Alario https://twitter.com/EnriqueAlario/status/1027113674455048192

Para prolongar la vida útil de las cubetas, es fundamental evitar ciertas prácticas. Se debe evitar tirar las piezas durante el desencofrado, instalarlas sin limpieza previa o sin aplicar desencofrantes, arrojar piezas del encofrado metálico sobre ellas, desplazarlas arrastrándolas sobre el forjado y apilarlas al aire libre sin protección. La exposición a la lluvia y al frío puede deformarlas.

Asimismo, en el mercado existen sistemas innovadores con piezas modulares plásticas que permiten un montaje rápido y ordenado desde la superficie de apoyo, gracias a su ligereza. También hay disponibles cubetas no recuperables (perdidas) diseñadas específicamente para forjados sanitarios, capaces de soportar sobrecargas de hasta 1000 kg/m².

Os dejo unos vídeos explicativos, que creo son de interés.

Referencias:

  • MONTERO, E. (2006). Puesta en obra del hormigón. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, 750 pp.
  • PEURIFOY, R.L. (1967). Encofrados para estructuras de hormigón. McGraw-Hill y Ediciones Castillo, Madrid, 344 pp.
  • RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.
  • YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
  • YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

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Apeo de fachadas para el vaciado de edificios: estabilizadores de fachada

Figura 1. Apeo en fachada (Valencia). https://derribosdegeser.es/apeos-y-refuerzos-estructurales

La protección del patrimonio arquitectónico considera no solo el valor intrínseco de un edificio, sino también los valores que aporta al espacio público, especialmente la imagen exterior que ofrece la fachada. Las normas urbanísticas municipales muchas veces obligan a preservar dicha fachada y permiten demoler y reconstruir el resto de la estructura. Este es un proceso complejo que precisa del uso de apeos específicos que garanticen la seguridad y la estabilidad de estas fachadas mientras se procede a la demolición y reconstrucción del resto del edificio (Figura 1).

En los últimos años, se han incrementado significativamente este tipo de intervenciones, por lo que este tipo de apeos han llamado la atención y ha crecido la sensibilidad para que su empleo sea seguro. Estas estructuras de apeo, aunque sean temporales, deben proyectarse, calcularse y ejecutarse con el mismo nivel de detalle que cualquier otro tipo de estructura permanente. Además, al sustentar un elemento tan relevante en condiciones no previstas originalmente, que a menudo ha sido afectado por alteraciones o daños significativos, es fundamental llevar a cabo estudios pormenorizados que aborden estos aspectos con especial atención y cuidado.

Hemos asistido a una continua mejora en este tipo de intervenciones. Se refleja tanto en el cuidado con el que se resuelve el problema, empleando sistemas tradicionales de sustentación mediante estructuras tubulares interconectadas, como en el aumento de intervenciones basadas en estructuras de perfiles laminados diseñadas y construidas específicamente para este propósito. Además, se ha introducido en el mercado sistemas industrializados de estructuras para este tipo de apeos.

La estabilización del interior de la fachada (Figura 2) consiste en una estructura modular compuesta por vigas y tensores conectados mediante uniones atornilladas. Este sistema cuenta con diferentes niveles de correas y puntales, diseñados para unir los muros y solidarizar el movimiento entre ellos. Es importante que estos muros tengan la capacidad de soportar las cargas horizontales a las que estarán expuestos, pues la función del arriostramiento es asegurar una conexión sólida entre ellos, para que trabajen de manera conjunta y eficiente. La ingeniería de esta conexión posibilita la compatibilización de los desplazamientos horizontales entre el conjunto de muros y rigidizadores. Como resultado, parte de la carga se deriva hacia los otros muros arriostrados, lo que disminuye significativamente la tensión sobre el muro en estudio. Esto conlleva una reducción del riesgo de deformaciones y fisuraciones excesivas, contribuyendo a una mayor durabilidad y seguridad de la estructura.

Figura 2. Sistema de estabilización de fachada interior. https://www.incye.com/estabilizadores-de-fachada/interiores/

El proceso de apeo de la fachada involucra varias fases. En primer lugar, es importante obtener un profundo conocimiento previo de los elementos afectados por el apeo, lo que abarca tres aspectos esenciales: las características constructivas de la fachada y su relación con el resto del edificio, el estado de conservación y posibles daños, así como un estudio detallado del suelo y subsuelo donde se asentará el apeo. La siguiente etapa implica definir el propio apeo y establecer las medidas de seguridad necesarias, atendiendo a las particularidades específicas de la fachada y las lesiones presentes, considerando las acciones concretas requeridas, así como aspectos generales relacionados con la estabilización, como excentricidades de carga, pandeo, fuerzas del viento y sismicidad. Por último, la ejecución de las obras incluye medidas preliminares, como calado de forjados y tabiques para permitir el paso de elementos del apeo, junto con la implementación de apuntalamientos y consolidaciones específicas según el estado intrínseco de la fachada. Posteriormente, se construye la estructura de sustentación de la fachada y se procede a la demolición del interior del edificio para, finalmente, vincular el nuevo edificio de manera segura a la antigua fachada.

Figura 3. Apeo en fachada (Ayora). Imagen: V. Yepes (2022)

Aquí tenéis algunos vídeos que, espero, os interesen:

Os paso un documento donde se describen los estabilizadores de fachada, de la profesora Inmaculada Oliver Faubel, de la Universitat Politècnica de València.

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Diseño sostenible de losas aligeradas de hormigón armado en entornos costeros

La industria de la construcción tiene un impacto significativo en el medio ambiente, especialmente en el sector de la construcción residencial, debido a un alto consumo de recursos. Con el fin de reducir el impacto ambiental en las etapas de construcción, servicio y fin de vida de los edificios, los académicos priorizan la adopción de Métodos Modernos de Construcción (MMC) para optimizar el consumo de materiales y minimizar el impacto del ciclo de vida de los edificios.

Este estudio evalúa la sostenibilidad de losas planas de hormigón armado utilizando un sistema estructural hueco, especialmente en entornos que desencadenan la corrosión del hormigón. El análisis se centra en siete alternativas de diseño para una estructura de hotel frente a la playa, empleando la técnica VIKOR para agregar cinco criterios de sostenibilidad. La opción más rentable y beneficioso para el medio ambiente es el uso de hormigón con un 10 % de humo de sílice, lo cual reduce los costos del ciclo de vida en un 87 % e impacta el diseño base en un 67 %. Sin embargo, al considerar criterios de sostenibilidad económica y ambiental, se llegó a mejores diseños sostenibles, como un recubrimiento de hormigón más extenso para las barras de refuerzo inferiores, lo que resulta en un índice de sostenibilidad un 46 % mejor.

El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Referencia:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Sustainable design of lightened reinforced concrete flat slabs in coastal environment. 8th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering IALCCE 2023, July 2-6, Milano (Italy). DOI: 10.1201/9781003323020-300

Os paso el artículo completo, pues está publicado en abierto. Las actas completas del congreso la podéis descargar aquí.

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El apeo de urgencia

Figura 1. Rescate urbano. Fuente: UME Ministerio de Defensa España. https://rescateurbanousar.wordpress.com/category/apuntalamiento/

La misión principal de los apeos de urgencia es evitar un colapso repentino de una estructura dañada y garantizar la seguridad del personal que realiza operaciones en el edificio. Dado que las condiciones de trabajo son peligrosas, es necesario utilizar elementos fabricados con materiales ligeros y de rápida entrada en carga y fáciles de ensamblar. En esta etapa de la actuación, los apeos telescópicos metálicos son los más adecuados, aunque también se emplean apeos ligeros de madera o metal. También existen puntales con sistemas hidráulicos y neumáticos con bloqueo que permiten un “apuntalamiento remoto”. Sin embargo, no supone una solución de apeo definitiva.

La principal diferencia entre un apeo de emergencia y uno programado radica en que, en el primer caso, no es posible realizar un estudio detallado de la distribución de cargas en la estructura ni diseñar el apeo de manera adecuada debido a la limitación de tiempo. Sin embargo, las condiciones técnicas deberían ser similares, lo que implica que el apeo de urgencia debe ser rápido y sencillo, permitiendo mejoras o extensiones posteriores a otras áreas o bajo diferentes criterios.

Se recomienda diseñar un apuntalamiento de urgencia que sea compatible con los trabajos de reparación o sustitución posteriores del elemento dañado. Sin embargo, lograr este nivel de precisión requiere una diagnosis precisa y la anticipación de si los trabajos futuros serán de reparación o sustitución, así como la técnica que se empleará. Esta tarea puede resultar complicada debido a la urgencia con la que se aborda, incluso si es realizada por un técnico que será responsable de la reparación posteriormente. Existe la posibilidad de que el técnico encargado del apuntalamiento de urgencia no sea el mismo que lleve a cabo la reparación, lo que podría generar discrepancias en los criterios de reparación.

En situaciones extremas, es posible que el apuntalamiento de urgencia sea ejecutado por bomberos u otros cuerpos de emergencia con el objetivo de salvar el edificio, incluso poniendo en riesgo su propia integridad. En este caso, su prioridad principal es proteger a las personas y asegurar rápidamente la estructura. Por lo tanto, aunque es deseable lograr una compatibilidad entre el apuntalamiento de urgencia y los trabajos posteriores, esto no siempre será posible, ya que se prioriza la rapidez y la seguridad de las personas.

Cuando se ejecuta un apeo, el proceso debe seguirse siempre de abajo hacia arriba, consolidando primero las partes inferiores y luego las superiores. Si se realiza el apuntalamiento desde el forjado dañado hacia el terreno, se someten los forjados a esfuerzos de flexión debido a las cargas adicionales del apuntalamiento, incluso si ya están apuntalados. Cuando se utiliza madera para el apeo, es crucial utilizar un material de buena calidad, seco y en buen estado. Se debe tener precaución al ajustar las cuñas, haciéndolo lentamente para que la carga se aplique gradualmente. Un ajuste excesivo puede ocasionar daños más graves a la estructura. Por lo tanto, un buen apeo, incluso en situaciones de urgencia, debe ser neutro, evitando levantar excesivamente la estructura mediante un apriete o acuñado excesivo de las piezas, pues esto podría causar lesiones más graves que las que se intentan corregir.

En el caso de utilizar puntales metálicos, es fundamental seleccionar el adecuado para alcanzar la altura deseada y asegurarse de que estén correctamente aplomados al colocarlos, de manera que transmitan las cargas de manera adecuada. Una vez finalizado el apeo, se recomienda colocar testigos de yeso para monitorear cualquier avance en la lesión que pueda requerir nuevas medidas de seguridad, y realizar revisiones periódicas.

Se puede reducir la gran flecha en el vano de un forjado mediante la colocación de una fila de puntales telescópicos. En el espacio bajo la cubierta, se instala un apeo enano compuesto por un pie derecho y un codal inclinado denominado tornapunta, que se coloca sin apretar, en lo que se conoce como posición “a la espera”. Estos elementos se aseguran mediante un pasador y descargan sobre una línea vertical de puntales y las cabezas de los tirantes. Para contrarrestar el empuje del codal hacia la sobrecarrera central, se fijan en ambos lados utilizando dos durmientes colocados sobre los tirantes, asegurándolos con tirafondos. En el caso de un muro socavado, se recomienda instalar otro codal de menor altura y con la menor inclinación posible para evitar su colapso. Para contrarrestar el empuje horizontal en la base, se realiza una excavación en el terreno donde se coloca un durmiente que asegura la base de la tornapunta.

Figura 2. Apuntalamiento con puntales. https://demodtres.com/servicios/apuntalamiento/

Existe un riesgo inminente de caída de alguna sección de cornisa hacia la vía pública, por lo tanto, es necesario delimitar un área de seguridad con vallas. En una etapa posterior, estas vallas deben reemplazarse por andamios con visera que permitan una circulación segura por el exterior. Entre las operaciones siguientes se incluye la instalación de un segundo conjunto de apeos, en consecuencia, los apeos actuales no deben obstaculizar ni impedir la instalación y ubicación de los siguientes. El orden y tipo de las operaciones posteriores dependerá del objetivo final previsto.

A continuación os dejo un documento de gran interés, elaborado por Pedro Sánchez Gálvez, donde se describen apeos y apuntalamientos de urgencia en edificios dañados por el sismo de Lorca el 11 de mayo del 2011.

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También puede resultar de interés este documento sobre evaluación de daños en emergencias, de la Región de Murcia, donde desarrolla un capítulo completo sobre los apeos de emergencia.

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En este documento se describen apeos y apuntalamientos de emergencia, cuyo autor es Francisco Javier Vivo Parra. Espero que también os sea de interés.

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Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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El Anejo y la Guía de Operación de una cimbra

Figura 1. Cimbra. https://www.alsina.com/es-es/productos-y-soluciones/puntales-cimbras-y-andamios/cimbra-cl/

Es vital garantizar la seguridad de los trabajadores encargados del montaje, uso, maniobras y desmontaje de las cimbras. Esto implica proporcionarles recursos adecuados y superficies de trabajo seguras para prevenir accidentes graves, como colisiones o caídas desde alturas peligrosas. Para lograrlo, se deben tomar medidas en cuatro áreas clave: proporcionar recursos adecuados, fomentar una mentalidad proactiva, asegurar la integridad estructural de los elementos y minimizar las consecuencias de fallos o errores. Además, todas las operaciones deben ser supervisadas por el proveedor de la estructura y la persona encargada de su ejecución, independientemente de la presencia del coordinador de seguridad y salud en la obra. Esto asegura un cumplimiento adecuado de las normas de seguridad y prevención de riesgos.

Para cada proyecto de cimbra, es obligatorio incorporar un “Anejo de Operación” redactado por el autor del proyecto de la cimbra. Este anejo debe presentarse al responsable de seguridad y salud de la obra, y debe describir explícitamente las operaciones que se ejecutarán durante su utilización, así como la manera de llevarlas a cabo. Es importante destacar que este anejo no debe oponerse a las disposiciones que se establecen en el Estudio de Seguridad y Salud y el consiguiente Plan de Seguridad y Salud de la obra, sino que debe cumplirlas. En particular, se deben incluir los siguientes aspectos:

  • El proceso de montaje y desmontaje requiere incluir los medios auxiliares requeridos, el peso y la ubicación de los elementos a colocar, la posición del personal para la unión o separación de los elementos sucesivos y cómo acceden a las respectivas posiciones, las herramientas necesarias y su transporte, los medios de seguridad requeridos y la forma en que deben utilizarse para garantizar la seguridad de los operarios. También se debe indicar en qué zonas está prohibida la presencia de operarios durante el desmontaje. En ciertos casos, puede ser necesario establecer puntos de agarre para facilitar el desmontaje de las piezas.
  • Para garantizar una ejecución satisfactoria del cimbrado y descimbrado: Es necesario proporcionar instrucciones claras sobre el posicionamiento de la cimbra, incluyendo la accesibilidad a los elementos de maniobra y unión, la secuencia de operaciones, la asignación del personal, y los medios y herramientas indispensables. En relación con el descimbrado, además de las instrucciones antes mencionadas, se deben detallar los procedimientos de desmontaje del encofrado y la ubicación precisa de los materiales retirados.
  • Se debe indicar la ubicación permitida para el personal durante las diferentes operaciones como el ferrallado, hormigonado o pretensado, las áreas designadas para el acopio y su capacidad de carga y la distribución precisa de cargas para evitar desequilibrios. Además, se debe especificar, la ubicación de pasillos de circulación, los puntos de conexión para los cables de seguridad y vías de paso entre niveles. Es esencial incluir precauciones que garanticen la seguridad de los trabajadores que no están familiarizados con el manejo de la cimbra.

En el caso de cimbras estandarizadas, es obligatorio que el fabricante proporcione una “Guía de Operación” que abarque todas las aplicaciones posibles. En tal caso, basta con presentar esta guía junto con un informe sucinto que pueda adaptarse al caso específico, en lugar de un anejo detallado.

En el caso de utilizar componentes de la cimbra suministrados por la obra, como pasillos y barreras, es importante incluirlos en el anejo junto con los suministrados por el fabricante, diferenciando claramente su origen. Para todos estos elementos, se deben especificar las características necesarias, incluidas, entre otras, la resistencia, el método de sujeción y la geometría.

Os dejo a continuación un par de documentos sobre normas constructivas de cimbras montadas con elementos prefabricados.

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Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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