edificación – Página 4 – El blog de Víctor Yepes

Torres de trabajo móviles

Figura 1. Torre de trabajo móvil. https://lecasaprofesional.com/producto/dos%C2%B765-torre-movil-industrial/

En la industria en general, y especialmente en el sector de la construcción, se realizan numerosos trabajos de acabado, reparación y mantenimiento que no requieren la instalación de un andamio fijo. En cambio, resulta más adecuado emplear una torre de trabajo móvil. Estos equipos se ensamblan de manera sencilla y, debido a su capacidad de movilidad, pueden permanecer montados de forma continua y ser almacenados en un lugar apropiado cuando no están en uso.

El desarrollo de las torres móviles de acceso y trabajo tiene sus raíces en dos fuentes principales: en un lado, fabricantes de andamios que innovaron al diseñar andamios prefabricados sin necesidad de anclaje, equipados con cuatro apoyos y ruedas para una movilidad óptima; por otro lado, fabricantes de escaleras incursionaron en la creación de torres móviles de acceso mediante la combinación de escaleras ligeras con marcos de aluminio y ruedas, dando origen a una solución versátil y eficiente para trabajos en altura.

Las torres de trabajo y acceso móviles son estructuras temporales autoestables constituidas por elementos prefabricados, ya sean de tipo marco o multidireccionales. Estas estructuras colaboran de manera conjunta entre sus elementos, lo que las hace altamente versátiles. Pueden utilizarse de manera independiente, sin necesidad de ser ancladas, y gracias a las ruedas pivotantes que se encuentran en sus patas, pueden desplazarse manualmente sobre superficies lisas, firmes y uniformes. Su estabilidad proviene de sus apoyos en el suelo, y en caso necesario, pueden anclarse a una construcción vertical adyacente mediante una barra transversal. La superficie de apoyo para las torres de trabajo móviles debe ser nivelada y sin irregularidades, preferiblemente horizontal o con una inclinación mínima (no más del 1 al 2%, a menos que se usen ruedas con regulación de desnivel), además de estar despejada de objetos. El suelo debe ser sólido y resistente para asegurar un desplazamiento adecuado.

Conforme a la norma UNE-EN 1004-1, las torres móviles se clasifican en dos categorías de carga. La Clase de Carga 2 se caracteriza por una carga uniformemente distribuida de 1,50 kN/m², mientras que la Clase de Carga 3 tiene una carga uniformemente distribuida de 2,00 kN/m².

En su configuración más sencilla, estas torres se apoyan en cuatro ruedas pivotantes equipadas con sistemas de frenado. Los montantes se nivelan mediante husillos de nivelación, garantizando una capacidad de carga adecuada para resistir las fuerzas aplicadas. Además, pueden configurarse con una o varias plataformas de trabajo y escaleras de acceso, según las dimensiones requeridas en el proyecto.

Estas estructuras encuentran aplicaciones en una variedad de contextos, abarcando inspecciones, tareas de ejecución rápida y operaciones que no demandan un gran almacenamiento de materiales, sino el uso inmediato de una cantidad limitada de ellos. Entre estas actividades se incluyen instalaciones eléctricas, albañilería, pintura, limpieza de cristales, carpintería, trabajos en tejados, revestimientos, enyesados, saneamiento y pequeñas obras de rehabilitación de fachadas, entre otros.

En la industria en general, se emplean para tareas de mantenimiento en alturas, en proyectos de construcción industrial y en otros contextos que requieren un andamio ligero, al mismo tiempo que proporciona una superficie de trabajo cómoda y una capacidad de carga específica. Estos andamios suelen tener alturas que oscilan entre 2,5 m y 12 m en interiores, donde no están expuestos al viento, como en el interior de naves industriales, y entre 2,5 m y 8 m en exteriores, donde las condiciones de viento pueden ser un factor a considerar.

Figura 2. Torre de andamio. https://www.sacalmaco.com/torre-de-andamio-evolutiva/

Las plataformas de trabajo pueden ser de madera contrachapada con marcos de aluminio o metálicas antideslizantes. En caso de tener el pavimento perforado, la apertura máxima de los intersticios no debe superar los 25 mm. Además, deben estar equipadas con garras de encaje que cuenten con un seguro antidesmontaje para evitar que el viento las pueda levantar. Algunas de estas plataformas también disponen de una trampilla abatible para facilitar el acceso. En cuanto a la estructura de los andamios, esta debe estar conformada por tubos de aluminio o acero, que pueden estar pintados o galvanizados, con un diámetro de 48 mm. Es esencial que los materiales estén en perfecto estado, sin ninguna anomalía que pueda afectar a su rendimiento, como deformaciones en los tubos, madera agrietada en los rodapiés, o garras defectuosas, entre otros.

Estos equipos de trabajo deben construirse de acuerdo con la norma UNE-EN1004-1. Las torres móviles de acceso y trabajo deben consistir en una estructura de un solo módulo y estar diseñadas para facilitar el montaje, modificación y desmontaje sin requerir el uso de equipos de protección individual contra caídas. Además, solo se permite una plataforma de trabajo en cada torre móvil, donde la plataforma superior debe ser exclusivamente una plataforma de trabajo, mientras que las plataformas inferiores se consideran plataformas intermedias, con la posibilidad de convertirse en plataformas de trabajo si se les añade protección lateral, incluyendo un rodapié. Las distancias entre las plataformas de trabajo, donde la distancia desde la base hasta el primer piso debe ser igual o menor a 3,40 m, y la distancia entre plataformas sucesivas debe ser igual o menor a 2,25 m . Asimismo, la superficie de la base, cuando esté presente, no debe ubicarse a más de 0,60 m del suelo.

Figura 3. Andamio torre móvil con escalera interior. https://www.ascandamios.es/andamio-torre-movil-con-escalera-interior-135x190cm-altura-430

Entre los componentes más relevantes de este tipo de andamio, se encuentran los siguientes:

Rueda pivotante: es una rueda giratoria que se encuentra asegurada en la base de un elemento, permitiendo la movilidad de la torre. Esta rueda está equipada con un sistema de bloqueo o freno. Las ruedas deben estar firmemente unidas a la estructura, evitando cualquier posibilidad de desprendimiento accidental. Estas ruedas pueden ser de acero macizo, material plástico u otro similar, y se les permite estar recubiertas con una banda de goma para prevenir daños en las superficies de uso.
Pata regulable: parte integrada en la estructura que se utiliza exclusivamente para nivelar una torre cuando se encuentra en un terreno irregular o en pendiente. Esta pata está equipada con una rueda pivotante.
Elemento de anclaje: medio empleado para reforzar la estructura. Usualmente, se emplea una barra o un perfil hueco tubular dispuesto transversalmente. Un extremo de este elemento se conecta a la torre, mientras que el otro se fija a una pared o estructura vertical cercana. De esta manera, proporciona una restricción compresiva que previene el posible vuelco de la torre debido a fuerzas horizontales que actúen sobre ella.
Estabilizadores y puntales inclinados: son componentes que posibilitan la extensión de la altura de la torre y, en algunos casos, pueden estar equipados con ruedas. Se conectan a los montantes de la estructura mediante grapas y deben ser diseñados como elementos esenciales de la estructura principal. Además, deben contar con mecanismos de ajuste que garanticen un contacto firme con el suelo.
Plataforma de trabajo: compuesta por una superficie circundada por barandillas, barras intermedias y rodapiés. Su longitud recomendada puede variar entre 1 m como mínimo y hasta 3 m, con una anchura mínima de 0,60 m. Se exige una altura libre mínima entre pisos de 1,90 m y una capacidad de carga mínima de 150 kg/m², junto con una indicación clara de la carga máxima permitida. Esta plataforma se construye sobre una estructura metálica de acero o aluminio, que sostiene una chapa o contraplacado como superficie de trabajo. Para garantizar la seguridad, se requiere que la plataforma esté rodeada en los cuatro lados por una barandilla de al menos 90 cm de altura, aunque se sugiere una altura de 1 m ± 50 mm. Además, debe incluir una barra intermedia a una altura mínima de 0,45 m y un rodapié de al menos 0,15 m de altura. Es importante destacar que los elementos de las barandillas de seguridad no deben ser extraíbles, excepto mediante una acción intencionada directa.
Medios de acceso: el acceso a las plataformas de trabajo se efectúa desde el interior mediante los marcos estructurales diseñados para ello o a través de escaleras, ya sean de tramos, escalones o escalas de progresión vertical o inclinada. Estos medios de acceso deben cumplir con requisitos generales esenciales, como estar firmemente asegurados a la estructura para evitar desprendimientos accidentales, no apoyarse en el suelo, mantener una distancia máxima desde el suelo hasta el primer escalón de 0,4 m (o 0,6 m si el primer escalón es un piso) y no exceder los 4 m entre niveles de trabajo. Además, la distancia entre los peldaños debe ser uniforme en todos los tramos de las escaleras, y los peldaños deben contar con superficies antideslizantes para garantizar la seguridad.
Trampillas de acceso: deben ser abatibles y cumplir con dimensiones mínimas de 0,40 m de ancho por 0,60 m de largo, aunque se recomienda una anchura de 0,50 m en la práctica. Además, es fundamental que estas trampillas cuenten con un mecanismo de cierre automático de seguridad y se abran de manera que no obstruyan el paso. Después de utilizarlas para ascender o descender, es necesario cerrarlas de inmediato.

El uso de andamios y torres móviles se ve influenciado por diversos factores cruciales. Las condiciones meteorológicas, como fuertes vientos, lluvia o nieve, pueden limitar su utilización de manera segura, representando un riesgo para los trabajadores. La estabilidad de estos andamios, especialmente en torres móviles, es una prioridad fundamental, y en la mayoría de los casos, sobre todo a alturas considerables, requieren ser anclados a la pared para garantizar la seguridad en el trabajo. Además, es esencial contar con una superficie de apoyo adecuada, lo que a menudo implica la presencia de estabilizadores o anclajes a la pared, junto con la necesidad de que esta superficie esté nivelada y libre de obstáculos. Algunos andamios incorporan husillos reguladores que permiten sortear desniveles comunes, como aceras o bordillos, obstáculos típicos en trabajos en fachadas, por ejemplo.

En las torres de trabajo móviles, los principales riesgos incluyen caídas a diferentes niveles debido a montajes incorrectos, falta de seguridad en las plataformas, acceso inadecuado, vuelcos, rotura de plataformas y alteraciones en las trampillas de acceso. También existe el peligro de derrumbe debido a problemas en la superficie de apoyo, deformaciones o montajes deficientes, así como riesgos de caídas de materiales. La proximidad a líneas eléctricas y caídas al mismo nivel por falta de orden, golpes o sobreesfuerzos también son factores de riesgo. Es fundamental tomar medidas preventivas para mitigar estos peligros y garantizar la seguridad en el trabajo en torres de trabajo móviles.

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Referencias:

ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Andamios multidireccionales

Figura 1. Andamio multidireccional. https://rentamaquinarias.com/alquiler-de-equipos/andamios-multidireccional/

Los andamios multidireccionales, también conocidos como andamios de volumen, son un tipo de andamios que se basan en un sistema modular de componentes prefabricados que se interconectan entre sí, al igual que los andamios de marco, pero con la particularidad de ser configurables en múltiples direcciones. Estos andamios están compuestos principalmente por montantes tubulares verticales, a diferencia de los andamios de marco, que tienen un marco vertical como componente principal. Estos montantes se conectan con otros componentes longitudinales mediante discos de unión integrados en los propios montantes.

El sistema de andamios multidireccionales se fundamenta en elementos longitudinales que incluyen montantes verticales, travesaños horizontales, largueros longitudinales y diagonales, además de plataformas y otros componentes adicionales. En general, los montantes están equipados con discos o rosetas de conexión cada 50 cm (Figura 2), lo que permite el ensamblaje de los demás elementos y proporciona al conjunto una gran rigidez y estabilidad.

Figura 2. Roseta de conexión. https://ovacen.com/tipos-de-andamios/

Las conexiones las realiza un único montador a través de un mecanismo de cuña imperdible (Figura 3). Esto garantiza uniones sólidas que no se ven afectadas por las vibraciones, reduciendo al mínimo las holguras y permitiendo soportar cargas considerablemente grandes. Además, el diseño del nudo no circular previene que los pies se deslicen cuando se colocan en el suelo. Todo esto se logra con rapidez y simplicidad en el montaje, utilizando un número reducido de elementos y herramientas.

Figura 3. Montaje de la roseta de conexión. https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/84988/CATALOGO_BRIO_ES.pdf

Estos andamios son extremadamente versátiles y se pueden adaptar a una amplia variedad de aplicaciones en la construcción, pudiéndose emplear como lugar de trabajo, protección, acceso o soporte, tanto en obra nueva como rehabilitación, así como en el mantenimiento industrial, ocio y espectáculos.

Se emplean en casos en los que los andamios prefabricados de marco unidireccional no cumplen con los requisitos técnicos necesarios, especialmente en obras con geometrías irregulares. Pueden adaptarse a diversas situaciones, permitiendo la creación de formas complejas y brindando soluciones efectivas para estructuras de geometría irregular o más complicada, como cúpulas, depósitos esféricos, superficies inclinadas en pendiente a favor o en contra, entre otras. Dependiendo de la situación, los andamios multidireccionales pueden desempeñar funciones de servicio, carga o protección. En algunas situaciones, particularmente en el ámbito industrial, es común configurar una parte de estos andamios, ya sean de marco o multidireccionales, usando extensiones de andamio mediante tubos y grapas.

La norma UNE-EN 12811-1 establece los componentes que pueden ser parte de los andamios de trabajo y acceso en general, sin hacer distinción entre andamios de marco o andamios multidireccionales. La principal distinción entre estos dos tipos radica en que, en los andamios multidireccionales, los montantes verticales y travesaños horizontales son componentes separados, mientras que en los andamios de marco constituyen un único componente denominado marco vertical. La mayoría de los componentes ya fueron detallados en el artículo sobre andamios de fachada, por lo que nos centraremos en los elementos que difieren de los andamios de marco en los andamios multidireccionales.

Montante: componente vertical principal que conforma el andamio multidireccional. Están equipados con discos o rosetas de conexión fabricadas en acero, que generalmente cuentan con 6 u 8 orificios. Estos orificios permiten ajustar los ángulos necesarios con los módulos de andamio adyacentes y se sitúan cada 50 cm a lo largo del montante. Estas rosetas conectan los diversos elementos que constituyen el andamio, como las protecciones laterales, las plataformas de trabajo, las diagonales de rigidización, entre otros. Debido a la ausencia de una configuración predeterminada, se brinda la flexibilidad necesaria para colocar las plataformas de trabajo a las alturas y direcciones requeridas en la obra, así como para ajustar los ángulos necesarios con el fin de adaptarse a la geometría especificada en el proyecto.
Travesaño: componente que suele colocarse horizontalmente en la dirección de la dimensión más pequeña del andamio de trabajo empleado en el andamio multidireccional. Su función principal es proporcionar rigidez a los montantes verticales. En algunas situaciones, los propios travesaños pueden actuar como una o ambas de las barandillas necesarias para la protección lateral.

Figura 4. Elementos y accesorios más usuales del andamio multidireccional. https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/84988/CATALOGO_BRIO_ES.pdf

A continuación os dejo varios vídeos sobre este sistema, que espero os sean de interés.

También os dejo un catálogo de la empresa ULMA del andamio multidireccional BRIO.

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Referencias:

ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Andamios de marcos prefabricados: andamios de fachada europeos

Figura 1. Andamio de fachada unidireccional. https://montubo.es/andamio-fachada-unidireccional/

Los andamios de fachada, también conocidos como andamios europeos o unidireccionales, son sistemas modulares de componentes prefabricados que se interconectan entre sí en una sola dirección. Estos andamios se caracterizan por su estructura principal, que consiste en marcos metálicos prefabricados, a diferencia de los andamios multidireccionales. Esto implica que en una pieza ligeramente más compleja, el marco, se agrupan varias de las componentes que normalmente formarían un módulo en un andamio de tipo multidireccional.

Los marcos sostienen las plataformas de trabajo a diferentes alturas y se conectan de manera sólida mediante largueros horizontales y diagonales. Dependiendo de la situación, estos andamios cumplen diversas funciones, como servicio, carga y protección. A diferencia de los andamios multidireccionales, son más sencillos y rápidos de montar, idóneo para fachadas, pero es menos versátil. Se trata de la estructura más comúnmente empleada por las empresas constructoras cuando el edificio no demanda equipos especiales para alcanzar la altura de trabajo. La instalación y montaje implican la unión de marcos metálicos de dimensiones estándar (prefabricados), a los cuales se les adhieren las tarimas y parapetos.

Este sistema se compone principalmente de marcos, plataformas, barandillas y diagonales. Los materiales utilizados en su construcción suelen ser acero o aleaciones de aluminio para la estructura, mientras que las plataformas y los rodapiés pueden estar hechos de madera o materiales a base de madera, aunque también se pueden encontrar versiones metálicas. Estos materiales deben ser lo suficientemente robustos y duraderos para resistir las condiciones de trabajo normales. El andamio europeo se distingue por su construcción con tubos de Ø 48 mm x 3 mm y por cumplir las normas UNE EN 12810, UNE EN 12811 y UNE EN 39, lo que lo certifica como un andamio homologado. La medida más común es de 2 m x 2,5 m x 0,75 m. Estas medidas pueden variar con respecto a la longitud y anchura de los módulos, manteniendo, no obstante, la altura de 2 m.

Los andamios de fachada ofrecen conjuntos modulares estables y adaptables que permiten cubrir completamente fachadas y otras estructuras verticales con geometría plana y regular. Además, proporcionan plataformas de trabajo seguras y métodos de acceso para realizar una variedad de tareas, como rehabilitación, aplicación de revestimientos, mantenimiento y trabajos de albañilería en general.

Figura 2. Andamios de fachada. https://ggm.es/andamios/#fachada

La norma UNE-EN 12811-1 ofrece una descripción de los componentes que pueden ser parte de los andamios de trabajo y acceso en general, sin distinguir entre andamios de marco y multidireccionales. La principal diferencia entre ambos tipos radica en que los andamios de marco incorporan en un solo componente los montantes verticales y un travesaño horizontal, mientras que en los andamios multidireccionales estos componentes son separados. A pesar de esta diferencia, en su mayor parte, estos tipos de andamios son bastante similares. Aquí definiremos todos los componentes de los andamios con componentes prefabricados y abordaremos los detalles específicos de los andamios multidireccionales para otro artículo.

Figura 3. Componentes de un andamio de fachada europeo. https://www.alquiansa.es/productos/andamios-torres-moviles-escaleras-andamio/andamio-europeo-homologado-marco/

Describimos a continuación algunos de los componentes más característicos de este sistema:

Arriostramiento en plano vertical transversal: se refiere al conjunto de elementos utilizados para proporcionar la rigidez tangencial de la estructura en los planos verticales transversales. Estos elementos pueden incluir tubos, marcos con o sin refuerzos en las esquinas, marcos abiertos tipo pórticos, conexiones que pueden ser rígidas o semirrígidas entre los componentes horizontales y verticales, diagonales y otros elementos destinados al arriostramiento vertical. La finalidad de estos elementos es asegurar la estabilidad del andamio y garantizar su indeformabilidad en su plano correspondiente.
Arriostramiento en plano horizontal: se refiere al ensamblaje de componentes que brindan rigidez tangencial en los planos horizontales, logrando esto a través de elementos como techos, marcos, paneles, diagonales y conexiones rígidas entre travesaños, largueros y otros elementos destinados al arriostramiento horizontal.
Protección lateral: consiste en un conjunto de componentes diseñados para crear una barrera que garantice la seguridad de los operarios, evitando así el riesgo de caídas desde alturas y retención de materiales para prevenir su caída. Estos elementos de protección incluyen: la barandilla principal, postes (cuando no se fijan directamente en los montantes verticales o en el marco modular, como ocurre en el último nivel de trabajo), barandilla intermedia y rodapié.
Unidad de plataforma: se refiere al elemento, prefabricado u otro tipo, capaz de soportar una carga por sí misma y que constituye la plataforma o una parte de ella. Puede ser una parte esencial de la estructura de un andamio de trabajo, como en el caso de los andamios unidireccionales, donde forma uno de sus componentes estructurales. Estas unidades pueden ser estándares o también pueden ser plataformas de acceso, que cuentan con una trampilla practicable para permitir el acceso entre niveles a través de ella utilizando una escalera de mano.
Marco vertical: es un componente prefabricado compuesto por dos montantes verticales que se conectan de manera sólida mediante un travesaño horizontal. Este travesaño sirve como base para sostener los diversos módulos de las plataformas de trabajo, siendo, por lo tanto, un elemento esencial para sostener los diferentes niveles del andamio. Por lo general, los fabricantes de estos componentes incorporan esquinas de refuerzo en la unión entre los montantes y el travesaño para mejorar la rigidez y la capacidad estructural de estos marcos. Los montantes verticales del marco están equipados con elementos de conexión, generalmente del tipo cuña, que permiten la unión con las protecciones laterales, diagonales y otros elementos de refuerzo que deben estar integrados. Para la primera altura del andamio, los fabricantes proporcionan travesaños de arranque para cerrar el marco en la parte inferior.
Escalera: es un dispositivo diseñado para facilitar el acceso entre diferentes niveles. En un andamio que utiliza escaleras de mano, el acceso se logra a través de trampillas practicables ubicadas en las plataformas. Estas escaleras suelen ser abatibles, lo que permite guardarlas cuando no están en uso para evitar que interfieran con las tareas en curso. En otros casos, el andamio puede incluir escaleras de acceso incorporadas en algún punto de ensanchamiento del mismo, o también puede contar con torres de acceso adyacentes.

Aquí se presentan algunos consejos esenciales para el empleo de este tipo de andamios: se debe mantener la homogeneidad de las piezas, evitando la mezcla de componentes de diferentes fabricantes con el fin de garantizar una construcción segura y estable. Se recomienda la implementación de sistemas de seguridad automatizados para prevenir posibles vuelcos de las plataformas de trabajo. Asimismo, se sugiere facilitar la instalación de protección perimetral desde el nivel inferior y restringir el acceso de los operarios al andamio hasta que se haya asegurado la protección total de la estructura. Además, se puede considerar la reducción del peso de los elementos utilizados con el objetivo de mejorar la ergonomía de los montadores, e incluso, en caso necesario, se pueden emplear elevadores para facilitar el izado de las piezas, optimizando así la eficiencia y seguridad del trabajo. Estos consejos contribuirán a un entorno de trabajo más seguro y eficiente al utilizar este tipo de andamios.

Os dejo un catálogo de la empresa scaform-rux por si os resulta de interés.

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Os paso varios vídeos sobre este andamio. A continuación, uno de prevención de riesgos laborales.

Aquí otro vídeo sobre su montaje.

Referencias:

ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Optimización multicriterio para el diseño sostenible de edificios con estructura de hormigón armado

Acaban de publicarnos un artículo en el Journal of Cleaner Production, revista indexada en el primer decil del JCR. El trabajo se centra en la optimización del diseño multicriterio de los edificios con estructura de hormigón armado, teniendo en cuenta aspectos como el diseño eficiente, los factores ambientales (emisiones de CO₂) y la durabilidad. Explora las estrategias de optimización multiobjetivo y de un solo objetivo, así como el uso de los metamodelos de Kriging.

Los resultados muestran que tanto los enfoques de optimización multiobjetivo como los de un solo objetivo producen soluciones satisfactorias, lo que mejora significativamente los índices de sostenibilidad en comparación con el diseño tradicional. La metodología propuesta destaca la importancia de integrar técnicas de optimización avanzadas en los procedimientos de diseño tradicionales para promover prácticas de producción más limpias en el sector de la construcción.

Cabe destacar que la metodología propuesta mejora significativamente los índices de sostenibilidad en comparación con el diseño tradicional, lo que destaca la importancia de integrar técnicas de optimización avanzadas en los procedimientos de diseño tradicionales para promover prácticas de producción más limpias en el sector de la construcción.

El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Es fruto de la tesis doctoral en marcha de Iván Negrín (Cuba), que tengo el placer de codirigir con el profesor Moacir Kripka (Brasil).

Abstract:

This paper implements the multi-criteria design optimization of three-dimensional reinforced concrete frame building structures, considering aspects such as the realistic design of the elements, including foundations within the structural assembly, or considering the soil-structure interaction. The criteria for a more comprehensive sustainable approach are related to environmental, constructive, and durability aspects. The environmental factor is measured through CO₂ emissions, considering its capture due to concrete carbonation. The use of multi-objective strategies is evident in solving the multi-criteria problem. Still, it is also proposed to formulate this problem with a single function containing all the criteria to solve it as a single-objective optimization problem. Strategies are also offered to perform multi-objective optimization based on Kriging metamodels. Several alternatives for multi-criteria decision-making are explored. The results show that multi-objective metamodel-based optimization is a good strategy for solving this problem. Alternatively, the results of the single-objective optimization of the multi-criteria problem are very satisfactory. The solutions obtained are analyzed according to the type of optimization and the decision-making criteria. Optimized solutions significantly improve the sustainability indexes compared to traditional design. Multi-criteria optimization contributes significantly to achieving these indexes. Therefore, the proposed methodology allows for the sustainable design of any reinforced concrete frame structure. It highlights the importance of integrating more encompassing formulations and advanced optimization techniques into traditional design procedures to adopt cleaner production practices in the construction sector. Finally, several promising lines of research are presented.

Keywords:

Structural optimization; Reinforced concrete frame structures; Sustainable design; CO₂ emissions; Buildability; Service life

Reference:

NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Multi-criteria optimization for sustainability-based design of reinforced concrete frame buildings. Journal of Cleaner Production, 425:139115. DOI:10.1016/j.jclepro.2023.139115

Os podéis descargar el artículo de forma gratuita hasta el 22 de noviembre de 2023 en esta dirección:

https://authors.elsevier.com/c/1hsHa3QCo9j26Q

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:

ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

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:

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

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:

“Gran diámetro”: una serie de encofrados circulares desechables diseñados para diámetros de 650 a 1500 mm.
“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:

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.
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.
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:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

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.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

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:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

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.

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.