Charla Web “Prefabricación Pesada Usos y Ventajas” – PARTE II

¿Se pueden trasladar conjuntamente dos vigas de pretensado o no se recomienda hacer por la maniobrabilidad y el factor de seguridad? La cantidad de elementos a transportar depende de la capacidad el equipo de transporte.  Hemos llegado a mover 3 vigas en un solo viaje, pero se ha de cuidar la estabilidad del equipo y de las vigas durante la carga y descarga, así como el amarre de las mismas sobre camión y dollie o rastra. Incluso hemos tenido casos donde el transporte de vigas por parejas era obligado para poder arriostrarlas entre sí y conseguir así una mayor estabilidad que si se transportaran una a una.

¿Qué consideraciones se deben atender durante el diseño de puentes usando elementos prefabricados en zonas sísmicas intermedia-alta? La principal diferencia está en el diseño de uniones y en los posibles daños durante la construcción.  Las uniones han de poder soportar las acciones del sismo sin generar inestabilidad al resto de la estructura.  Ello hace que algunos diseños que van bien en zonas no sísmicas no funcionen adecuadamente en zonas sísmicas.  Y con relación a la construcción, hay que tomar precauciones con relación al arriostramiento o apuntalamiento de prefabricados hasta que queden unidos entre sí o a la estructura, reduciendo también lo más posible el tiempo hasta entonces. El Eurocódigo proporciona un procedimiento para evaluar posibles sismos durante etapas constructivas, lo que puede ser de gran ayuda para tener un parámetro de cálculo.

¿Tipos de disipadores sísmicos para puentes para una zona muy sísmica, con un suelo con antecedentes de licuefacción? Para el caso de prefabricación, no es fácil proponer el uso de disipadores sísmicos, ya que ello exigiría agrupar las vigas empotrándolas en una viga de apoyo que permita reducir al máximo su número, y aumentar la carga vertical por apoyo, lo que es condición necesaria para el uso de disipadores, que por otro lado son muy caros y precisan un análisis estructural especial, que no está al alcance de la mayor parte de proyectistas.  Alternativamente, hemos propuesto y usado apoyos de neopreno zunchado sobredimensionados para funcionar como aisladores sísmicos, desarrollando un modelo de cálculo iterativo, que combina el comportamiento elástico de los apoyos con el rígido de los topes sísmicos, llegando a una oscilación mixta, con una primera parte elástica, hasta que el apoyo llega cerca de su límite de desplazamiento horizontal, a partir del cual actúa una articulación rígida. Dicha oscilación tiene un periodo sensiblemente mayor que la rígida, lo que en definitiva reduce de forma importante las acciones inerciales. Ya está bastante estudiado el comportamiento aislante de los apoyos, pero solo es válido para desplazamientos pequeños, por lo que en caso de sismo se precisa siempre el uso de topes. Aprovechar el aumento de periodo que generan los neoprenos como aisladores permite llegar a reducciones de inercia similares a las de los disipadores, a una fracción del costo de éstos.

¿Para hacer la reparación de la viga presentada con qué tipo de material o dosificación se realiza? Las reparaciones de los elementos prefabricados no siempre son viables. Muchos sufren daños durante su manipulación, y en dichos casos es habitual que no se puedan reparar y sea preciso desecharlos. Si el daño es en una parte secundaria del prefabricado, que no afecta al comportamiento del mismo o a la zona afectada por el prefuerzo (en su caso), es factible la reparación, para lo cual se usan procedimientos habituales para obras de concreto reforzado. Lógicamente se ha de usar un concreto o mezcla de características resistentes similares o superiores al del propio prefabricado.

¿Qué es lo más recomendable para dejar la rugosidad en el hormigón en los elementos prefabricados, con aditivos retardadores o cepillar luego del colado o vaciado? La normativa considera varios tipos de superficie de contacto en el caso de las juntas, y según la rugosidad de la misma se pueden considerar en mayor o menor medida la resistencia a rasante de la misma.  Por ello, se ha de tomar en cuenta eso a la hora de ver el procedimiento de preparación de las superficies que se van a unir con otras en colados de segunda fase.   Nosotros de forma sistemática buscamos la máxima rugosidad, por lo que hacemos martelinado con equipo liviano de demolición, allá donde hay un molde, o dejamos superficies de acabado planchado, no llaneado, combinado si es posible con acero pasante.   Solo el usar retardadores recomendaría que se combinara con lavado a muy alta presión, para no solo sacar lechada sino también algo de arena, lo que deja la junta lavada y saturada de agua, con un efecto similar al cepillado muy intenso.  Lo importante el conseguir el mejor resultado con un costo razonable, pero siempre buscando la mayor rugosidad posible.

¿Cómo se puede evitar la vibración en losas prefabricadas? La vibración en todo elemento estructural es inevitable en la medida de que es una característica inherente de toda estructura en el rango de comportamiento elástico.  Hay vibraciones normales, que son poco perceptibles o molestas, pero cuando se incrementa su amplitud o tiene una frecuencia de vibración que se acopla con el uso, llega un momento en que resultan molestas.   Normalmente la normativa lo que hace es limitar la deformación o flecha debido a la sobrecarga, pero no considera la frecuencia de vibración.  Hay documentos que dan guías al respecto https://constructalia.arcelormittal.com/files/Vibration_EN–6106e7a7bd18ced6a7f471752d104089.pdf, con las que hemos evaluado nuestras losas, llegando a la conclusión de que más de 13m de luz (en vanos contínuos) no es recomendable.  Pero va a depender también de qué se disponga sobre la losa, ya que puede reducir drásticamente la vibración; por ejemplo, la disposición de paredes sobre la losa reduce sensiblemente ese efecto, así como la disposición de un piso que amortigüe las pisadas, etc.

¿Cómo se puede erradicar el movimiento o ruido de las losas prefabricadas? El movimiento se reduce en la medida que se unen las losas a otros elementos, razón por la cual nosotros establecemos juntas húmedas en todas las uniones de las losas, que por ello quedan monolíticas con la estructura final y se mueven con ella. Con relación al ruido, uniones que puedan tener algún tipo de movimiento, aunque sea restringido, puede generar ruidos, mientras que si quedan empotradas no se genera más ruido que el impacto de la carga móvil sobre la losa.  Así, en caso de sismo, las losas empotradas no hacen apenas ruido, mientras que las que dejan algún margen de movimiento sí lo hacen, incluso escandaloso. La lluvia no genera ruido sobre las losas, independientemente del tipo de unión.

¿Cómo determina si es relevante o irrelevante la fisura? La casuística de las fisuras es muy amplia, pero aquí van algunas pistas: si la fisura se genera poco después del fraguado, sin haber puesto carga sobre la estructura, lo más probable es que sea de retracción, de poca profundidad y menos importancia. Se aparecen en elementos secundarios, sin intersectar a la armadura principal, lo normal es que sea por manipulación del prefabricado, y lo normal es que no tengan mayor importancia, pudiendo repararse por medio de la apertura de la misma y el sellado con grout; solo recomiendo inyecciones epóxicas en casos críticos, donde se precise máxima impermeabilidad.  Si la fisura afecta al eje principal de la pieza, hay que hacer una evaluación más detallada de las circunstancias y ubicación para poder dar un juicio técnico. La mayor parte son reparables, pero podría darse el caso de que estén avisando de un daño crítico, en cuyo caso la actuación exige la restitución de la capacidad estructural o un refuerzo externo. Esos casos suelen estar relacionados con diseños o ejecución deficientes.

A mayor cantidad de cemento mayor calor de hidratación, ¿Cómo se maneja ello en los diseños de concreto para aminorar las fisuras, a través de qué tipo de curado del concreto? Efectivamente el concreto que se usa en pretensado tiene un alto contenido en cemento debido a la necesidad de contar con una alta resistencia inicial.  Por ello, tras el colado y acabado superficial se aplica una capa de líquido de curado (por ejemplo, en tilt-up) o se cubren con plástico para evitar la pérdida de humedad, lo que al evitar también la ventilación da lugar a la elevación de la temperatura con saturación de humedad, ambas condiciones óptimas para acelerar el fraguado de forma segura. Tras el desmoldado se aplica líquido de curado en las superficies laterales o inferior, en el caso de las placas tilt-up.

¿Se pueden hacer pilotes prefabricados? ¿Y al momento de colocar las piezas, se necesita la topografía siempre en el lugar? Los pilotes prefabricados, más si son pretensados, son ampliamente empleados a nivel internacional, resultando extraordinariamente interesantes ya que, a la propia calidad del material y el pilote, se suman las ventajas del proceso de hincado, que es una prueba de penetración a gran escala, con lo cual se garantizan capacidades portantes en comparación con los pilotes “in situ”. Para ello se precisa un equipo de hincado y manipulación de los pilotes que es mucho más económico que las perforadoras, y que tiene la gran ventaja de que sirve también bajo nivel freático, lo que en caso de pilotes perforados exige procedimientos mucho más caros. Para su instalación se precisa la misma topografía que para los pilotes perforados, o incluso menos, al producir una menor alteración de la superficie del terreno ya que no se extrae material. Hay mucho margen para su uso en Centroamérica, pero lastimosamente no está demasiado extendido.

En la construcción de una losa de un Puente, ¿Tienen alguna referencia en cuanto al costo/M2 en función de hacer un encofrado de madera o metal, o colocar elementos prefabricados? ¿Sería más factible colocar elementos prefabricados en cuanto al tiempo y seguridad? Sinceramente no hemos hecho números, pero sobre todo porque no hace falta.  Todos los que han moldeado tableros de puentes saben que no solo es caro y complicado el moldeado, sobre todo en los voladizos, sino también el desmoldado, sobre todo cuando el acceso inferior es peligroso (río, tráfico, altura, etc.).  Las prelosas solo incorporan un poco más de material que las losas moldeadas (el acero de Ø6mm de las celosías de los polines espaciales), la misma cantidad de concreto (en dos etapas, eso sí), y hay que sumar el costo de fabricación de los polines espaciales, los de transporte (pueden prefabricarse en el proyecto) y los de instalación.   No hay mayor costo de moldeado ni de cimbrado, y no se ha de desmoldar.  Al trabajar sobre el puente da una gran seguridad frente al moldeado.  En un día se pueden colocar las prelosas de un vano de 25m y 12m de ancho, lo que permite hacer el mismo trabajo en mucho menos tiempo y de forma mucho más segura que con el moldeado “in situ”.  En Europa es raro el tablero de vigas en el que no se usan prelosas, es un procedimiento prácticamente estándar. La principal limitante está en que, a la hora de ver la resistencia última de las vigas, es muy conveniente que la profundidad de compensación en la cara superior del concreto quede por encima del concreto de la prelosa, esto es, en el concreto de segunda etapa, lo cual no es fácil que se supere.

¿Cuál es el método de curado para estructuras prefabricadas con resistencias tempranas como f°c 290 kg/cm2 a 16 horas? Ese tipo de resistencia es más propia de instalaciones de producción industrial de losas alveolares, por ejemplo, donde se precisa completar ciclos muy cortos para mayor productividad, donde usan curado con vapor de agua.  En el mercado centroamericano es difícil poder amortizar ese tipo de inversión, debido a que se precisa dar salida a una elevada producción.  Nosotros trabajamos con fraguados no forzados, y transferencia de la fuerza a 3 días, con resistencias de 280 o 350 kg/cm2, para lo cual no se precisa más curado que el expuesto en la pregunta previa.

Cuando se postensa una viga de puente con una luz de 50 m., se requiere tener 2 segmentos de vigas de 25 m. cada una; ¿Deberán ser pretensadas los segmentos de vigas de 25 m. o pueden ser de concreto reforzado? Se trata de un tema de diseño constructivo. Personalmente no veo conveniente pretensarlo, es contraproducente.  Mejor disponer armadura de refuerzo para ello.  Sin embargo, frente a la prefabricación de segmentos es mejor hacer la viga completa, que va a resultar más homogénea y tiene menor riesgo de daños al tesarse a nivel de piso, no sobre cimbra.  Y todavía sería mejor optimizar la estructura dando continuidad sobre pila, para lo que pueden usarse elementos prefabricados pretensados que se empalmen en la zona de cambio de signo del momento.

¿Será la misma resistencia y durabilidad construir puentes o by pass? Como es el caso del by pass del Puerto de La Libertad. Un puente y un viaducto no tienen mayor diferencia en cuanto a normativa a verificar, por lo que la resistencia debería ser similar en la medida que han de verificar la misma norma.  El viaducto que se está concluyendo en el by-pass es un pórtico postesado a base de voladizos sucesivos de 170m de luz y de trazado curvo, el cual tendrá similar resistencia y durabilidad que otros puentes realizados se la zona, como el del río San Antonio, solo que es mucho más robusto debido a sus grandes dimensiones.

¿Algún análisis en cuanto a costo/tiempo en usar prelosas prefabricadas en la construcción de una losa de un puente? Ya que en mi país (Honduras) he estado en diferentes proyectos como constructor y en todos las realizamos por medio de encofrados de madera o formaletas metálicas.  Pienso que sería más factibles usar prelosas que cumplan esa función, ya que es más rápido y una forma más segura para el personal y algunas sugerencias o ventajas del porque sería mejor utilizar prelosas. En todos los proyectos que planteamos proponemos el uso de prelosas para acelerar la ejecución y conseguir la máxima seguridad para los trabajadores, permitiendo así mismo la ejecución de los voladizos de las losas, incluso de ancho variable, sin disponer ningún tipo de apuntalamiento. Sin embargo, no es una técnica muy extendida, quizá porque exige una labor de diseño de parte del proyectista (no es complicado, la verdad), y el uso de equipo de elevación para los constructores, que pocos tienen. Es un proceso usado en una gran cantidad de proyectos a nivel internacional y ampliamente usado en El Salvador, con muy buena aceptación entre los clientes. Nosotros ofrecemos el servicio de diseño, suministro y montaje, que ampliamos al tablero completo, por lo que cada vez hay menos excusas para no usarlo.

¿Realizan trabajos en obras menores? Como por ejemplo residencias. El trabajo en residencias puede resultar factible si se diseña la estructura a base de prefabricados. Claro que el costo se vería afectado por el hecho de que hay que amortizar gastos indirectos y de equipo que en obras de mayor tamaño se reparten en mayor cantidad de elementos. Claro que si se tratan de varias residencias se conseguiría mayor tamaño. El planteamiento de una residencia con paredes prefabricadas puede ser un reto interesante, y nos gustan los retos.

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