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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN
ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TIPO TÚNEL Y EL OMNIBLOCK
Trabajo Especial de Grado presentado por:
Ing. Rina Faria Moran
Especialización en Construcción de Obras Civiles
(Mención Edificaciones)
Maracaibo Julio de 2009
DERECHOS RESERVADOS
II
ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TIPO TÚNEL Y EL OMNIBLOCK
Trabajo de Grado para optar al título de Especialista en Construcción civil (mención Edificaciones) Presentado por:
________________________________
Ing. Rina Faria Moran C.I. 17.738.274
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DERECHOS RESERVADOS
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ÍNDICE GENERAL
Pág.
TITULO----------------------------------------------------------------------------------------- DEDICATORIA------------------------------------------------------------------------------
II III
AGRADECIMIENTOS---------------------------------------------------------------------- IV ÍNDICE GENERAL-------------------------------------------------------------------------- V ÍNDICE DE CUADROS-------------------------------------------------------------------- VII ÍNDICE DE FIGURAS---------------------------------------------------------------------- VIII ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS-------------------------------------------------------------- IX ÍNDICE DE ANEXOS---------------------------------------------------------------------- X RESUMEN------------------------------------------------------------------------------------ XI CAPÍTULO I: FUNDAMENTACIÓN Planteamiento y Formulación del Problema------------------------------------------ 1 Objetivos de la Investigación------------------------------------------------------------- 4 Objetivo General------------------------------------------------------------------------- 4 Objetivos Específicos------------------------------------------------------------------ 4 Justificación de la Investigación-------------------------------------------------------- 5 Delimitación de la Investigación--------------------------------------------------------- 6 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO Antecedentes de la Investigación------------------------------------------------------ 8 Bases teóricas de la investigación------------------------------------------------------ 12 Sistemas constructivos----------------------------------------------------------------- 13 Clasificación de sistemas constructivos--------------------------------------- 14 Sistema constructivo tradicional-------------------------------------------------- 14 Sistemas industrializados--------------------------------------------------------- 15 Sistema Omniblock®--------------------------------------------------------------- 16 Descripción del sistema Ommniblock------------------------------------------ 17 Ventajas del sistema Ommniblock---------------------------------------------- 18 Comportamiento del sistema Ommniblock----------------------------------- 19 Especificaciones técnicas del sistema Ommniblock---------------------- 21 Recomendaciones para uso del sistema Ommniblock-------------------- 23 Sistema tipo túnel ----------------------------------------------------------------- 26 Especificaciones técnicas del sistema tipo túnel---------------------------- 27 Estimación de costos--------------------------------------------------------------- 31 Materiales----------------------------------------------------------------------------- 32 Equipos------------------------------------------------------------------------------- 32 Mano de obra------------------------------------------------------------------------ 33 Especificaciones técnicas-------------------------------------------------------- 33 Mapa de Variables------------------------------------------------------------------------- 34
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CAPÍTULO III – MARCO METODOLÓGICO Tipo y nivel de Investigación------------------------------------------------------------- 35 Diseño de la investigación----------------------------------------------------------------- 36 Sujetos de la Investigación---------------------------------------------------------------- 38 Población--------------------------------------------------------------------------------- 38 Muestra----------------------------------------------------------------------------------- 39 Operacionalización de la variable------------------------------------------------------- 40 Técnicas de recolección de datos------------------------------------------------------ 40 Procedimiento ------------------------------------------------------------------------------ 42 CAPITULO IV - RESULTADOS Análisis y discusión de los resultados-------------------------------------------------- 52 Conclusiones--------------------------------------------------------------------------------- 61 Recomendaciones--------------------------------------------------------------------------- 63 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS -------------------------------------------------- 64 ANEXOS--------------------------------------------------------------------------------------- 66
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VII
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
Cuadro No. 1 Mapa de Variables---------------------------------------------------- 34
Cuadro No. 2 Deflexiones Máximas Permisibles---------------------------------- 48
Cuadro No. 3 Derivas Máximas Permisibles--------------------------------------- 50
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DERECHOS RESERVADOS
VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura No. 1 Sistema Omniblock--------------------------------------------------- 21
Figura No. 2 Características del bloque Omniblock-------------------------- 22
Figura No. 3 Recomendaciones al uso del Sistema Omniblock------------- 24
Figura No. 4 Recomendaciones al uso del Sistema Omniblock------------- 25
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ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
Pág.
Foto No. 1 Comprobación experimental del sistema Omniblock------ 23
Foto No. 2 Encofrado de muros utilizado el sistema tipo túnel--------- 28
Foto No. 3 Muros sistema tipo túnel en Viviendas------------------------ 29
Foto No. 4 Encofrado de entrepiso utilizado el sistema tipo túnel----- 30
Foto No. 5 Encofrado de muros utilizado el sistema tipo túnel--------- 31
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DERECHOS RESERVADOS
X
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo No. 1 ESTRUCTURA TIPO
Anexo No. 2 SALIDA DEL STAAD.PRO SISTEMA OMNIBLOCK
Anexo No. 3 CÁLCULOS SISTEMA OMNIBLOCK
Anexo No. 4 SALIDA STAA.PRO SISTEMA TIPO TÚNEL
Anexo No. 5 CÁLCULOS SISTEMA TIPO TÚNEL
Anexo No. 6 ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS -
PRESUPUESTO
Anexo No. 7 ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS – ANÁLISIS
DE PRECIOS UNITARIOS
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DERECHOS RESERVADOS
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIZACIÓN EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES
RESUMEN
ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TIPO
TÚNEL Y EL OMNIBLOCK
Autor: Ing. Rina Faria Moran Tutor: Ing. Jesús Medina
Fecha: Julio 2009
El objetivo de la presente investigación del tipo descriptiva transeccional no experimental, fue realizar un análisis comparativo entre los sistemas tipo túnel y el omniblock, soportados por los lineamientos planteados por Forsa (2008) y Marrero (2002) respectivamente. Para ello fue necesario revisar las especificaciones de los sistemas, con el fin de desarrollar dos simulaciones bajo una misma geometría para determinar el costo-beneficio del uso de los dos sistemas en particular, siguiendo lo indicado en la Norma ACI 530-05 (Omniblock) para mampostería reforzada y lo indicado en COVENIN 1753-2006 para estructuras de concreto armado. La población estuvo integrada por aquellas edificaciones que pudieran soportar los sistemas en cuestión, determinando a la planta descrita anteriormente como la muestra de análisis. Estas estructuras analizadas consisten en el uso de una edificación tipo de 2 niveles, bajo una simulación estructural en el Staad.Pro de cada sistema. En cuanto a los resultados obtenidos se determinó que el sistema tipo túnel para las condiciones planteadas es más económico que el Omniblock, debido a su progresividad constructiva que permite mejorar los rendimientos y por ende ofrece una mayor productividad dado el manejo en construcción en masa que se le puede dar a este sistema y estructuralmente resulto ser más estable, por lo que se recomienda su uso. Dado a este aspecto la investigación será una guía para otras investigaciones que deseen analizar y comparar las tecnologías constructivas planteadas con otras que pueden brindar sus beneficios respectivos.
Descriptores: sistemas constructivos, sistema omniblock, sistema tipo túnel. rina_any@hotmail.com
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C A P Í T U L O I
F U N D A M E N T A C I Ó N
Planteamiento y Formulación del Problema
Para, Merrit, (1996), el avance tecnológico actual ha provocado un
crecimiento sostenible en el desarrollo de nuevas técnicas y sistemas en la
construcción de edificaciones de diversa envergadura y características; estructuras
definidas bajo esquemas determinados no sólo por la estética y la estabilidad de la
misma, sino por un factor como lo es el económico.
Dentro de este marco de referencias, es importante destacar como hoy en
día se han impuesto a nivel mundial nuevos sistemas constructivos, como vías
para ofrecerle al constructor la posibilidad de tener un abanico de opciones para
darle vida a cualquier edificación, brindando la posibilidad de proyectarlas,
sustentadas sobre la base de los factores económicos y de costos asociados; así,
como la seguridad estructural y la adaptación de dichos sistemas a las condiciones
requeridas por el ambiente que lo rodea. Entiéndase por sistema o método
constructivo al conjunto de tecnologías utilizadas para llevar a cabo una edificación
en particular
No obstante, muchos de estos sistemas poseen características particulares
las cuales diferencian uno del otro; siendo en algunos casos la integridad
estructural una de estas, dado que muchos de los modelos constructivos son más
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convenientes en caso de condiciones diferentes, como son la aparición de cargas
entre las cuales se pueden señalar las afectadas por acciones accidentales (sismo
o viento), o simplemente por factores relacionados con el clima, ubicación,
humedad y temperatura ambiental.
Ahora bien, otras características que diferencian los sistemas constructivos
son la refracción térmica y la sónica o acústica, dado que en caso de estar
expuestos a temperaturas apremiantes y a zonas muy ruidosas, es necesario
cumplir con la disipación de estos efectos mencionados. Estos son aspectos de
vital importancia a la hora de escoger un sistema constructivo en específico. Sin
embargo, cada día se exigen no sólo sistemas estables, confiables y seguros, sino
que además sean económicos, teniendo en cuenta la importancia de los costos
asociados a la construcción de cada sistema en especifico, siendo estos
determinantes en la solución de un sistema determinado, basado en el aspecto de
la optimización de costos como parámetro fundamental a la hora de proyectar.
Dentro de este contexto, es necesario indagar en cuál sistema y situación
específica, cada uno de ellos debe ser utilizado, considerando evidentemente y
como recién se menciona, el factor económico como elemento indispensable en la
elección definitiva de un sistema tipo, especialmente aquellos que han demostrado
sus notables beneficios. En tal sentido, se plantean dos de estos sistemas
constructivos, como componentes esenciales en la construcción de edificaciones
en Venezuela, y sus beneficios deberían ser analizados de manera conveniente,
dada la idea de plantear usar los mismos en sustitución de sistemas tradicionales
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como lo son en Venezuela, el sistema aporticado de vigas y columnas de concreto
armado y losa nervada o maciza para los entrepisos, la cubierta o el techo.
De mismo modo, Sánchez (2008). Es por esto, que se destaca inicialmente
el sistema de construcción tipo túnel, el cual es un sistema desarrollado en los
Estados Unidos de amplio uso en el contexto internacional. Para su construcción
se desarrollan muros de concreto ‘in situ’ y esta convenientemente armado con
acero de refuerzo, empleando formaletas, los cuales permiten obtener un buen
acabado y con un valioso rendimiento de construcción
Asimismo, Marrero (2002). Otro sistema que debe ser analizado, es el
conocido como Omniblock®, tecnología integrada por un sistema abierto formado
por dos bloques de concreto, el cual por transformación y sin producir desperdicios
por corte, generan diversos tamaños y piezas para todas las situaciones
constructivas de la edificación (paredes, losas de entrepiso, techos, vigas, bloques
de ventilación). Estos sistemas destacados anteriormente, poseen sus
características particulares, ventajas y beneficios respectivos y condiciones
específicas donde su utilización es más consecuente, destacando que se
desconoce entre estos sistemas, cuál brinda mayores ventajas ante su uso y su
disposición en proyectos sin importar su envergadura y costo de fabricación. Sus
diferencias y particularidades los hacen inconmensurables bajo un simple análisis
y una mera comparación.
Es por esto, que si no se realiza un análisis comparativo entre estos
sistemas destacados anteriormente, no se podrá establecer bajo cuál escenario
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seria beneficioso usar uno u otro, e incluso si sus bondades son mayores
al sistema tradicional como para presentar su ofrecimiento ante un abanico de
opciones en las cuales pudiera estar el constructor venezolano, ante la búsqueda
de la economía sin sufrir pérdida en la calidad y la estabilidad de las estructuras.
Una vez presentada sobremanera la problemática de la investigación,
basada en la necesidad de indagar en nuevos sistemas constructivos o
tecnologías alternativas para ser utilizadas en el desarrollo de nuevas estructuras,
se plantea la siguiente interrogante, la cual debe dársele respuesta efectiva,
concreta y oportuna: Entre los sistemas constructivos tipo túnel y el sistema
Omniblock®, ¿Cuál de los métodos constructivos es más beneficioso desde el
punto de vista económico y estructural?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Analizar comparativamente los sistemas constructivos tipo túnel y el sistema
Omniblock®.
Objetivos Específicos
Identificar las especificaciones técnicas del sistema constructivo
Omniblock® y tipo Túnel mediante la revisión de la información disponible de la
tecnología en cuestión.
Diseñar una edificación de 2 niveles utilizando el sistema constructivo tipo
Omniblock® y tipo Túnel.
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Determinar los costos de construcción de la edificación de 2 niveles
diseñada utilizando el sistema constructivo tipo Omniblock® y tipo Túnel.
Analizar comparativamente la edificación de 2 niveles diseñada
utilizando el sistema constructivo tipo túnel y el sistema de construcción tipo
Omniblock®.
Justificación de la Investigación
Ante la búsqueda de nuevos sistemas constructivos que permitan brindar al
constructor, nuevas técnicas y elementos para darle vida a proyectos más
económicos y estables, se creó la inquietud de desarrollar la presente
investigación enmarcada en exponer el análisis sobre el uso de dos del cúmulo de
sistemas constructivos utilizados actualmente, los cuales pueden ofrecer en virtud
del planteamiento realizado, una nueva visión completa rompiendo paradigmas del
sistema tradicional venezolano basado en estructuras simplemente aporticadas
formadas por losas macizas o nervadas, vigas, columnas, fundaciones de distintos
tipos y cerramientos con bloques de arcilla y/o concreto o frisos base de cemento,
arena y cal.
Estos sistemas propuestos son el conocido como el sistema tipo túnel y el
sistema de mampostería armada llamado y reconocido como el sistema
Omniblock®, los cuales ofrecen sus bondades y enriquecen ante una gran gama
de opciones constructivas, la posibilidad de ser utilizadas como sistemas
alternativos al sistema tradicional. Es por esto que el beneficio práctico y
económico de esta investigación, fue la proposición de estos sistemas como
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posibles soluciones y una bandeja de opciones ante la gran amplitud de sistemas
ya existentes; basado indudablemente en las virtudes y el fundamento de la
optimización de recursos y la presentación de nuevos esquemas constructivos.
En otros planteamientos importantes, es necesario destacar que ésta
investigación permitió desde un marco social integral, presentar una posible
alternativa ante el desarrollo de viviendas de bajo costo de interés social,
precisándose en el problema de vivienda existente no sólo en Venezuela, sino en
Latinoamérica. La evaluación de los costos de estos productos al momento de
construir, ofrece nuevos patrones de actuación en el constructor de viviendas, y
más aún si se determinan costos competitivos ante los otros sistemas.
Desde la óptica metodológica, esta investigación presenta un aporte
importante a aquellos investigadores y tesistas que deseen indagar en virtud del
desarrollo de sus propias investigaciones, como guía no sólo en temas similares
sino en cualquier tema relacionado con la construcción y desarrollo de obras de
ingeniería civil.
Delimitación de la Investigación
Delimitación Temporal: Esta investigación se realizó en el período comprendido
entre Enero del 2009 a Julio del 2009, de la misma forma Delimitación Espacial,
La presente investigación se realizó en la ciudad de Maracaibo, Estado Zulia,
Delimitación Temática: La presente tesis estuvo enmarcada dentro del área de
construcción de obras civiles y edificaciones, específicamente en el área de
análisis y desarrollo de sistemas constructivos y tecnología de la construcción.
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Esta línea de investigación está sustentada en base a los planteamientos
normativos de los códigos COVENIN-MINDUR 1753 (Concreto Armado), ACI 318-
05 (Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary) y ACI
315-99 (Details and Detailing of Concrete Reinforcement); así como en las
especificaciones técnicas del sistema Omniblock® (Marrero, 2002) y el sistema
tipo túnel (Forsa, 2008).
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C A P Í T U L O I I
M A R C O T E Ó R I C O
Con este capítulo se busca ampliar la descripción del problema, así como
también integrar la teoría con la investigación y sus relaciones mutuas, en este
caso se pretende afianzar los conocimientos existentes en el área que se va a
investigar, es decir, expresar proposiciones teóricas generales sobre la variable en
estudio.
Antecedentes de la Investigación
Arteaga (2009), desarrolló una investigación titulada: “Evaluación de costos
de los sistemas de construcción Emedos y sistema túnel para una vivienda
unifamiliar”, el cual tuvo como finalidad realizar un detallado análisis comparativo
entre dos sistemas innovadores en relación con la construcción de viviendas como
son el sistema Emedos y el sistema Túnel destacando las características técnicas
de cada sistema, y haciendo especial énfasis en las propiedades aislantes y
estructurales de los referidos sistemas.
Esta investigación de carácter descriptiva y diseño no experimental,
presenta información técnica de los sistemas, se procedió a realizar una profunda
evaluación económica aplicada a un modelo de vivienda unifamiliar de interés
social, la cual definió sobre medida la población o unidad de análisis en presente
estudio. A través de esta se realizó el respectivo análisis de precios unitarios y se
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elaboró un presupuesto para cada uno de los sistemas. En tal sentido, se destaca
que esta investigación se empleó como guía referencial y fundamental al momento
de interactuar con el sistema constructivo tipo túnel y sus bondades. Igualmente, el
análisis de costo realizado permitió obtener la cuantificación y posicionamiento
económico del sistema constructivo ante un factor tan trascendental como lo es el
costo de los productos para la construcción.
Adicional a esto, por ser un estudio de carácter descriptivo, el desarrollo del
mismo sirvió de fundamento y guía esencial, dado a la manera como se
analiza las bondades y desventajas del uso de dos sistemas constructivos
diferentes, destacando los parámetros de comparación y los indicadores de
análisis.
Igualmente Chávez y Gómez (2009), desarrollaron una tesis titulada
“Análisis de costos entre el sistema constructivo túnel y el sistema tradicional para
la construcción de una vivienda unifamiliar”. Estos autores destacan que la
situación económica actual del país se evidencia en el fenómeno del desempleo y
la inflación, por lo cual estos decidieron centrar su investigación en establecer un
método constructivo idóneo, buscando cubrir las especificaciones estructurales
exigidas y la economía necesaria como aporte relevante para la sociedad
venezolana.
Esta investigación es tipificada como un estudio de carácter descriptivo, con
un diseño no experimental, de campo, definido por una población integrada por las
viviendas unifamiliares que utilizan el sistema constructivo tradicional o el sistema
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tipo túnel, en base a una muestra definida por una vivienda unifamiliar proyectada
para realizar el respectivo análisis.
No obstante, estos investigadores procedieron a elaborar un análisis
comparativo de costos, basados en dos sistemas de construcción de concreto
armado, centrando el análisis en los costos de los materiales, equipos, mano de
obra. Otras características utilizadas para comparar fueron el tiempo de ejecución,
la trabajabilidad y la viabilidad económica de dichos sistemas.
Ambos sistemas, tanto el tipo túnel como el tradicional tomaron como
referencia el mismo diseño de vivienda, llegando a una concluyente importante;
resultando más factible y económico desarrollar la vivienda a través del Sistema
Constructivo Túnel. Dado a esta condición se justifica analizar este sistema como
vía para obtener estructuras seguras y económicas, fundamentando que la
presente investigación fue una guía notable para el desarrollo de la exploración
realizada y determinando la importancia del uso de este sistema constructivo como
una tecnología oportuna y apropiada para la construcción de viviendas de bajo
costo.
En otro orden de ideas, Sánchez (2008), presentó en el Diplomado de
Vivienda y Vialidad de la Universidad del Zulia, un trabajo o documento
referenciado en los sistemas prefabricados modulares de concreto armado,
específicamente el sistema túnel como integrante de estos sistemas, el cual ha
sido utilizado por la Corporación Habitacional Soler en sus construcciones. En este
documento se detalla una reseña histórica, beneficios, variantes del sistema, sus
especificaciones técnicas y sus beneficios de utilización. En tal sentido y aunque
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este no sea una investigación de grado o un texto formalmente definido, en este
trabajo se presenta información importante para el desarrollo de la presente
investigación en referencia al sistema tipo túnel, y sus beneficios dados
directamente por un usuario a gran escala del sistema como lo es este consorcio.
Muchas de las fotografías y figuras mostradas del uso del sistema constructivo tipo
túnel son extraídas de este documento.
En cuanto al sistema Omniblock®, Marrero (2002), desarrollo un trabajo
especial titulado como “Tecnología Omniblock®. Mampostería estructural de
bloques de concreto para la construcción progresiva”, donde se presenta las
bondades del uso y los beneficios del sistema ante otros sistemas. Esta
investigación es de carácter descriptiva, basada en un proyecto factible
establecido bajo una propuesta del sistema mediante el análisis técnico mediante
ensayos particulares para determinar las bondades y desventajas del uso del
mismo. Este estudio es de carácter experimental, transversal, de diseño de
campo.
Es por ello, que se puede indicar que el aporte cardinal de esta
investigación conforma un antecedente fundamental sobre dicho sistema y su
indagación tanto estructural como económica en la presente investigación. Su
compendio teórico fundamenta el uso de este sistema debido a lo escaso de la
información y lo abundante del autor Marrero (2002), en cuanto a la información
que se presenta referente al sistema Omniblock® y los beneficios en el uso de
esta tecnología constructiva.
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Bases Teóricas de la Investigación
Las bases teóricas en la investigación estarán relacionadas con todos aquellos
planteamientos relacionados con los sistemas constructivos en estudio, así como
todos aquellos fundamentos, criterios, definiciones y conceptualizaciones
necesarias para el desarrollo de la presente investigación, bajo los objetivos
planteados.
Técnicas de construcción
La construcción es una actividad básica fundamental de toda sociedad,
necesaria para llevar la arquitectura a obras creadas. Permite desarrollar la
expresión material de una idea, mediante la creación de espacios habitables
producto de la arquitectura como ciencia. Este aspecto, determina que por tratarse
de una expresión, este desarrollo se nutre de ideas, tecnologías, de procesos y
sistemas que integran un compendio muy completo de patrones, procedimientos y
esquemas.
En el contexto se define como Tecnología de la Construcción al conjunto de
máquinas y herramientas, insumos materiales y productos, procesos y
conocimientos, de que dispone la sociedad en un momento determinado. En el
sector vivienda latinoamericano se utiliza y acepta la expresión tecnología
apropiada, término polémico en su calificativo, relacionado con identidad cultural y
medio ambiente; para el ITACAB (Instituto de Transferencias de Tecnologías
Apropiadas del Convenio Andrés Bello), la finalidad de aplicar tecnologías
apropiadas es la de mejorar la calidad de vida de los usuarios buscando el
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desarrollo autogenerado y sostenido, fundamentando su aplicación en la
adecuación actual de técnicas artesanales de construcción.
Sistemas Constructivos
El Diccionario de Arquitectura y Construcción del Banco de Términos
de Edificación (BANTE) de Valladolid, define un sistema constructivo del
siguiente modo: “es cada uno de los conjuntos funcionales de materiales y
elementos constructivos en que puede subdividirse la totalidad de un edificio”. En
principio, ésta parece ser una definición más colindante a lo que se aspira
identificar.
Cuando se habla de "sistema constructivo" se hace referencia a algo
relativo a la construcción pero con cierta autonomía dentro de las características
del edificio. Por ejemplo, si se habla de sistemas constructivos estructurales en la
arquitectura actual pueden considerarse sistemas de estructura de acero o de
concreto, o incluso mixtas, con unos elementos portantes de un material y los
entrepisos o forjados de otro. Sin embargo, para poder llamarlos sistemas deben
de comprender en sí una solución completa, en este caso, a las necesidades
estructurales del edificio. Lo mismo podría decirse de otros sistemas tales como
los cerramientos, particiones o instalaciones. Cada uno de ellos puede ser
independiente en sí pero deben estar integrados en una arquitectura final única.
En tal sentido, Soto y Araujo (1999), mencionan que los sistemas
constructivos son los diferentes métodos o procedimientos por medio de los cuales
se lleva a cabo la fabricación o construcción de una edificación u otro tipo de
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estructura. Si en la actualidad es posible diferenciar diversos sistemas dentro de
un solo edificio, tales como el sistema estructural, el de cerramientos, el de
particiones, el de instalaciones, entre otros. En las arquitecturas específicas se
encuentra que los sistemas constructivos son poli-funcionales, es decir, la misma
solución constructiva material sirve tanto como sistema de sustentación como de
cerramiento o particiones.
Clasificación de sistemas constructivos
A continuación se presenta la clasificación básica de los sistemas
constructivos siendo estos los Sistemas Tradicionales y Sistemas Industrializados,
analizados a continuación:
Sistema constructivo tradicional
Determinar el nacimiento de la tecnología tradicional en Venezuela ha sido
difícil. La primera es la tecnología en tierra, vigente hasta el gobierno del general
Gómez (1908-1935) y, la otra, la tecnología del bloque de arcilla o cemento y
estructura en concreto, la cual ha perdurado hasta la actualidad. Esta última ha
dominado, por causas diversas, la manera de construir de la gente, durante casi
un siglo, lo cual ha dificultado la incorporación de otras alternativas, problema
determinante para el desarrollo del presente trabajo.
Por tal motivo es justo y necesario de definir al sistema constructivo
tradicional, como “El conjunto de procesos de diseño, organización y ejecución de
edificaciones, que en un país o región determinada se reconocen como la
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práctica usual de construcción, durante un período de tiempo considerable”
(INAVI, 1982).
En tal sentido, de esta manera se percibe claramente que lo tradicional para
países como Estados Unidos o Japón no lo es para Venezuela; lo tradicional para
los años cuarenta del siglo XX, no lo es para nuestros días, ni tampoco
necesariamente lo será para un futuro próximo. Todo depende del contexto
económico, industrial y social redundante en el país.
Sistemas Industrializados
Son aquellos en los que se aplican determinados principios de técnicas
industriales, referidos a repetición de elementos, coordinación de dimensiones y
especialización de mano de obra. Se citan como parámetros de la
industrialización, la rapidez de ejecución, la economía de materiales disponibles,
reducción de personal y el aspecto cualitativo del producto.
Mediante la industrialización se pretende conseguir resultados positivos
del proceso constructivo y sus características, a través de una recopilación
de información, su organización y análisis, comparación de soluciones y selección
de la mejor. Dentro de los denominados sistemas industrializados son
determinables varios tipos según diversos factores como comportamiento
estructural, función, tecnología y producción, manejo de elementos y componentes
constructivos.
A continuación se muestra y detallan dos de los sistemas constructivos
industriales que considera el autor de la presente investigación que pueden ofrecer
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grandes ventajas tanto económicas como estructurales, los cuales serán
analizados y comparados en el presente estudio bajo los aspectos mencionados
anteriormente. Estas tecnologías constructivas están integradas por el sistema
Omniblock® y el sistema tipo Túnel.
Sistema Omniblock®
Marrero (2002).El incremento de la aplicación de la Mampostería Estructural
de Bloques de Concreto en Muros en viviendas de bajo costo, depende en gran
medida, del manejo adecuado de la técnica por parte de los actores involucrados
en las fases de su ciclo de vida y de su coherencia con las condiciones culturales y
geoclimáticas de cada región, en el marco de principios de sustentabilidad
En la práctica proyectual y constructiva, se requiere que la decisión sobre la
aplicación de la Mampostería estructural, incluya las posibilidades y limitaciones
de la tecnología y su capacidad para la generación de determinadas tipologías,
configuraciones y calidades espaciales; así como las opciones de producción de
componentes, sus normas y patología, como parte de las decisiones del proyecto
(Marrero, 2002).
De igual forma, los productores deben ofrecer estrategias de investigación
y asesoría para optimizar la utilización de sus productos, y por su parte, los
usuarios y organismos reguladores deben exigir el cumplimiento de controles de
calidad y proyectos que prevean las modificaciones en el tiempo, sin comprometer
la integridad de la Mampostería estructural.
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Marrero (2002).En el caso de la mampostería estructural de bloques de
concreto en Venezuela, se observa una situación paradójica, ya que aún cuando
la capacidad instalada, materiales y mano de obra capacitada para la producción y
construcción de bloques de concreto existe en casi todo el territorio nacional,
prácticamente su uso adecuado como cerramiento portante es poco usual, entre
otras razones, por la inexistencia de normas, control de calidad y tradición
constructiva
No obstante es necesario destacar que el bloque de concreto en Venezuela
aunque es utilizado con mucha frecuencia, su uso está planteado básicamente
para el desarrollo de cerramientos y como una simple pared, aunque de vez en
cuando en construcción informarles es regular ver utilizar el bloque como
encofrado, como si se tratase de mampostería confinada, aunque a ciencia cierta
no lo sea.
Bajo estas premisas y dado la potencialidad de la mampostería estructural
para la reducción de costos de construcción, sus capacidades y ante la necesidad
de la verificación de nuevo sistemas constructivos o tecnologías constructivas, se
formuló en la presente investigación como parte de los objetivos fundamentales
que metológicamente la integran, el análisis de un sistema bajo este esquema
estructural.
Descripción del sistema Omniblock
La tecnología Omniblock® consiste en un sistema abierto formado por dos
bloques de concreto, que por transformación y sin producir desperdicios por corte,
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generan diversos tamaños y piezas para todas las situaciones constructivas de la
edificación (paredes, losas de entrepiso, techos, vigas, bloques de ventilación).
Según el diseño de mezcla los bloques podrán ser utilizados como paredes
portantes o como cerramiento.
Ventajas del sistema Omniblock
Marrero (2002): Entre las ventajas del uso del sistema Omniblock® ante
otros sistemas constructivos se tienen
1) Pertinencia del producto con las condiciones socio económicas del entorno,
al ofrecer un sistema constructivo abierto, constituído por los bloques
propuestos, compatible con los sistemas existentes, concebidos bajo criterios
que permiten el crecimiento progresivo de las edificaciones, en
contraposición a los elementos constructivos existentes en el mercado los
cuales fueron diseñados para realizar construcciones terminadas de una sola
vez.
2) El producto pertenece a la familia de la mampostería, tecnología que está
culturalmente arraigada en la práctica constructiva nacional e internacional.
En cuanto a la INNOVACION, su geometría, permite la reducción de
desperdicios de un 10% a un 5%, la disminución del número de ejecuciones
requeridas por cada metro cuadrado de construcción en un 25%. Los
estudios experimentales realizados indican la posibilidad de reducción de un
85% del peso de acero requerido para la construcción de los refuerzos
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verticales de las paredes (machones), para viviendas de un piso, con la
consiguiente disminución de costos.
3) Para la producción se utiliza la capacidad instalada, materiales y mano de
obra existente en el país. No requiere de inversión en nuevas plantas, sino la
adaptación de moldes o encofrados que son específicos para cada modelo
de maquinaria.
4) Es importante señalar que a pesar del discernimiento de la propuesta
Omniblock®, donde se destaca en esencia la de una técnica tradicional,
requiere antes de su aplicación, de la necesaria verificación para constatar su
desempeño con las particularidades implícitas en su geometría, dado
singularmente a sus proporciones e incorporación de ranuras de precorte,
pudiesen producir un comportamiento desfavorable con relación a los
bloques del mercado.
Comportamiento del sistema Omniblock
Para evaluar el comportamiento de los bloques Omniblock® desde el punto
de vista sismorresistente, se fabricó una serie de muros los cuales fueron
ensayados ante carga lateral alternante hasta alcanzar su agotamiento. Se utilizó
la mampostería confinada y la armada internamente por ser los tipos de
mampostería reforzada más comúnmente utilizados para fines sismorresistentes
en Venezuela y otros países (muros A, B, C y D).
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El muro tipo E fue propuesto para evaluar experimentalmente el
comportamiento estructural de la configuración en el confinamiento. Como
resultado de esta comprobación experimental, (Castilla, E. y Marinelli, A, citado por
Marrero, 2002) es importante señalar dos elementos significativos de los
resultados obtenidos referidos a la cantidad de acero utilizado y al número de
operaciones requeridas para colocar los refuerzos, obviando lo concerniente a las
vigas de fundación y corona, por ser éstas un factor común en todos los muros.
Considerando el peso del acero y el número de ejecuciones para su
colocación en los muros «A» y «B» (Ver figura No. 1), de mampostería confinada
con machones como referencia (100 %), se tiene que para los muros «C» y «D»,
se requiere un 47,32 % del acero y un 14,70 % de las ejecuciones. Para el muro
«E» de la mampostería Omniblock® confinada internamente mediante las «T» de
los extremos, se utiliza el 15,88 % del peso del acero y el 2,94 % de las
operaciones, lo que es un aporte para la reducción de costos de materiales y
mano de obra para la construcción de viviendas de interés social de un piso.
Queda pendiente verificar el comportamiento de muros en edificaciones de
dos pisos en adelante Marrero (2002). En tal sentido se plantea desde el
respectivo análisis estructural, verificar el comportamiento de estos elementos ante
dos niveles y realizar las comparaciones pertinentes como fundamento esencial a
la hora de proponer el análisis de este sistema y su comparación con otro sistema
innovador.
DERECHOS RESERVADOS
21
Figura No. 1
Sistema Omniblock
Fuente: Marrero (2002)
Especificaciones técnicas del sistema Omniblock
Aunque no es visualizable en las figuras mostradas, la variedad de
espesores de los bloques del sistema Omniblock ® van desde 10 a 20 cms de
espesor, dependiendo de las alturas y las cargas a transmitir por la estructura a
proyectar utilizando este sistema. Como regla general se debe cumplir la condición
donde t < h / 25 para poder utilizar el bloque tipo del sistema.
DERECHOS RESERVADOS
22
Figura No. 2
Características del bloque Omniblock®
Fuente: Marrero (2002)
DERECHOS RESERVADOS
23
En tal sentido, se plantea a continuación una fotografía tomada en el
momento de la comprobación experimental realizada al sistema Omniblock®
(Marrero, 2002).
Foto No. 1
Comprobación experimental del sistema Omniblock®
Fuente: Marrero (2002)
Recomendaciones para uso del sistema Omniblock®
Entre las recomendaciones que deben tomarse en cuenta para la
disposición del sistema Omniblock® desde el punto de vista estructural están las
proporciones requeridas entre la altura y largo de la edificación y la longitud total la
cual es dependiente de la altura, del ancho del muro y de la cantidad de niveles de
dicha estructura.
DERECHOS RESERVADOS
24
Figura No. 3
Recomendaciones al uso del Sistema Omniblock
Fuente: Marrero (2002)
Otro aspecto que debe ser considerado es la disposición de dinteles y las
alturas de los claros de las ventanas y puertas en dichos muros de mampostería
utilizando el sistema Omniblock®. Cuidar la correcta disposición de estos
elementos es importante, los cuales pueden ser visualizados en la siguiente figura
adjunta.
DERECHOS RESERVADOS
25
Figura No. 4
Recomendaciones al uso del Sistema Omniblock
Fuente: Marrero (2002)
Para el diseño se establecer según consideraciones de Arnal (citado por
Marrero, 2002) para los bloques que integra la Mampostería reforzada, bloques
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26
Omniblock® estimados en una resistencia de 127 Kgf/cm2 sobre el área neta.
Esta resistencia debe ser verificada ya que estos valores en bloques de concreto
pueden bajar notablemente si no se cuidan los procedimientos adecuados de
fabricación.
Sistema Tipo Túnel
El sistema constructivo tipo túnel se origina en los años 1950 en Francia
con la patente Outinor y se ha difundido mundialmente con gran cantidad de
alternativas, siendo su característica fundamental el vaciado monolítico de losas y
muros en diseños de edificaciones modulares y repetitivas, los cuales no tienen
vigas ni columnas, con lo que se logra una gran celeridad, eficiencia y economía
en el proceso. Este sistema está sumamente difundido también en USA y América
Latina, tanto así que ACI (American Concrete Institute) lo reconoce en el reporte
ACI 347.2R-05 Guide for Shoring / Reshoring of Concrete Multistory Building.
En los sistemas tipo túnel donde sólo existen muros y losas, no se producen
los asentamientos diferenciales originados por exudación y asentamiento plástico
que si existen en los sistemas aporticados. Por un lado los espesores de las losas
son muy reducidos en comparación a los de las edificaciones convencionales,
disminuyendo sensiblemente la magnitud de los asentamientos por exudación los
cuales son directamente proporcionales al espesor del elemento, y por otro lado,
no existe la gran diferencia en masa entre el espesor de la losa y la columna o
muro, dando origen a los denominados asentamientos diferenciales.
DERECHOS RESERVADOS
27
Especificaciones técnicas del sistema tipo túnel
Entre los encofrados tipo túnel se encuentra el denominado Integrit, que
emplea elementos modulados de 1,20 m de ancho y 2,70 y 2,90 m de altura
siendo de 105 kg el peso de los primeros y de 123 kg el de los segundos. Estos
elementos se arman y desarman por medio de mecanismos sencillos y de fácil
operación y, debido al reducido peso se realiza en forma manual, sin uso de grúas,
redundante en una considerable economía en equipo y ahorro de espacio útil en la
obra.
El módulo de 1,20 metros, adoptado para los elementos componentes de los
moldes, según detalles del sistema, ofrece múltiples ventajas: buen rendimiento de
mano de obra, reducción de piezas accesorias y la disminución del costo de
fabricación de los elementos. Igualmente los encofrados de su producción pueden
emplearse alrededor de 500 veces en buenas condiciones de uso y conservación.
Contribuye a lograr ese rendimiento la circunstancia en donde es posible
retirar los tramos verticales del túnel antes que las piezas horizontales destinadas
a las losas, debido a un dispositivo especial de sujeción, el cual permite su
reutilización inmediata si se dispone de un segundo juego de encofrados
horizontales. Para la construcción de vanos y aberturas para carpintería, en las
paredes de concreto, se instalan premarcos metálicos regulables antes vaciado de
las paredes y tabiques. Las escaleras de concreto se moldean posteriormente al
vaciado de la estructura. Otros sistemas que nacen del tipo túnel son el sistema
forsa, el sistema Kwikstage, entre otros.
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Foto No. 2
Encofrado de muros utilizado el sistema tipo túnel
Fuente: Sánchez (2008)
Descripción del sistema constructivo tipo túnel
Como podrá observarse en la fotografía adjunta, su uso en la construcción de
viviendas de manera progresiva puede ofrecer excelentes márgenes de
productividad si se plantea una logística adecuada de construcción. Estas
fotografías denotan que este sistema es básicamente en cuanto a los
elementos integrantes un muro de concreto armado, destacando el aspecto en
el cual la productividad está dada por la rápida instalación del encofrado
reutilizable.
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Foto No. 3
Muros sistema tipo túnel en Viviendas
Fuente: Sánchez (2008)
La disposición de las instalaciones eléctricas y sanitarias no produce
problema alguno, ya que el sistema considera dentro de su proceso constructivo la
disposición de estos servicios. En la siguiente fotografía podrá observarse el pase
de tuberías en la losa de techo, la cual es vaciada en conjunto y monolíticamente
con los muros en pared, determinando la eliminación de juntas indeseadas en las
construcciones a desarrollar con este sistema o tecnología constructiva.
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Foto No. 4
Encofrado de entrepiso utilizado el sistema tipo túnel
Fuente: Sánchez (2008)
Este sistema determina el desarrollo de viviendas de manera progresiva
mediante la fabricación de muros de concreto reforzado con el uso de encofrado
reutilizable y con acabados de primera.
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Foto No. 5
Encofrado de muros utilizado el sistema tipo túnel
Fuente: Sánchez (2008)
Estimados de Costos
Uno de los patrones importantes de comparación ante el uso de diferentes
sistemas constructivos, lo integran los costos asociados a los mismos. En tal
sentido se plantea para la determinación de los costos unitarios referidos al
respectivo estimado:
1) Los jornales básicos, cargas sociales, seguros y jornales resultantes por
categorías.
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32
2) Los costos horarios de los equipos a utilizar.
3) Los costos de los materiales en origen, transporte, carga, descarga y acopio y
los costos resultantes. Los análisis de costos de cada uno de los ítems
incluirán materiales, suministros, equipos y mano de obra; los valores
resultantes definirán los costos unitarios de cada ítem.
4) Para estos análisis se adoptarán los procesos constructivos y equipos
adicionales al fin propuesto y los rendimientos medios resultantes para
condiciones y exigencias similares a las que se presentarán en obra.
5) El presupuesto total deberá ser confeccionado en planillas detallándose
unidad de medida, cantidades computadas, precios unitarios y precio total.
6) Entre los diferentes parámetros, condiciones, elementos u componentes que
integran el uso formal del sistema constructivo en específico.
Materiales
Datalaing (2007).Son todos aquellos insumos que se incorporan o se
consumen durante la construcción o ejecución de una obra, los cuales “’quedan” o
se “gastan” en la misma. Estos sufren un desgaste significativo durante la etapa
constructiva
Equipos
Datalaing (2007).Son las diferentes maquinas, herramientas y/o accesorios
necesarios para poder ejecutar una actividad en especifica, en el presente caso
para la construcción de estructuras en base al sistema constructivo determinado
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33
Mano de Obra
La mano de obra es la cantidad de personas especializadas ó no,
necesarias para realizar una labor determinada en un tiempo determinado (la
unidad de medida puede ser de dos tipos, una seria la cantidad entre el tiempo en
días y la otra en número de horas hombres a emplearse). La mano de obra es un
servicio, que a diferencia de los materiales y suministros, no puede almacenarse y
no se convierte, en forma demostrable, en parte del producto terminado.
El control de los costos de la mano de obra implica lo siguiente: a)
Procedimientos satisfactorios para la selección, capacitación y asignación de los
operarios a los trabajos, b) Un programa adecuado de remuneraciones,
condiciones de trabajo higiénicos y sanos y beneficios sociales para los
trabajadores, c) Métodos para asegurar un desempeño laboral eficiente, d)
Controles para asegurar que sólo se está remunerando a trabajadores
debidamente capacitados y de acuerdo con los servicios realmente prestados.
Especificaciones técnicas
Según Datalaing (2007), las especificaciones técnicas integran al conjunto
de normas y recomendaciones técnicas adoptadas y tipificadas en el proyecto y
que deberán ser aplicadas en la obra a las distintas partidas a ejecutar.
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Cuadro No. 1
Mapa de Variables
VARIABLE DIMENSIÓN SUBDIMENSION INDICADOR
Sistema Omniblock
Descripción del
sistema
Especificaciones
técnicas
Sistema tipo túnel
Descripción del
sistema
Sistema
Constructivo
Tipo Túnel y
Omniblock
Como resultado de la investigación
Fuente: Faria (2009)
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C A P Í T U L O III
M A R C O M E T O D O L Ó G I C O
En el desarrollo de cualquier investigación es necesario seleccionar un
diseño metodológico el cual permita alcanzar cada uno de los objetivos planteados
y al mismo tiempo visualizar el alcance del estudio a efectuar. Por esta razón, en
este capítulo se presenta la metodología considerada en la resolución del
problema que es objeto de investigación: tipo, diseño, población y muestra,
técnicas de recolección de datos, al igual que los procedimientos de investigación.
Tipo y nivel de Investigación.
La presente investigación está fundamentada como un estudio descriptivo; en
tal sentido Chávez (2001), destaca que son todos aquellos estudios orientados a
recolectar informaciones relacionadas con el estado real de las personas, objetos,
situaciones o fenómenos, tal como se presentaron al momento de su recolección.
En tal sentido Bavaresco (2001), expresa que las investigaciones descriptivas van
en la búsqueda de aquellos aspectos en los cuales se desea indagar, conocer y
en los cuales se pretende obtener respuesta.
Según Sabino (1999), las investigaciones descriptivas son “…aquellas cuyo
objetivo principal es describir características fundamentales de los fenómenos
utilizando criterios sistemáticos para destacar los elementos esenciales de la
naturaleza”. De la misma manera, Arias (1999) destaca que las investigaciones
35
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36
descriptivas están fundamentadas en la caracterización de un hecho, fenómeno o
grupo con el fin de establecer su estructura o comportamiento.
Dado que la tesis en desarrollo busca desplegar una comparación entre el
sistema constructivo tipo túnel y el sistema Omniblock®, este proceso el cual
conjuga una serie de pasos para indagar en dicho planteamiento, la clasificación
de la presente tesis como tipo descriptiva está asequiblemente fundamentada, a la
misma vez que se desarrollan comparativamente ambos sistemas desde el punto
de vista estructural y económico.
Por ello, se dice que la investigación es del tipo comparativa (Hernández,
Fernández y Baptista, 1998), debido a que permite recoger evidencias de hechos
concretos e indagar por supuestas relaciones entre ellas y efectuar sus
contrastaciones, basados en dos sistemas constructivos como elementos de
comparación.
Diseño de la Investigación
Según Sabino (1999), el propósito fundamental del diseño de la
investigación, es el de "…proporcionar un modelo de verificación que permita
contrastar hechos con teoría". En tal sentido a continuación se presenta, desde el
contexto metodológico o procedimental, la forma como se acometerá el desarrollo
de la presente tesis. Para tal efecto, esta investigación se clasifica como del tipo
no experimental, basado en lo indicado por Hernández, Fernández y Baptista
(1999), donde manifiesta que este tipo de investigaciones se realizan sin
DERECHOS RESERVADOS
37
manipular deliberadamente las variables de estudio y se observan los fenómenos
tal y como se dan en su contexto original, para después analizarlos.
El diseño de la investigación fue en tal sentido, no experimental y
transeccional, donde Hernández et al (1998), determinan a los diseños de
investigación transeccionales o transversales como aquellos donde se
“…recolectan los datos en un sólo momento, en un tiempo único. Su
propósito es describir variables, y analizar su incidencia e interrelación en un
momento dado”.
Para tal efecto, en la presente investigación para poder analizar y comparar
los sistemas constructivos convenientemente, se debieron desarrollar y concebir
los datos e informaciones o simplemente indagar sobre las unidades de análisis
bajo esquemas similares desde el punto de vista temporal, es decir, se conservó el
criterio práctico de trabajar sobre la muestra de estudio bajo un mismo momento y
en el mismo instante.
Sin embargo, este criterio estaba más relacionado con la análisis de costos,
el cual se desarrolló considerando la simultaneidad de condiciones, es decir, que
las hipotéticas construcciones en la aplicación de cada sistema constructivo
estuviera supeditada a la igualdad de escenario o circunstancias, y en el mismo
momento o instante desde el punto de vista temporal.
Igualmente, la investigación realizada es una investigación de campo, dado
a que toda la información es obtenida directamente donde se manifiesta el
fenómeno. En tal sentido Tamayo y Tamayo (2002), plantea en referencia a los
DERECHOS RESERVADOS
38
estudios de campo, la particularidad en donde los datos se recogen directamente
de la realidad, cerciorándose de las verdaderas condiciones obtenidas de las
mismas, facilitado la revisión o modificación en caso de surgir dudas.
Dado que la presente investigación estuvo fundamentada en base de un
análisis considerando un diseño estructural y bajo el desarrollo de un estimado de
costos producto de dicho análisis estructural, el investigador ejecutó todas estas
actividades directamente en la realidad o el entorno donde se manifiesta, basados
en el precepto de la simulación de características particulares de cada sistema
constructivo considerado.
Sujetos de la Investigación
Población
Según Chávez (2001), destaca a la población como el universo de la
investigación sobre el cual se pretenden generalizar los resultados de la misma y
está constituida por características y estratos que le permiten distinguir los sujetos
uno de otros. Tal como lo explica Tamayo y Tamayo (2002), la población es la
totalidad del fenómeno a estudiar, en donde las unidades de población poseen
características comunes, susceptibles de observación, lo cual da origen a los
datos de la investigación
No obstante, las características de la población se deben delimitar con la
finalidad de establecer los parámetros muéstrales. Se incluye en esta totalidad los
sujetos, objetos, fenómenos o situaciones que se desean investigar. En tal sentido,
la población objeto de estudio de esta investigación está conformada por las
DERECHOS RESERVADOS
39
diferentes edificaciones en Venezuela que pueden admitir la disposición de los
sistemas constructivos tipo túnel y tipo Omniblock® como elementos y solución
estructural. Para especificar mejor esta población se determina aquellas
estructuras de poca altura (hasta 6 metros) construidas bajo el esquema de
mampostería y muros estructurales ubicados en la ciudad de Maracaibo, dado a la
caracterización sísmica que se aplicara dependiente de la zona. Dado a la
amplitud de esta población la cual es técnicamente inaccesible, se determina
entonces la clasificación de la presente investigación como del tipo infinita.
En tal sentido y según lo expresa Chávez (2001), las poblaciones infinitas
son aquellas poblaciones constituidas por más de 100.000 unidades de estudio
dado que el uso de cada sistema constructivo está supeditado a muy pocas
restricciones de utilización. En tal sentido, fue necesario considerar una muestra
representativa de esta población de carácter inaccesible en su totalidad
espacial.
Muestra
Para Hernández et al (1998), la muestra es en esencia, un subgrupo de la
población. Según Tamayo y Tamayo (2002), la muestra es “el conjunto de
operaciones que se realizan para estudiar la distribución de determinados
caracteres en la totalidad de una población, universo o colectivo, partiendo de una
observación de una fracción de la población considerada.
Para tal efecto y en concordancia a lo expresado anteriormente, el tipo de
muestreo empleado para distinguir la muestra fue de carácter intencional. Se
DERECHOS RESERVADOS
40
seleccionó una planta de arquitectura tipo (edificio de 2 niveles) para el uso de
oficinas, donde se analizó cada sistema constructivo los cuales conforman o son
parte del análisis del presente estudio de investigación, bajo la aplicación de cada
uno y los requerimientos estructurales exigidos para su definición. Para tal efecto,
Sabino (1999) especifica a un muestreo intencional como aquel en el cual se
“escoge sus unidades no en forma fortuita, sino en forma arbitraria, designando a
cada unidad según características que al investigador le resulten de relevancia”.
Operacionalización de la Variable
Definición Nominal: Sistemas Constructivos
Definición Conceptual: Según Soto y Araujo (1999), los sistemas constructivos
son los diferentes métodos o procedimientos por medio de los cuales se lleva a
cabo la fabricación o construcción de una edificación u otro tipo de estructura.
Definición Operacional: Faria, (2009). Los sistemas constructivos son los
diferentes métodos o procedimientos por medio de los cuales se lleva a cabo la
fabricación o construcción de una edificación u otro tipo de estructura de 3 niveles,
bajo el planteamiento del uso de los sistemas tipo túnel y Omniblock®
Técnicas de Recolección de Datos
Es de observar que esta etapa basada en técnicas e instrumentos consistió
básicamente en recolectar los datos pertinentes en virtud de la variable
involucrada en esta investigación, definida específicamente en base a los sistemas
constructivos a utilizar. Para tal efecto, Chávez (2001), determina en referencia a
DERECHOS RESERVADOS
41
lo expuesto y establece a las técnicas de recolección de datos como los diversos
medios utilizados por el investigador para medir el comportamiento o atributos de
las variables de estudio.
En el mismo orden de ideas, Hernández et al (1998), manifiestan que la
recolección de datos implica tres actividades estrechamente relacionadas entre sí
como: seleccionar un instrumento de medición de datos, aplicar el instrumento y
preparar las mediciones obtenidas para poder ser analizadas convenientemente,
es decir, el proceso de codificar los datos.
Por otra parte, según Bavaresco (2001), estas técnicas conducen a la
verificación de problemas planteados. Cada tipo de investigación determinará las
técnicas a utilizar y cada técnica establece sus herramientas, instrumentos o
medios que serán empleados. En cuanto a las técnicas seleccionadas para
esta investigación son la observación directa simple y la observación
documental.
La observación directa simple se presenta en el momento que se
prepararon los modelos de análisis basados en los sistemas constructivos tipo
túnel y tipo Omniblock®. Estos modelos conforman la muestra de estudio y
sobre estas se desarrollaron las diferentes actividades necesarias para el avance
de la presente investigación en virtud del cumplimiento de los objetivos
planteados.
Por otro lado, la observación documental o bibliográfica es definida por
Bavaresco (2001), como la revisión de todo el material escrito que guarde relación
DERECHOS RESERVADOS
42
con los estudios realizados, libros, folletos, manuales, entre otros. La aplicación de
éstas técnicas permitió recolectar y procesar la información requerida para el
desarrollo de las diferentes estructuras analizadas.
En tal sentido fue necesario indagar en los siguientes documentos base y
que sirven de sustento teórico a las diferentes condiciones planteadas en el
desarrollo de la presente investigación; estos documentos son: Normas nacionales
(COVENIN) e internacionales (ASCI), folletos, especificaciones técnicas, textos,
trabajos de investigación análogos, entre otros.
Igualmente, fue utilizada la observación directa simple a través del uso de
un cuaderno de notas, en tal sentido Muñoz (1998), considera a la observación
directa a la inspección que se hace directamente a un fenómeno dentro del medio
en que se presenta, a fin de contemplar todos los aspectos inherentes a su
comportamiento y características dentro de ese campo. En estos casos el
observador entra en contacto directo con el fenómeno observado.
Procedimientos
Para obtener una información pertinente a la investigación ser realizó un
abordaje teórico para establecer la relación entre la problemática planteada, los
objetivos, las variables, dimensiones e indicadores. Por tal motivo fue necesario
indagar en las especificaciones y el material disponible el cual describía a los
sistemas constructivos determinados a comparar. En tal sentido fue necesario
determinar cualidades, parámetros técnicos, condiciones normativas,
DERECHOS RESERVADOS
43
planteamientos, metodologías y prácticas de construcción, costos, entre otros
aspectos.
No obstante, para poder comparar costos y determinar las diferencias de
carácter estructural, se realizo un diseño bajo una misma planta de cada sistema
en específico, manteniendo igualdad de condiciones. La metodología general para
el cálculo de las estructuras planteadas se siguió los siguientes pasos descritos a
continuación:
Definición de la geometría del sistema: El modelo simulado se realizó según la
arquitectura preparada para la comparación estructural. La simulación de las
estructuras analizadas consistió en la elaboración del modelo físico-matemático
que representa, con la mayor fidelidad posible, el comportamiento de la estructura.
Definición de los materiales de construcción: a) Acero de refuerzo: Tensión
Cedente Mínima, fy = 4200 kg/cm2 (cedencia), b) Acero por temperatura (Malla
Electrosoldada): Tensión Cedente Mínima, fy = 5000 kg/cm2 (cedencia)
Concreto: Resistencia a la compresión a los 28 días, f’c=250 kg/cm2. Las
propiedades del concreto armado adicionales a utilizar en el cálculo del proyecto
se presentan a continuación: Masa por unidad de volumen : 254,84 kgf/m2, Peso
por unidad de volumen: 2.500 kgf/m3, Módulo de elasticidad Ec: 237.171 kgf/cm2,
Relación de Poisson: 0,20 . Coeficiente de expansión térmica 9,9E10-6 °C-1
Estas características de concreto aplicarán para la construcción de los
muros reforzados que definen el sistema tipo túnel y el concreto a utilizar para el
DERECHOS RESERVADOS
44
relleno de los bloques del sistema Omniblock® de mampostería reforzada.
Resistencia de los bloques de concreto sistema Omniblock® a los 28 dias: 128
kgf/cm2.
Establecimiento de las hipótesis de cálculo: No se consideraron los efectos por
fuerza de viento sobre las estructuras por ser una estructura rígida con una masa
importante, al utilizar los dos sistemas constructivos.
Determinación de las cargas actuantes: Las acciones gravitacionales a las que
estarán sometidas las estructuras durante su vida útil son las cargas permanentes
debidas al peso propio de la misma y las cargas variables, las cuales se
encuentran especificadas en la Norma COVENIN-MINDUR 2002-88: “Criterios y
Acciones Mínimas para el Proyecto de Edificaciones”, como cargas uniformemente
distribuidas equivalentes. En tal sentido se asumirá una carga viva de 100 kg/m2
para las losas de techo y 300 kgf/m2 en los entrepisos considerando un uso de
oficinas. Para la carga muerta en el caso del sistema tipo túnel se considerará una
losa maciza de espesor constante relacionada a los muros que determinan el
sistema. En el caso del sistema Omniblock® se estimarán losas nervadas.
Para el análisis y evaluación de la estructura se consideraron las cargas
permanentes, variables y de sismo (debido a que son estructuras con una alta
masa, se considerará solo el efecto sísmico sobre la misma). Las cargas mínimas
a considerarse en el diseño de estas estructuras se basan en los siguientes tipos:
DERECHOS RESERVADOS
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Acciones permanentes (cargas muertas): las cuales consisten en el peso propio de
la estructura y de todo el material unido o soportado permanentemente.
Acciones variables (cargas vivas): entendiéndose todo aquel efecto originado por
toda carga no permanente.
Acciones accidentales (Sismo): Para la evaluación de la estructura existente se
empleo el espectro de diseño y/o revisión según la Norma COVENIN 1756:2001-
“Edificaciones Sismorresistentes”. El espectro de diseño utilizado para la acción
simultánea de las componentes sísmicas horizontales en las dos direcciones
ortogonales y posteriormente se aplicó la combinación de acciones del 100% en
una dirección más el 30% en la dirección en la dirección ortogonal y viceversa, tal
y como lo establece la Norma COVENIN 1756:2001- (Método CQC).
Según los datos del proyecto anteriormente proporcionados, la información
sísmica utilizada para el análisis sísmico corresponde a la definida por la Norma
Venezolana COVENIN 1756:2001 - “Edificaciones Sismorresistentes”, los datos
necesarios para su realización se muestran a continuación: En cuanto a las masas
sísmicas asumida se considero el 100 % de la carga muerta, el 50 % de la carga
viva en el entrepiso y el 0 % en el techo de dicha carga. Para el diseño de los
elementos, las respuestas sísmicas se combinan con las determinadas por las
otras acciones según las combinaciones antes descritas. Los aspectos a
considerar en el análisis dinámico son: Formas Modales, Periodos de Vibración y
Derivas.
DERECHOS RESERVADOS
46
Considerando un número de modos igual a 113 para el edificio de 2 niveles
establecido bajo el sistema Omniblock® y 232 modos para el caso del edificio de 2
niveles con la misma distribución arquitectónica que la anterior utilizando el
sistema tipo túnel, más del 90% de la masa participativa total de la estructura, tal
y como lo establece la Norma Venezolana COVENIN 1756:2001 – “Edificaciones
Sismorresistentes”, en su artículo 9.6.2.1 que expresa que deben ser considerados
todos aquellos modos para los cuales la suma de las masas efectivas sea superior
al 90% de la masa movilizada en el movimiento sísmico.
Se asignó el 70 % de la incidencia del espectro horizontal sobre el vertical,
en tal sentido solo se asignarán tantos modos como para cumplir en un 90 % de
masas participativas en los ejes horizontales (COVENIN 1756-2001). El primer
modo de vibración de la estructura es el que presenta un mayor factor de
participación modal, motivo por el cual es el de mayor interés a la hora de
analizarla.
Por lo general, el primer modo tiene la contribución más grande al
movimiento de la estructura y está asociado a un período mayor (frecuencia
natural más pequeña). Según los datos del proyecto anteriormente
proporcionados, la información sísmica utilizada para el análisis sísmico
corresponde a la definida por la Norma Venezolana COVENIN 1756:2001
“Edificaciones Sismorresistentes”, los datos necesarios para su realización se
muestran a continuación:
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Zona sísmica 3 Coeficiente de Aceleración Horizontal, Ao 0.20 Forma espectral S3 Factor de corrección, 0.90
Grupo B2 Factor de importancia, 1.00
Nivel de diseño ND3 Material Concreto Armado TIPO III Factor de reducción de respuesta, R 2 (Omniblock®) 4.5 (Tipo Túnel)
Factor de magnificación promedio, 2.8
To 0.25 s T* 1.0 s T+ 0.1 s P 1.0
Definición de las combinaciones de carga: Para el diseño de estructuras de
concreto en el estado de rotura, se tienen las siguientes combinaciones:
U = 1.4 CP
U = 1.2 CP + 1.6 CV
U = 1.2 CP + 0.5CV ± S
U= 0.9 CP ± S
Donde:
U = Carga última de diseño
CP = Cargas permanentes
CV = Cargas variables
S = Acción del sismo
En cuanto a las combinaciones de servicio para el chequeo de las
deformaciones se tienen las siguientes:
DERECHOS RESERVADOS
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CP
CP + CV
CP + CV ± 0.7 S
0.9 CP ± 0.7 S
1.1 CP + CV
Establecimiento de limitaciones a las deformaciones: Las cargas actuantes
producen desplazamientos que deben ser limitadas para evitar excesivas
deformaciones que comprometan la estructura o provoquen daños en elementos
no estructurales como acabados, tuberías y equipos. Los desplazamientos
controlan los daños que puedan causar el sismo al tipo de cerramiento utilizado en
el edificio. Según la Norma Venezolana COVENIN 1756:2001 “Edificaciones
Sismorresistentes”, los valores limites de vienen expresados en la siguiente tabla:
Cuadro No. 2
Deflexiones Máximas Permisibles
E L E M E N T O E S T R U C T U R A L T I P O D E
D E F L E X I Ó N M Á X I M O
P E R M I S I B L E
Techos planos que no soportan ni están unidos a elementos no estructurales susceptibles de ser dañados por grandes flechas. L/180
Entrepisos que no soportan ni estad unidos a elementos no estructurales susceptibles de ser dañados por grandes flechas.
Vertical. Flecha instantánea debida a la
acción de la carga variable
L/360
Techos o Entrepisos que soportan o están unidos a elementos no estructurales susceptibles de ser dañados por grandes flechas. L/480
Techos o Entrepisos que soportan o están unidos a elementos no estructurales que no son susceptibles de ser dañados por grandes flechas.
Vertical. Flecha total que se produce después de la fijación de los elementos no estructurales
L/240
Fuente: Covenin 1756:2001.
DERECHOS RESERVADOS
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El cálculo del desplazamiento lateral total viene expresado en la
Norma Venezolana COVENIN 1756:2001 “Edificaciones Sismorresistentes”
como:
0.8 i eiR
Donde:
R = Factor de reducción de respuesta
ei = Desplazamiento lateral del nivel i, [L] usualmente en cm
Los desplazamientos controlan los daños que puedan causar el sismo al
tipo de cerramiento utilizado en el edificio. En tal sentido, es necesario tener
presente que se supone que la estructura se comporta elásticamente, motivo por
el cual a los resultados de los desplazamientos obtenidos cuando la acción
sísmica es definida mediante el espectro de respuesta normativo se les aplica la
fórmula anterior.
Según el artículo 10.2 establecido en la Norma Venezolana COVENIN 1756:2001
“Edificaciones Sismorresistentes”, los valores limites de vienen expresados en el
siguiente cuadro mostrado a continuación, y el cual debe ser considerado al
momento de evaluar las deformaciones en las estructuras:
1
i
i ih h
DERECHOS RESERVADOS
50
Cuadro No. 3
Derivas Máximas Permisibles
EDIFICACIONES TIPO Y DISPOSICIÓN DE ELEMENTOS
NO ESTRUCTURALES Grupo A Grupo B1 Grupo B2
Susceptibles de sufrir daños por
deformaciones de la estructura
0.012 0.015 0.018
No susceptibles de sufrir daños por
deformaciones de la estructura
0.016 0.020 0.024
Fuente: COVENIN 1756 (2001)
En este caso, tal y como lo indica la Norma Venezolana COVENIN
1756:2001 “Edificaciones Sismorresistentes” en la Tabla anterior, para una
edificación del grupo B2 le corresponde un valor máximo de 0.018.
Pre-dimensionado de los elementos estructurales: Los elementos serán prefijados
en la simulación en el Staad.Pro, al igual que sus secciones. Una vez se realice
dicha simulación estructural se dispondrá de las secciones, características y
disposiciones definitivas.
Cálculo de las fuerzas actuantes en los miembros y sus deformaciones (mediante
el uso del Staad.Pro). Las fuerzas actuantes y las deformaciones se obtendrán en
base a la simulación a realizada en el Staad.Pro.
Verificación de los miembros estructurales. De ser necesario, se procede al ajuste
de las secciones y así optimizar los componentes estructurales. En referencia al
sistema Omniblock®, se simularán pequeñas columnas o elementos verticales
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donde se rellenarán los bloques, para obtener así los mayores esfuerzos y
verificar dicho sistema considerando la norma referente a la mampostería
armada, preparando una hoja de cálculo preparada para tal fin.
Diseño de los distintos miembros o elementos estructurales: En definitiva se
determinaran las secciones y las características de las estructuras simuladas en
base a dos sistemas constructivos en comparación (Omniblock® y tipo túnel).
Determinación de costos de construcción: Para poder evaluar los costos de
construcción, en base al diseño utilizando cada sistema en particular, se
realizaron los respectivos análisis de precios unitarios para determinar costos
generales de construcción, para poder determinar el aspecto económico, el cual se
vuelve factor importante de comparación.
Comparación del sistema Omniblock® y el sistema tipo túnel: Para darle
cumplimiento al objetivo general de la presente investigación, se determinara los
costos de construcción de cada sistema bajo mismos esquemas estructurales y se
determinara cual de los dos sistemas ofrece una mayor integridad y seguridad
estructural. En tal sentido y mediante a estos factores se determinaran las
conclusiones referentes al caso.
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C A P Í T U L O IV
R E S U L T A D O S
En éste capítulo se presenta el análisis de los resultados que se obtuvieron
en esta investigación, a través de los cuales se resuelven las interrogantes y los
objetivos propuestos, dándole la oportuna y la firmeza requerida ante el
cumplimiento de cada uno de estos. Como resultado de la presente investigación
se plantea desarrollar las diferentes simulaciones estructurales para poder estimar
los costos respectivos de construcción de cada sistema propuesto, y poder
analizar beneficios y desventajas en el uso de cada sistema o tecnología de
construcción, para concluir sobre medida, se establecerán las particulares
condiciones bajo que esquema un sistema es mas beneficio que otro.
En tal sentido, se plantean los beneficios obtenidos además de la revisión
de las especificaciones y las consideraciones que se realizan por cada sistema en
especifico, se presentan los resultados provenientes del análisis estructural
realizado y del estimado de costos, como aspectos y caracterizaciones para poder
emitir algún resultado en consideración respecto a alguno de los dos
sistemas.
Sistema Constructivo Omniblock
Construcción del sistema
El sistema constructivo Omniblock consiste en un sistema tipo mampostería
reforzada, que a diferencia de otros sistemas de este tipo, posee resistencias
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importantes y su estructuración es adecuada para desarrollar distribuciones
variadas en el campo de la construcción de edificaciones de baja altura. Este
forma un bloque de mayores dimensiones a las convencionales, ya que posee
dimensiones de largo de 60 cms y 30 cms, lo que en teoría reduce el desarrollo o
construcción de juntas entre bloques.
Beneficios del sistema
Entre los beneficios del uso del sistema están:
1) No exige el uso de encofrado, ni equipos o herramientas especiales para
la construcción de edificaciones utilizando el sistema Omniblock ®;
beneficio que poseen todos los sistemas de mampostería estructural.
2) Los estudios realizados por Marrero (2002), ha determinado que posee
mayor estabilidad y resistencia que sus correspondientes sistemas
provenientes del esquema de construcción basados en mampostería
estructural.
3) No requiere el desarrollo de columnas reforzadas o sin reforzar.
4) Para la construcción de las vigas de coronas o vigas intermedias se
pueden utilizar bloques de concreto del sistema adaptados para el
desarrollo de estos elementos.
5) No requiere tanto acero de refuerzo como otros sistemas de muros o
mampostería.
6) Puede utilizarse para el desarrollo de edificaciones de dos niveles con
luces de importancia (mayores a 4 metros).
7) Su espesor es variante de acuerdo a las exigencias estructurales.
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Desventajas del sistema
Como cualquier sistema constructivo basado en mampostería estructural o
reforzada, el cálculo de su comportamiento ante la actuación de las cargas
impuestas es engorrosa, y su uso, está basado en diseño y proyecciones basadas
en aproximaciones bajo criterios conservadores que no permiten aprovechar sus
beneficios soportes. Generalmente su simulación consiste en asumir que es un
material ortotrópico aun cuando básicamente se trata de un bloque compuesto y
asumirse como un muro de baja resistencia es lo que usualmente se hace bajo
esta condición.
Sistema Constructivo Tipo Túnel
La estructura de soporte está basada en muros de corte y placas de
diafragma rígido, que tienen buen funcionamiento en el evento de un sismo. El
sistema permite fundir en una misma operación muros en dos direcciones junto
con la placa, dando como resultado una estructura monolítica con gran rigidez en
ambas direcciones.
Construcción del sistema
Inicialmente para el ensamble del encofrado que integra el sistema, se traza
en el piso la ubicación exacta de las caras de la formaleta colocando guías para la
localización de los paneles. Estos posteriormente se ensamblan los módulos
asegurándolos con pasadores y viñas. La plomada y ajuste del muro se logra
mediante alineadores y tensores garantizando la verticalidad de la estructura.
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Después se colocan las corbatas, que aseguradas a ambas caras de la formaleta
garantizan el espesor del muro.
Posteriormente se colocan los andamios por sobre los cuales se movilizará
el personal que colocará el concreto. El vaciado del mismo se realiza mediante
sistema de bombeo con concreto preparado para asentamientos máximos de 5
plg, destacando el criterio en el cual estas desviaciones en los asentamientos
permitidos garanticen las resistencias de diseño. La losa se puede construir a
partir de una formaleta reutilizable, tanto para el entrepiso como para la losa de
techo.
Una vez fraguado el concreto, se realiza el desencofrado a las doce horas
de vaciado, el acabado de la cubierta generalmente se deja liso pero también se
pueden colocar tejas u otro tipo de decoración propuesta del diseñador. Es
importante destacar que este fraguado rápido se realiza agregando al concreto
aditivos superplastificantes y aceleradores de fraguado.
Beneficios del sistema
Dada la indagación efectuada se determinó los siguientes beneficios del
uso del sistema tipo túnel:
1) Es un sistema industrializado y como tal incorpora ciclos repetitivos
iguales, altamente medibles y con funciones muy específicas, y
preestablecidas por parte de los operarios. Muy utilizable en el caso de la
construcción en masa de edificaciones, donde los tiempos son fácilmente
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controlables y los rendimientos pueden ser manejables dependiendo de la
pericia del personal.
2) El sistema estructural conforma un entramado monolítico de muros y
placas con una excelente distribución de las diferentes cargas, permitiendo
continuidad del armado sin la aparición de juntas indeseables, por lo que
su comportamiento sismorresistente es excelente.
3) Las estructuras tipo túnel, conforman un sistema estructural que debido a
su repartición de cargas uniforme trasmite presiones mínimas al suelo,
exigiendo suelos de bajas resistencias, aun cuando la idealización
realizada considerará puntos de apoyos repartidos a distancias definidas.
4) Esta estructura posee periodos de vibración menores (T=0,09 seg) en
comparación con el sistema tipo omniblock ® (T=0,40 seg). Esto determina
que el sistema tipo túnel es un sistema mas rígido.
5) Los desperdicios tanto de concreto como de acero de refuerzo son
inferiores.
6) El sistema no requiere de uso excesivo de mano de obra especializada,
estableciendo ciclos específicos al personal.
7) Los costos de acabados, al dar excelentes texturas al concreto, son
inferiores a otros sistemas. En otros sistemas es necesario frisar, en
cambio en el sistema túnel es suficiente encamisar.
8) Aunque la existencia de columnas es un beneficio inobjetable, la
definición de estos elementos también puede aparecer en beneficio del
diseñador, proyectista y el constructor cuando este elemento por algún
motivo sea requerido.
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9) Un aspecto importante, es la posibilidad de ejecutar muros de bajos
espesores, y por ende produce un aprovechamiento sustancial de los
espacios.
10) La formaleta tiene una vida útil esperada de 1000 usos. Está vida útil
puede ser mayor o menor dependiendo del cuidado en su trato, su
almacenamiento y la corrosividad del entorno.
11) El principio básico del sistema es la rotación diaria de los equipos
mediante el empleo de un concreto de fraguado rápido, asegura el
fraguado del concreto en 14 horas.
12) El cálculo y diseño estructural esta suficiente normado y comentado
técnicamente para que su uso no sea tan dificultoso, desde el punto de
vista del desarrollo de cualquier proyecto utilizando en sistema (asumir
muros mediante elementos finitos es lo que usualmente se aplica al utilizar
softwares especializados de cálculo estructural).
Desventajas del sistema
Dentro de las limitaciones o desventajas del sistema se puede denotar las
siguientes:
1) Limitaciones en las luces máximas libres que podrían incrementar costos.
Sin embargo, aunque utilizar otros sistemas de cubierta al diseñar muros
portantes con el uso en techos de losa nervada el sistema pudiera
volverse competitivo, sin embargo los tiempos de construcción tendrían a
aumentar, y redundar en costos mayores.
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2) Limitaciones en detalles arquitectónicos y desigualdades de los diseños,
ya que los encofrados están normalizados a tamaños definidos
comercialmente. Sin embargo, depende de la experiencia del ingeniero en
diseños de encofrados metálicos.
3) Cualquier variación puede generar retrasos y sobrecostos.
4) Es esencial el uso esencial de grúas tipo torre.
Análisis comparativo de los sistemas constructivos
Debido a que el sistema Omniblock® constituye un sistema constructivo
basado en mampostería armada, no confinada en el presente caso, no es mucho
lo que se puede lograr en edificaciones altas y con luces mayores a los 4 metros.
Este sistema requiere disponer de aéreas no mayores distribuidas en espacios
grandes ya que las rigideces en el sentido débil se pierden como es el caso de la
estructura analizada, esto sin contar los efectos adversos que produce las
aberturas del sistema.
No obstante, el sistema está planteado en un mampostería armada
fabricada con bloques de 60 x 30 x 20, con una resistencia a la compresión
estimada de 127 kgf/cm2 a los 28 días, el cual es dispuesto mediante la utilización
de un concreto fluido (grouting) con resistencia mínima de 140 kg/cm2, el cual es
utilizado no solo para unir los bloques y formar las cisas sino para rellenar el
bloque para hacerlo más sólido.
En cada bloque en uno de sus huecos se dispondrá de una cabilla estriada
de diámetro 5/8” y a cada 60 cms en sentido horizontal, alternando las cisas, 2
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barras de 3/8”. Esta pared tendrá en su parte superior en cada nivel una viga
corona de 30 cms de altura por 20 cms de ancho con un refuerzo principal con
cabilla estriada de ½”’ y estribos de 3/8” a cada 12,5 cms. Todo esto dependiente
de los cálculos realizados en la simulación en el Staad. Pro el cual puede ser
visualizado en el Anexo B.
Como cerramiento los cálculos arrojados determinaron como puede
detallarse en el Anexo C, el uso de una losa nervada de espesor h = 20 + 5 cm
con nervios de 10 cms de ancho dispuestos a cada 50 cms y bloques de concreto.
El armado de este se definió en base al uso de refuerzo inferior y superior
utilizando cabillas de ½”’.
En cuanto al sistema tipo túnel, se planteó desarrollar un sistema de muros
de espesor e= 12 cms, debido a que los cálculos así lo arrojaban, los cuales
pueden detallarse en la corrida del Staad.Pro visualizable en el Anexo D, y la
visualización de los resultados en el Anexo E de la presente investigación.
Igualmente la losa maciza armada en los dos sentidos arrojo la utilización de
espesores de 12 cms, los cuales poseen un armado a una capa de 3/8” a cada 10
cms en ambos sentidos. El acabado de estos muros está planteado bajo el
desarrollo y vaciado a obra limpia, a diferencia del Omniblock ® que se plantea
frisar, aspecto que está vinculado en los costos dado la estética que ofrece dicho
sistema una vez terminado.
Una vez determinado estas condiciones, en el anexo D se detalla el
presupuesto de los dos sistemas desarrollados bajo las mismas condiciones y la
misma geometría, determinando estos dos costos de construcción globales:
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SISTEMA OMNIBLOCK
TOTAL Bs F.
409.823,61
SISTEMA TIPO TUNEL
TOTAL Bs F.
356.636,41
En el análisis de cada partida puede detallarse en el Anexo G, donde se
aprecia el desarrollo, rendimientos, insumos, materiales, mano de obra asociada,
horas hombres, gastos administrativos y la utilidad asumida, asi como equipos
utilizados para la consecución de las actividades que contempla el uso de cada
sistema constructivo en específico.
En tal sentido se plantea que el uso del sistema tipo túnel es mas
conveniente al tener edificaciones con más de un nivel, ya que la particularidad del
sistema tipo túnel constituye el patrón más idóneo para construir la edificación
planteada. El sistema Omniblock ® representa un 15 % de mayor inversión que el
sistema tipo túnel bajo la situación y la caracterización planteada en la presente
investigación.
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Conclusiones
Para poder emitir las conclusiones respectivas y necesarias, es preciso
darle respuesta a uno y cada uno de los objetivos planteados en la fase inicial de
la presente investigación desarrollada, para tal efecto se determinan los siguientes
párrafos concluyentes en la comparación del sistema tipo túnel y el sistema
Omniblock ®:
En primera instancia se analizó las especificaciones técnicas del sistema
constructivo Omniblock® y tipo Túnel mediante la revisión de la información
disponible de las tecnologías en cuestión, en tal sentido se utilizó dicha
información recabada de los dos sistemas bajo el planteamiento de obtener los
requerimientos técnicos, la forma y manera de calcular cada uno, y el cómo estos
se comportan desde el punto de vista estructural.
Este análisis determino las ventajas y desventajas descritas por los
documentos y la bibliografía examinada, así como se pudo determinar en base al
aporte realizado en la presente investigación, como complemento ante aspectos
primordiales como lo son los costos de construcción y gastos asociados a las
tecnologías analizadas.
Posteriormente, este análisis de especificaciones permitió desarrollar el
siguiente objetivo establecido en el diseño de una edificación típica de 2 niveles
utilizando el sistema constructivo tipo Omniblock® y el tipo Túnel, considerando
bajo igualdad de circunstancias una edificación que permitiera discernir en base al
planteamiento de simular cada sistema en condiciones muy apremiantes para
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cada uno de los sistemas. Este aspecto determinó y fue concluyente para
demostrar que el sistema tipo túnel por tratarse de un sistema rígido y compacto,
denotara un mejor comportamiento estructural expresado en el aspecto económico
una vez se realizo el respectivo análisis de costos.
En tal sentido, al determinar los costos de construcción de la edificación de
2 niveles diseñada utilizando el sistema constructivo tipo Omniblock® y tipo Túnel,
se puedo concluir la presente investigación satisfactoriamente mediante el análisis
comparativo respectivo, determinado por la determinación de que el sistema tipo
túnel ofrece un mejor ofrecimiento ante el desarrollo y construcción de
edificaciones bajo la premisa de la optimización de costos de construcción.
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Recomendaciones
Una vez culminada satisfactoriamente la investigación, se plantean las
siguientes recomendaciones como resultado del presente estudio:
Se recomienda analizar estos sistemas para el desarrollo de viviendas, con
el fin de determinar si el comportamiento económico y estructural ofrece un mejor
comportamiento del sistema Omniblock ® en referencia al sistema túnel.
Comparar estos dos sistemas con otros sistemas constructivos.
Ampliar el desarrollo del análisis de las estructura bajo mampostería
armada con el fin de lograr optimizar el uso del sistema Omniblock® en
Venezuela, como alternativa de construcción.
Determinar y comparar otros aspectos adicionales como parámetros
térmicos, sonidos, entre otros.
DERECHOS RESERVADOS
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DERECHOS RESERVADOS
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ANEXOS
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO A
ESTRUCTURA TIPO
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO B
SALIDA DEL STAAD.PRO SISTEMA OMNIBLOCK
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO C
CÁLCULOS SISTEMA OMNIBLOCK
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO D
SALIDA STAA.PRO SISTEMA TIPO TUNEL
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO E
CÁLCULOS SISTEMA TIPO TUNEL
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO F
ANALISIS COMPARATIVO DE COSTOS - PRESUPUESTO
DERECHOS RESERVADOS
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ANEXO G
ANALISIS COMPARATIVO DE COSTOS – ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
DERECHOS RESERVADOS