Universidad Central de Venezuela

Facultad de Arquitectura y Urbanismo

Instituto de Desarrollo Experimental de la Construcción (IDEC)

V Especialización en Desarrollo Tecnológico de la Construcción

PROYECTO:

DISEÑO DE LOSAS, PARA EL SISTEMA CONSTRUCTIVO

DE VIVIENDAS “IDEC – SIDETUR”

Autor: Arq. Elio Cabrera T.

Febrero 2009

INDICE INTRODUCCION

Antecedentes

Justificación

Objetivo general

Objetivos específicos

Alcance del proyecto

Cronograma de ejecución del proyecto

CAPITULO 01: ANÁLISIS DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO DE VIVIENDA IDEC - SIDETUR

1.1 Descripción general del sistema

1.2 Características principales

1.3 Proceso de construcción de viviendas

1.4 Producción de componentes (Red de Unidades de Fabricación)

1.5 Organización y promoción de las Unidades de Fabricación y Comercialización (U.F.C)

CAPITULO 02: DESCRIPCION DE COMPONENTES PARA ENTREPISOS Y TECHOS

2.1 Elementos para entrepisos y/o techos:

2.1.1 PLACA LOSA Universidad autónoma de Chiapas, México)

2.1.2 LOSACERO (Lamigal, Venezuela)

2.1.3 ENTRETECH (IDEC, Venezuela)

2.1.4 SITECH (IDEC, Venezuela)

2.1.5 PLYSTONE (Plycem, México)

2.1.6 MALLA RIPLEX (sen-sen)

2.1.7 SISTEMA CONCAPREGO (OTIP, C.A., Venezuela)

2.1.8 SISTEMA SANCOCHO (OTIP, C.A., Venezuela)

2.2 Elementos metálicos, para marco de confinamiento:

2.2.1 PERFIL “L” (SIDETUR, C.A., Venezuela)

2.2.2 PLETINA (SIDETUR, C.A., Venezuela)

2.3 Análisis comparativo de los componentes estudiados:

2.3.1 Problemas detectados en cada componente

2.3.2 Cuadro comparativo (Dimensiones, Peso, Costos, etc.)

2.3.3 Selección de elementos a utilizar en el diseño de losas Idec - Sidetur CAPITULO 03: DISEÑO DE LOSAS DE ENTREPISO Y TECHO IDEC - SIDETUR

3.1 Marco de confinamiento

3.2 Componente interno (panel)

3.3 Anclajes o Elementos de Fijación

CAPITULO 04: ESTUDIO DE FACTIBILIDAD TECNICA Y ECONOMICA

4.1 Plan Estratégico para la masificación de la producción, comercialización y montaje del

componente

4.2 Estructura de Costos de Materiales

4.3 Estructura de Costos de Fabricación

CAPITULO 05: CONSTRUCCION DEL PROTOTIPO

5.1 Proceso de fabricación o ensamblaje de los componentes

5.2 Pruebas y ensayos de laboratorio

- Compresión

- Tracción

- Flexión

- Torsión

- Efecto de Punzonamiento, etc.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

- Memoria Descriptiva

- Plantas

- Cortes

- Detalles constructivos

- Fotografías

INTRODUCCION ANTECEDENTES En Latinoamérica y muy especialmente en Venezuela, es muy común observar viviendas

construidas con estructuras metálicas y losas de entrepisos y de techo, elaboradas con tabelones

de arcilla, concreto armado u otros materiales.

Si bien es cierto que esta modalidad de construcción ha sido aplicada y difundida de manera

masiva en nuestro país (sobre todo en aquellos asentamientos urbanos destinados a pobladores

de bajos recursos), es oportuno destacar que esta praxis constructiva no siempre ha resultado la

más económica y eficiente, dada las diferentes características físicas, química y morfológicas de

los insumos que componen todo el sistema estructural de dichas viviendas.

Cuando las losas de entrepiso y techo son construidas sobre estructuras metálicas, éstas por lo

general, presentan inconvenientes según la naturaleza de los materiales que la componen. Entre

las fallas más comunes, se pueden destacar las siguientes:

Incompatibilidad entre materiales

Aparición de grietas en nodos y uniones

Peso considerable sobre la estructura metálica

Altos espesores de la losa

Bajo rendimiento de la mano de obra

Mayores lapsos de ejecución

Exceso de pasos durante el proceso de montaje

Altos costos por encofrados y apuntalamiento

Desperdicio considerable de material

No se pueden desmontar ni reciclar sus componentes

JUSTIFICACIÓN Ante esta realidad, se hace necesario realizar un estudio y análisis comparativo de diversas

opciones existentes en la industria de la construcción, nacional e internacional, que permitan

establecer las condiciones técnico – económicas, para el desarrollo de componentes o losas de

entrepisos y techos, que puedan ser utilizados en estructuras metálicas y muy especialmente con

el sistema constructivo para viviendas de bajo costo “IDEC – SIDETUR” (aún en desarrollo y fase experimental.

OBJETIVO GENERAL Desarrollar dos (02) componentes confinados que puedan ser utilizados como entrepiso y techo

respectivamente, en el “Sistema Constructivo de Estructura Metálica para Viviendas de

Crecimiento Progresivo IDEC – SIDETUR”. Ello, cumpliendo con los criterios de innovación,

sostenibilidad y eficiencia constructiva.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Realizar un análisis del Sistema Constructivo IDEC – SIDETUR (Estructura de Acero para

Vivienda de Crecimiento Progresivo), aún en fase de desarrollo, con el propósito de

comprender sus cualidades dimensionales, parámetros de crecimientos vertical y

horizontal, proceso de ejecución y/o ensamblaje, bondades y limitaciones.

2. Conocer los diferentes componentes o sistemas constructivos existentes en la industria de

la construcción, que sean utilizados como elementos de techo y entrepisos.

3. Comparar los componentes o sistemas estudiados, tomando en cuenta variables como:

peso, resistencia, acabado, proceso de instalación, área de cobertura, distancia máxima

entre apoyos, costos, etc.

4. Seleccionar el componente o sistema constructivo (o una combinación de éstos), que

ofrezca las mejores condiciones comparativas para ser utilizado con el Sistema

Constructivo IDEC - SIDETUR.

5. Desarrollar dos componentes (uno para entrepisos y el otro para techos), que desde el

punto de vista estructural y dimensional, sea compatible con el Sistema Constructivo IDEC

– SIDETUR.

6. Construir y analizar un prototipo de cada uno de los componentes diseñados, con el

propósito de comprobar parámetros de aplicabilidad, resistencia, durabilidad, economía y

eficiencia estructural.

7. Diseñar una propuesta para la masificación y difusión de la producción, comercialización y

el montaje del componente desarrollado.

ALCANCE DEL PROYECTO

Una vez analizado el Sistema Constructivo IDEC – SIDETUR y conocidas las diferentes opciones

de componentes existentes, se diseñarán dos (02) elementos confinados dentro de un marco

metálico, que pueda ser utilizado como losas de entrepiso y techo en el Sistema antes señalado.

Luego se construirá un prototipo del componente diseñado, con el propósito de someterlo a las

pruebas de laboratorio necesarias y así evaluar su comportamiento y eficiencia estructural.

Seguidamente, de resultar exitosos estos ensayos, se recomendará a las instituciones

participantes en la investigación y desarrollo del sistema constructivo (IDEC – SIDETUR),

incorporar al prototipo dentro del catálogo de elementos que forman parte del mismo.

Finalmente, se diseñará una estrategia para la masificación de la producción, comercialización y

montaje del componente, tomando en cuenta aspectos fundamentales como la disponibilidad de

talleres y herrerías locales, así como las capacidades técnicas y organizativas de las

comunidades.

CRONOGRAMA DE EJECUCION DEL PROYECTO

ITEM ACTIVIDAD ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

1 Análisis del Sistema Constructivo

IDEC - SIDETUR

2 Evaluación de elementos de

Entrepisos y Techos (análisis

comparativo)

3 Selección de materiales y

elementos, para el diseño del

Componente

4 Estudio de modulación

dimensional y de Espesores del

Componente

5 Estudio de relación y

acoplamiento del elemento, con el

Sistema IDEC - SIDETUR

6 Diseño del Componente Base

(marco confinado y panel interno)

7 Diseño de Anclajes, Soporte o

Fijaciones

8

Elaboración de Plan para la

masificación de la producción,

comercialización y montaje del

componente

9 Elaboración y ensayo del

Prototipo (ajustes)

CAPITULO 01:

ANÁLISIS DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO DE VIVIENDA IDEC – SIDETUR

1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA

De acuerdo con lo citado en el informe “IDEC – SIDETUR, Estructura de Acero para Vivienda de

Crecimiento Progresivo” (Cilento, Alfredo; Hernández, Henrique; Rodríguez, Nelson; y otros autores), la propuesta “cconsiste en el desarrollo de un sistema constructivo (SC) de estructura

metálica apernada autónoma, para viviendas de una y dos plantas, utilizando productos de acero

del catálogo de SIDETUR, lo que permite la utilización de una gama de materiales y componentes

de cerramientos existentes en el mercado, que se pueden incorporar progresivamente al catálogo

del sistema. El SC está concebido de manera que los procesos de fabricación de los componentes

estructurales puedan ser realizados en pequeños talleres o herrerías, sin utilización de equipos

complejos de alto rendimiento, y que puedan ser montados fácilmente con el concepto de “hágalo usted mismo”. (pág. 07)

En el mismo de explica que para el desarrollo de dicho sistema constructivo, se emplean una serie

de criterios relacionados con la “coordinación modular” y la “normalización dimensional”. Ello, con

el propósito de reducir “… al mínimo indispensable la variedad de componentes a utilizar pero que,

por sus posibilidades combinatorias, permitan la producción de una variedad de soluciones

distintas de viviendas, facilitando el desarrollo progresivo de las mismas así como su crecimiento

tanto horizontal como verticalmente (hasta dos plantas)” (pág. 07).

Estas premisas de alguna manera conllevan a que, a partir de la vivienda original, el grupo familiar

pueda ampliar o construir nuevos espacios que permitan el alojamiento de la familia en

crecimiento, o de terceros, lo cual puede traducirse en la realización de una actividad interna de

carácter productivo.

Conforme a lo anteriormente expuesto, se puede concluir que el Sistema Constructivo IDEC –

SIDETUR, responde a los preceptos relacionados con la a progresividad, dado que brinda “la

posibilidad de crecimiento de la unidad básica de vivienda en forma horizontal: hacia delante, hacia

atrás o lateralmente; o hacia arriba en una segunda planta, sin necesidad de demoler lo ya

construido, debido a que el SC permite construir el entrepiso (en el caso de crecimiento hacia

arriba) sin desmontar el techo, es decir evitando que la familia tenga que mudarse parcial o

totalmente. Esta es una ventaja comparativa muy importante (y es un factor clave del SC) aunque

implique un pequeño costo adicional por la necesidad de unos centímetros más de altura en la

planta baja, que por lo demás repercuten en mayor confort” (pág. 08). (Ver figura 1.1)

Para ello y según lo explicado anteriormente, el sistema constructivo dispone de múltiples

opciones modulares, a partir de la combinación de Seis (06) Unidades Espaciales, cuyas

dimensiones son las siguientes: 3,00 m x 3.00 m; 3,00 m x 3,60 m; 3,60 m x 3,00 m; 3,60 m x 3,60

m; 4,20 m x 3,00 m y 4,20 m x 3,60 m. Estas están en correspondencia con los distintos módulos

estructurales (ver figura 1.2).

FIGURA 1.1

FIGURA 1.2

(Fuente: “IDEC – SIDETUR, Estructura de Acero para Vivienda de Crecimiento Progresivo”)

1.2 CARACTERISTICAS PRINCIPALES Aunque el sistema se encuentra en fase de desarrollo, podemos destacar las siguientes (ver

figuras 1.3, 1.4 y 1.5):

Permite su construcción has dos (02) niveles

Bajo peso estructural (1 nivel: 31,47 Kg/m2; 2 niveles: 34,27 Kg/m2)

Permite la construcción progresiva de la vivienda, a través de las columnas ensambladas

con 4 perfiles IPL-80.

Vigas de entrepiso: IPN-140 con cartelas

La dirección de las correas de entrepiso (IPN-100), se alternan para repartir mejor tanto las

fuerzas verticales como las horizontales

Conexión con la infraestructura: columna con conectores de corte en el extremo inferior

embutida en el concreto. Permite ajustes para su correcto montaje

Los nodos de entrepiso son rígidos y sometidos a corte y tracción

Nodo de techo: IPN-120. Rígido en la dirección de las vigas y seudo -rígido en la dirección

de las correas

Correas de techo: IPN-60

Versatilidad y multiplicidad de diseño de la vivienda

Simplicidad de uniones

Facilidad de montaje

Crecimiento por enganche

FIGURA 1.3 FIGURA 1.4 FIGURA 1.5

(Fuente: “IDEC – SIDETUR, Estructura de Acero para Vivienda de Crecimiento Progresivo”)

1.3 PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS El sistema IDEC-SIDETUR está diseñado para ser montado por una cuadrilla de trabajo de poca

formación técnica, inclusive, podría ser instalado por la familia que lo adquiera. El manual de

montaje del SC estará orientado a pequeñas empresas de construcción, cooperativas,

asociaciones de vivienda y a la familia, promoviéndose de esta manera la adquisición de los

componentes del sistema, para la construcción en terrenos, parcelas o lotes que la propia familia o

conjuntos de familias posean o gestionen, incluyendo la posibilidad de sustitución o ampliación de

viviendas existentes.

Aunque sería recomendable que las pequeñas empresas constructoras adquirieran los

componentes y se encargaran de la construcción de las viviendas, en terrenos desarrollados o no

por el Estado, en conjuntos o urbanizaciones, dentro de un Programa de Vivienda (nacional,

estadal, municipal), con apoyo financiero y asistencia técnica, la opción más viable de que sean las

familias u organizaciones de la propia comunidad las que gestionen su alojamiento a través de la

creación de una UFC. En este caso la organización de cooperativas de construcción

complementaría a la Red propuesta. Habrá que explorar y clarificar las posibilidades de gestión de

los recién creados Consejos Comunales a los efectos de la gestión de varios desarrollos de cierta

escala (50-100 o más viviendas) que faciliten la organización de la Red UFC. Esto nos lleva a la

creación de otra Red, en este caso de promotores sociales de su hábitat, aprovechando por

ejemplo una red o convenios1 entre Consejos Comunales y/o cooperativas, que tendrían a su

cargo la gestión de la construcción de viviendas y su entorno inmediato (conjuntos, condominios,

urbanizaciones).

1.4 PRODUCCIÓN DE COMPONENTES (RED DE UNIDADES DE FABRICACIÓN)

El proceso de producción de componentes, por la vía de la transferencia tecnológica y la asistencia

técnica se dará a través de las diferentes formas de organización comunitaria, asociativa y

operativa. No obstante y para cumplir con este propósito, se plantean dos (02) opciones:

Producción centralizada en talleres metalúrgicos existentes de nivel tecnológico medio

o alto, mediante acuerdos o convenios para la fabricación de componentes, los cuales

se despacharían a los distintos sitios de construcción a través de distribuidores

autorizados. Esta es la fórmula que actualmente utiliza SIDETUR para la producción de

su Kit estructural, y en cuyo caso comercializa directamente sus productos.

Pequeños talleres metalúrgicos-herrerías, autorizados o promovidos por SIDETUR,

quienes serían licenciados, a través de un acuerdo de transferencia tecnológica, para la

producción-comercialización de los componentes del sistema, adoptando los criterios y

lineamientos establecidos por SIDETUR.

1 Por ejemplo, como el convenio que permitió la creación del Consorcio CLASP en el Reino Unido: un convenio entre municipalidades

para desarrollar y mantener actualizado un sistema constructivo para el diseño, contratación y construcción de las edificaciones educativas requeridas por los municipios adherentes.