FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL MONOGRAFIA PRELOSAS AUTORES: Vásquez Barboza, Kevin Jharley Vásquez Díaz, Luis Eduardo ASESOR: Ing. Juan Manuel Oblitas Santa Maria JUNIO 2022 Chiclayo – Perú INDICE INTRODUCCIÓN ____________________________________________________________ 5 RESUMEN _________________________________________________________________ 6 ANTECEDENTES ___________________________________________________________ 7 ANTECEDENTES NACIONALES ___________________________________________ 7 ANTECEDENTES INTERNACIONALES ____________________________________ 10 MARCO TEORICO _________________________________________________________ 12 1. CONCEPTO DE PREFABRICADOS ____________________________________ 12 2. DEFINICION DE PRELOSAS __________________________________________ 12 3. CLASIFICACIÓN DE LAS PRELOSAS _________________________________ 13 PRELOSAS CLÁSICAS __________________________________________ 13 3.1. PRELOSAS PRETENSADAS ________________________________________ 19 3.2. 3.2.1. DEFINICIÓN TÉCNICA: _________________________________________ 19 3.2.2. COMPOSICIÓN Y FABRICACIÓN _______________________________ 20 OTROS TIPOS DE PRELOSAS ______________________________________ 23 3.3. 3.3.1. PRELOSAS CON AISLAMIENTO TÉRMICO ______________________ 23 3.3.2. PRELOSAS ALIVIANADAS _____________________________________ 24 4. VENTAJAS _________________________________________________________ 25 5. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS _________________________________________ 27 5.1. RESISTENCIA AL FUEGO ________________________________________ 27 5.2. DURABILIDAD __________________________________________________ 27 5.3. AISLAMIENTO ACÚSTICO _______________________________________ 28 5.4. ACABADOS INTERIORES ________________________________________ 28 5.5. EJEMPLOS DE TABLAS DE LUCES Y CARGAS PARA DIFERENTES USOS 29 6. PROCESO CONSTRUCTIVO DE PRELOSAS ___________________________ 31 6.1. APUNTALAMIENTO CON SISTEMA DE VIGA H20 Y PUNTALES _____ 31 6.2. COLOCACIÓN DE PRELOSAS INCLUYE IZAJE. ____________________ 33 6.3. COLOCACIÓN DE REFUERZOS __________________________________ 34 6.4. HABILITACIÓN DE ESPECIALIDADES ____________________________ 34 6.5. VACEADO DE LOSA _____________________________________________ 34 6.6. DESENCOFRADO DE LOSA ______________________________________ 34 6.7. SELLADO DE JUNTAS ___________________________________________ 35 7. CONSIDERACIONES NECESARIAS PARA LA UTILIZACIÓN DE LAS PRELOSAS _____________________________________________________________ 36 Tiempo para realizar los cambios en ingeniería __________________________ 36 Aprobación de la gerencia de proyectos ________________________________ 36 Aprobación del proyectista de estructuras ______________________________ 36 Configuración repetitiva en los entrepisos ______________________________ 36 Sistema versátil y flexible (prelosa) _____________________________________ 36 CONCLUSIONES __________________________________________________________ 37 RECOMENDACIONES _____________________________________________________ 39 BIBLIOGRAFÍA ____________________________________________________________ 40 INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1.- Ancho de prelosa varia entre 120 cm o 240 cm ____________ 14 Ilustración 2.- Incorporación de instalaciones eléctricas en prelosa ________ 15 Ilustración 3.- Aplicaion de sellante elastomerico para juntas en prelosas ___ 16 Ilustración 4.- Importancia de la armadura de refuerzo en prelosas________ 17 Ilustración 5.- Detalle de acero antes del vaceado del hormigon o concreto armado ______________________________________________________ 18 Ilustración 6.- Detalle de prelosa durante el vaceado ___________________ 19 Ilustración 7.- Prelosa pretensada sin armadura de refuerzo triangular _____ 20 Ilustración 8.- Procedimiento de fabricación de prelosas pretensada ______ 21 Ilustración 9.- Fabricación de prelosa pretensada _____________________ 21 Ilustración 10.- Desmoldaje de prelosas ____________________________ 22 Ilustración 11.- Desencofrado de prelosas ___________________________ 22 Ilustración 12.- Transporte de prelosas _____________________________ 23 Ilustración 13.- Prelosas con aislamiento térmico _____________________ 24 Ilustración 14.- Prelosas con poliestireno expandido de alta densidad _____ 24 Ilustración 15.- Prelosas con elementos cerámicos, de PVC, y de poliestireno expandido para su alivianado _____________________________________ 25 Ilustración 16.- Izaje de prelosas para su colocacion en obra ____________ 26 Ilustración 17.- Detalle de prelosas vistas ___________________________ 28 Ilustración 18.- Detalle de prelosas vistas ___________________________ 29 Ilustración 19.- Mesas fijas de MOLDTECH, con sistema de calefacción por agua caliente, para la produccion de prelosas ________________________ 31 Ilustración 20.- Sección típica de apuntalamiento de prelosa prefabricada. _ 32 Ilustración 21.- Montaje de sistema de apuntalamiento con vigas H20 y puntales paso a paso ___________________________________________ 32 Ilustración 22.- Apoyo de prelosa prefabricada sobre encofrado de fondo de viga _________________________________________________________ 33 Ilustración 23.- Desmontaje de vigas H20 y puntales telescópicos ________ 35 INDICE DE TABLAS Tabla 1.- Espesor minimo de prelosas para resistencia al fuego __________ Tabla 2.- Luz de prelosas en viviendas _____________________________ Tabla 3.- Luz de prelosas en oficinas _______________________________ Tabla 4.- Luz de prelosas en edificaciones comerciales ________________ Tabla 5.- Luz de prelosas en edificaciones industriales _________________ 27 29 30 30 30 INTRODUCCIÓN Cada diseñador, arquitecto o ingeniero, conoce las grandes ventajas que aporta el uso de las prelosas en la construcción de entrepisos, forjados o losas. Las prelosas permiten trabajar con muchas variantes de concepción del diseño: arcos, elementos en cuña o de diversos formatos, huecos, integración de vigas y ménsulas, etc. EL sistema es extremadamente simple, la prelosas conforma la parte inferior del forjado, es producida en una planta de prefabricación, bajo controles estrictos de una armadura interior y hormigones utilizados. El espesor final del forjado se obtiene en obra mediante el colado de una capa de hormigón de compresión. La puesta en obra de las prelosas es muy rápida, dado que no se necesitan encofrados (la prelosas actúa como encofrado perdido). No se requieren medios de elevación pesados, ya que las prelosas son livianas. Grandes superficies son cubiertas de una sola vez, y la incorporación de armaduras de refuerzo y mallas metálicas se reducen a una mínima cantidad. El resultado es un forjado monolítico, macizo, con una gran resistencia al fuego y un excelente comportamiento frente a los ruidos. Las prelosas son muy utilizadas en obras de vivienda unifamiliar, multifamiliar en altura, obras de equipamiento (escuelas, hospitales, oficinas), y son de uso complementario en obras de infraestructuras (para cubrir espacios entre vigas en puentes, túneles, sistemas de canalizaciones y otros usos). RESUMEN La innovación en el mundo de la construcción cada vez es más mayor, desde grandes obras así como también en pequeñas obras. En este trabajo abarcamos el tema de prelosas, sabemos que es un elemente prefabricado que se elabora fuera de obra y se recepción en obra para ser puesto en un encofrado especial. Existe diversas razones por las cuales construir mediante prelosas es mucho mejor, algunas de estas son las siguientes: ahorro de costos (debido a que el enconfrado es menor en comparación de la losa aligerada típica), reducción de tiempo (debido a que, el proceso es más veloz aproximadamente un 30% más en comparación con la losa aligerada o maciza típica). La colocación de prelosas en obra se realiza rápidamente empezando con la puesta de un sistema de apuntalamiento vigas H20, a continuación, se procede con la inspección de las prelosas y una vez verificada se procede al izaje de las mismas, finalizando se coloca el acero positivo o negativo (dependiendo el tipo de obra), se continua con la instalación de las especialidades (eléctricas, sanitarias u otras) y se procede al vaceado para finalizar la losa en su totalidad. Por último, se procede a sellar las juntas de las prelosas. Es importante indicar que sería ideal considerar la utilización de las prelosas desde el diseño inicial, es decir desde la concepción del proyecto. Algunas consideraciones para la utilización de las prelosas son Tiempo para realizar los cambios en ingeniería, Aprobación de la gerencia de proyectos, Aprobación del proyectista de estructuras, Configuración repetitiva en los entrepisos Palabras clave: Estructuras prefabricadas, prelosas, losas ANTECEDENTES ANTECEDENTES NACIONALES Luis Brando Manuel Aime Arroyo (2015) En su tesis titulada “evaluación de la rentabilidad de losas prefabricadas (prelosas) en edificaciones con la aplicación de lean construcción comparada con losas convencionales. “Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería. Tesis para optar el título de Ingeniero Civil. Lima – Perú”. “El autor tiene como objetivo principal evaluar la rentabilidad del uso de prelosas como un sistema que reemplace al sistema de losas convencionales”. Para empezar, se describirán las características de la prelosa, los tipos, su proceso de fabricación, sus usos, entre otros. Así mismo se describirá la importancia de la aplicación de la filosofía Lean Construcción, como metodología innovadora esencial para mejorar la productividad de las prelosas y hacer más rentable los costes y el tiempo de la ejecución de la obra”. “En el tercer capítulo se desarrollará la planificación y programación del proyecto con el uso de prelosas y bajo la aplicación de la filosofía Lean”. (1) “Protegiendo la no paralización del flujo productivo (mediante lookaheads y análisis de restricciones)”. (2) “Haciendo eficiente este flujo (mediante la sectorización del edificio) y finalmente”. (3) “Buscar hacer eficientes los procesos (por media propuesta de mejora y de cartas balance)”. “Se comparará el uso de prelosas frente al sistema losas convencionales mostrando las ventajas en cuanto al tiempo de su construcción por la omisión y/o reemplazo de procesos y recursos”. “Una vez obtenida la programación, será posible cuantificar los costos directos e indirectos del proyecto para la construcción de losas. En el cuarto capítulo se realizará un análisis de la cantidad de recursos usados en obra y se mostrarán los análisis de precios unitarios de cada partida, con el objeto de elaborar una comparación de presupuestos entre ambos sistemas”. “Finalmente se mostrarán las ventajas y desventajas que se han podido identificar en proyectos de edificaciones similares”. Alex Aurelio Paye Anco, José A. Peña Castillo & Juan L. Franco Sánchez, (2014) “Propuesta Para La Utilización De Losas De Entrepiso Prefabricadas. Escuela de Postgrado, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas -UPC, Lima – Perú”. “Su investigación tiene por finalidad proponer sistemas innovadores de losas de entrepiso más ventajoso que el sistema de losas tradicionales actualmente usada por el sector de la construcción en Perú (Ghio & Bascuñan, 2006)”. “Por esta razón determina las diferencias entre las losas aligeradas en una y dos direcciones; losas macizas; losas prefabricadas compuestas con viguetas pretensadas y prefabricadas; losas compuestas con láminas colaborantes y las prelosas, que en la actualidad se ofrece en la industria de la construcción peruana. Para optar por una mejor alternativa de losa de entrepisos de acuerdo al tipo de obra y sus condiciones”. “El procedimiento establecido para la evaluación consistió en escoger obras representativas de edificaciones en el rubro salud y centros comerciales (retail) que se construyeron utilizando losas de entrepisos con sistemas tradicionales”. “De estas obras se obtendrán datos de los expedientes técnicos y datos de la ejecución real y para el estudio hemos tomado cuatro obras de hospitales y dos obras del rubro retail”. “Como alternativas, proponemos las losas prefabricadas donde los datos se obtienen de las especificaciones técnicas de los proveedores”. “Con estos datos realizamos una evaluación técnica de costos por m2 de losas de entre pisos, consumo de concreto por m2, rendimiento de mano de obra y consumo de encofrado por m2 para la evaluación económica, comparamos los costos unitarios de ambos sistemas”. “Del análisis realizado en el estudio, se obtiene que la mejor opción para el caso de losas de entrepisos es usar elementos prefabricados en comparación con los sistemas convencionales”. Maritza Ramos Rugel (2002) en su tesis titulada “Análisis técnico y económico de losas de entrepiso” Universidad de Piura – Facultad de Ingeniería Piura-Perú”. “La tesis está orientada en proponer sistemas de entrepiso más ventajosos que el sistema de losas aligeradas con ladrillos de arcilla comúnmente usado por un sector de la construcción. Con el objetivo de determinar las diferencias entre las losas compuestas con las láminas colaborantes, las losas aligeradas en una y dos direcciones y las losas compuestas con viguetas pretensadas, determinando las luces que se pueden cubrir con estos sistemas bajo ciertas condiciones de servicio. Además, se realizó el diseño de dos paños de losa, que permitieron establecer el sistema de entrepiso más adecuado”. “La conclusión de la tesis fue: reemplazar los tradicionales ladrillos de arcilla por el poliestireno, material que reduce el peso del elemento aligerante de un entrepiso en un 99 %, lo que disminuye el peso propio del sistema en un 40 % aproximadamente; además, le confiere al sistema de entrepiso propiedades de aislante térmico y acústico”. “Para luces menores a cuatro metros recomendamos el uso de losas vaciadas in situ y losas compuestas con láminas colaborantes. Las segundas soportan mayor carga de servicio que las primeras. Las losas compuestas con viguetas pretensadas permiten cubrir luces mayores de 4.0 hasta 8.0 metros, dependiendo del área del refuerzo de pre esfuerzo. Para estas luces también puede ser usado el sistema de losas in situ aligeradas en dos direcciones con una losa inferior para evitar los trabajos posteriores del cielorraso, siempre y cuando el paño a diseñar esté apoyado de tal manera que permita una acción en dos direcciones”. Pómez (2012) en su tesis: “Estudio de alternativas estructurales para el techado de un edificio de oficinas” “tiene como objetivo presentar el diseño de cuatro alternativas distintas para el diseño estructural de las losas de los techos de un edificio de 10 pisos para oficinas”. “Elabora un estudio descriptivo con la finalidad de concluir la alternativa de menor costo, posteriormente discute las ventajas y desventajas de cada una de ellas. Las alternativas que presenta son: losas aligeradas armadas en una dirección, losas aligeradas armadas en dos direcciones, macizas armadas en una dirección, macizas armadas en dos direcciones”. “El investigador concluye que la alternativa de techado con menor costo directo de las cuatro analizadas, es la losa aligerada de 20 cm de espesor con vigas intermedias”. “Esta investigación tiene como aporte principal de esta tesis es la metodología ya que es una investigación de tipo experimental y de diseño descriptivo, presenta dimensiones e indicadores similares a los que se propone en la presente tesis”. ANTECEDENTES INTERNACIONALES Roberto Bascuñán Walker, (2014) en su tesis titulada “innovación tecnológica en la construcción, y particularmente algunas de las nuevas necesidades y posibilidades” “ingeniero Civil en la Pontificia Universidad Católica de Chile”. “Este artículo discute ciertos aspectos de la innovación tecnológica en la construcción, y particularmente algunas de las nuevas necesidades y posibilidades existentes en Chile”.” Los autores del artículo consideran que la introducción de tecnologías de punta en el sector construcción es especialmente conveniente hoy en día, debido a diversas circunstancias que han convergido, así como, un 22 crecimiento sostenido de la economía del país; los avances tecnológicos en las comunicaciones que facilitan la ubicación y captación de nuevas tecnologías, una mayor competitividad a nivel local como internacional, así como por el desarrollo que se ha alcanzado a nivel local en el campo de la investigación. Se discuten además los factores que favorecen la introducción de innovaciones tecnológicas en la construcción, así como las relaciones que tienen dichas innovaciones con el resto de las partes de un proyecto” Alberto (2013), en su tesis: “Proyecto óptimo de un sistema constructivo de forjado unidireccional prefabricado con losa alveolar pretensada. Aplicación en un edificio de oficina”, Brasil. “Teniendo como objetivo la optimización económica del forjado unidireccional cuyo elemento estructural sean las losas alveolares pretensadas”. “La optimización que se desarrolla no está pensada de forma particular, lo que pretende es obtener una metodología que permita determinar la losa alveolar óptima, desde el punto de vista económico, que se adecue al uso que se le exige en cada caso, tanto en carga como ambiental, etc.” “Pretende adaptar la fabricación de la losa respecto al requerimiento de un determinado proyecto. Concluye indicando que la utilización del método constructivo de forjado, prefabricado con losa alveolar pretensada tiene mayor productividad en términos económicos, que otros sistemas constructivos”. MARCO TEORICO 1. CONCEPTO DE PREFABRICADOS Para darle una definición y un posterior desarrollo a las Losas Prefabricadas, es importante primero conocer la definición de prefabricados. La palabra prefabricación, etimológicamente significa fabricar antes y bajo este criterio la Asociación Italiana de la Prefabricación la define como "la fabricación industrial fuera de la obra de partes de la construcción aptas para ser utilizadas mediante distintas acciones de montaje". La finalidad de los prefabricados es ejecutar las obras más rápidamente y aplicando el orden, limpieza y precisión de los procesos industriales en la ejecución de las obras, aportando a que estas puedan controlar de mejor forma los procesos menos controlados, tales como mano de obra, rendimiento y desperdicios. 2. DEFINICION DE PRELOSAS Las prelosas son elementos prefabricados que forman parte de las losas de techo. Reemplazan a los paneles de madera para el encofrado de techo, colocándose sobre un sistema simple de apuntalamiento y cuyos extremos descansan sobre los encofrados de las vigas del paño. Este elemento será la base y primera capa de la losa de techo integrándose en la misma para su comportamiento estructural al final de su proceso constructivo. Las ventajas del uso de prelosas en un proyecto son múltiples, como la disminución del uso y armado de encofrados, los ahorros de recursos y de tiempo de ejecución en obra. La prelosa está formada por viguetas del tipo triacero (tralicho) distanciadas entre sí a 62.5cm, embebidas parcialmente en una losa de concreto de un espesor generalmente de 5 cm, reforzado con acero según los requerimientos de la estructura. El concreto que se emplea varía de acuerdo a los planos y toma los siguientes valores de fc=350, 280 y 245 kg/cm2. La parte inferior de la prelosa queda totalmente lisa (no requiere ningún acabado posterior), y la superficie superior se deja rugosa y estriada para mejorar la unión con el concreto de obra. Las funciones de la vigueta son: Asegurar que los paneles de concreto soporten los esfuerzos durante su desmoldaje y curado, transporte a obra y posteriormente en los trabajos y vaciado de concreto en obra. Conectores entre el concreto de la prelosa y el vaciado en obra. Apoyo (distanciador) para la armadura de acero superior colocado en obra. Como puntos de fijación para el acarreo e izaje. La prelosa es diseñada, dibujada y fabricada a la medida. Cada una es codificada y puede ser ubicada en los planos suministrados los cuales incluyen una tabla de especificaciones técnicas, en la cual se indica para cada prelosa: código, cantidad por planta, ancho, largo, área, peso, acero de refuerzo longitudinal y transversal y cantidad de viguetas que trae. 3. CLASIFICACIÓN DE LAS PRELOSAS Según el sistema de armadura, podemos clasificar a las prelosas en dos grandes grupos: Las prelosas clásicas y las prelosas pretensadas otras características nos permiten clasificarlas en prelosas aisladas, prelosas alivianadas, prelosas nervadas, etc. 3.1. PRELOSAS CLÁSICAS 3.1.1. DEFINICIÓN TÉCNICA: La prelosas clásica o simplemente armada es un elemento delgado e forma de placa, compuesto de una capa de hormigón, de una armadura y/o una malla de acero electro soldada, y puede incorporar las varillas de hierro necesarias a modo de “esperas” para la conexión y refuerzo. 3.1.2. EL ESPESOR DE LA PRELOSAS: El espesor de las prelosas es variable, y va de los 40 a los 150 mm Podríamos definir el espesor standard al de 50 mm. El espesor se definirá, entre otros condicionantes, por el recubrimiento requerido, la armadura de cálculo, el espesor final del forjado a construir, las exigencias constructivas y por supuesto las normativas a aplicar. 3.1.3. EL ANCHO EN LAS PRELOSAS El ancho de las prelosas varía entre 1200 y 2400 mm. El ancho es generalmente definido por el prefabricador, y determinado por el equipamiento que utiliza para su producción, las posibilidades de manipulación y elevación en obra, las exigencias del cliente y los proyectos. Se deberá tener en cuenta el uso de piezas “de ajuste” para optimizar el ancho standard y reducir costes de producción y obra. Las prelosas de un ancho standard garantizan el éxito y su adaptabilidad a todo tipo de obra. Ilustración 1.- Ancho de prelosa varia entre 120 cm o 240 cm 3.1.4. LARGO Y FORMATO DE LAS PRELOSAS El largo y la forma de las losas o forjados se corresponden a un proyecto determinado. Es en este contexto que las prelosas se ajustan con su diseño a medida y constituyen el punto fuerte de las prelosas a lo que hay que sumar las posibilidades de incorporar todo tipo de elemento, como ser: Huecos abiertos para el paso de instalaciones de todo tipo. Reservas en hormigón liviano o celular para la futura apertura de huecos. La incorporación de instalaciones eléctricas (cajetines de cielorraso, etc.) y otras instalaciones en el proceso de producción de las prelosas, lo que permite acelerar el proceso de montaje y construcción en obra. Ilustración 2.- Incorporación de instalaciones eléctricas en prelosa 3.1.5. LAS UNIONES ENTRE PRELOSAS Los sistemas de unión entre diferentes tipos de prelosas se realizan mediante el detalle de una junta con chaflán. El formato de esta junta dependerá del prefabricador, el proyecto y el tipo de terminación interior que se quiera dar. En general en estas uniones o juntas se aplica un sellante elastomérico para juntas, a base de poliuretano, de alto rendimiento, que cura con la humedad, mono componente, cuyas ventajas son: Al ser un sellante de un solo componente, listo para usar, reduce tiempo, esfuerzo y necesidad equipo para mezclar. Rápido secado al tacto y curado final. Alta elasticidad, cura a una consistencia sólida, durable y flexible con excepcional resistencia al corte y arrancamiento. Excelente adherencia a la mayoría de los materiales de construcción sin imprimante. Excelente resistencia al envejecimiento. Probado en exigentes climas de todo el mundo. Ilustración 3.- Aplicación de sellante elastomerico para juntas en prelosas 3.1.6. LA CALIDAD DEL HORMIGÓN A EMPLEAR Tanto la calidad como la dosificación del hormigón pueden ser adaptadas y ajustadas a las exigencias del cálculo del proyecto en cuestión. La manipulación, las cargas y las luces a las que serán sometidas las prelosas determinarán las resistencias mínimas. En la práctica, las resistencias características del hormigón a utilizar en prelosas clásicas varían entre 25 y 30 n/mm2. 3.1.7. LA ARMADURA DEL FORJADO O LOSA La armadura resistente de la losa se ejecuta mediante el uso de acero de alta resistencia o estructural, generalmente tipo BE500 con adherencia mejorada por medio del uso de mallas electro soldadas, barras individuales o la combinación de ambas. La flexibilidad de las prelosas se realza dadas las diferentes posibilidades de adaptabilidad a proyectos audaces. El uso de estribos, pasadores, armaduras plegadas y salientes son algunas de las posibilidades de armado. 3.1.8. LA ARMADURA DE REFUERZO La mayor innovación de la prelosa clásica reside en la armadura de refuerzo, que cumple numerosas funciones: Confiere al elemento la rigidez necesaria durante la manipulación, el transporte y la descarga en obra. Asegura, al igual que la rugosidad del hormigón, la adherencia entre la prelosa y el hormigón colado in situ. Actúa como punto de sujeción durante la manipulación. Se utiliza como separador para la armadura superior y malla electro soldada. Ilustración 4.- Importancia de la armadura de refuerzo en prelosas La armadura de refuerzo está compuesta por tres elementos. Las dos barras inferiores son parte integrante de la armadura constructiva de la prelosas, las armaduras diagonales sinusoidales continuas transfieren los esfuerzos a la barra superior y el esfuerzo de corte entre la prelosas y el hormigón colado in-situ. La barra superior mantiene el equilibrio de los esfuerzos. 3.1.9. LA CAPA DE COMPRESIÓN Desde el plano constructivo, la capa de compresión es la parte más importante del forjado de prelosas. Es la capa activa del forjado o losa. Una vez montada la prelosas en su posición, el hormigón de compresión es colado in-situ. Ilustración 5.- Detalle de acero antes del vaceado del hormigon o concreto armado Para el vertido del hormigón se deberá tener en cuenta: La armadura de las uniones o juntas Sobre las juntas o uniones de las prelosas, entre los refuerzos, se colocarán barras pequeñas de conexión, cuya función es que el forjado trabaje en forma monolítica, y evitar la aparición de fisuras en la capa de compresión y en la terminación de la cara inferior (interior) del cielorraso. La armadura superior Las armaduras superiores son montadas en todos los sectores donde los momentos negativos deben ser absorbidos. Estas armaduras pueden ser montadas sobre las armaduras de refuerzo y pueden servir de estribos. La armadura suplementaria Toda otra armadura, indicada en los detalles de montaje de armadura, deberá ser considerada e instalada en su correcta posición. Estas armaduras suplementarias pueden ser necesarias por múltiples razones, por ejemplo, por la creación de vigas incorporadas en la losa, para prevenir el efecto de punzonamiento de columnas, o por el refuerzo de perímetros o bordes. Ilustración 6.- Detalle de prelosa durante el vaceado 3.1.10. EQUIPAMIENTO E INSTALACIONES Todo tipo de equipamiento e instalaciones podrá ser montado e incorporado en la capa de compresión, como ser canalizaciones eléctricas, calefacción, tuberías de desagüe, como también elementos de grandes dimensiones. Esto permite evitar la construcción de cielorrasos suspendidos, con la consecuente mejora en la altura libre de entrepisos o la optimización de las alturas edificables. 3.2. PRELOSAS PRETENSADAS 3.2.1. DEFINICIÓN TÉCNICA: La prelosas pretensada es un elemento delgado de forma de placa, compuesto de una capa de hormigón, en el que la armadura clásica se reemplaza por torones o alambres pretensados, lo que permite, aprovechando las ventajas de esta técnica, incrementar las cargas, las distancias entre apoyos y la reducción de la flecha, con las mismas secciones de hormigón. Las características de las prelosas pretensadas son similares a las clásicas en cuanto a detalles de terminaciones, dimensiones y usos. Podemos definir la prelosas pretensada como un elemento de hormigón comprimido prefabricado que forma parte de la base o parte inferior de la sección de una losa o forjado. Ilustración 7.- Prelosa pretensada sin armadura de refuerzo triangular 3.2.2. COMPOSICIÓN Y FABRICACIÓN La prelosa pretensada reemplaza la armadura tradicional por acero pretensado de alto límite de elasticidad. Los alambres o torones se posicionan en la mesa fija de producción y se tensan antes de colar el hormigón de la prelosa. Una vez que el hormigón ha adquirido la resistencia requerida de destensan los cables, con la consecuente compresión de la sección del hormigón. Ilustración 8.- Procedimiento de fabricación de prelosas pretensada Las prelosas pretensadas se producirán con un hormigón particularmente resistente, tipo C30 a C37 (resistencia a la compresión de 210 kg/cm2 a los 28 días aproximadamente) Ilustración 9.- Fabricación de prelosa pretensada Para el desmolde se deberá contar con un tiempo de curado de 6 a 12 horas mínimo (dependiendo del tipo de hormigón utilizado y las condiciones climatológicas de temperatura y humedad). Para aumentar la productividad se suele utilizar sistemas de aceleración de curado mediante la implementación de circuitos de calefacción por agua caliente o vapor en las mesas de producción. Ilustración 10.- Desmoldaje de prelosas El desencofrado se realiza una vez verificada la resistencia del hormigón mediante pruebas de laboratorio. Para el desencofrado se utilizan grúas o puentes grúa. Se transporta a un patio de almacenamiento. Ilustración 11.- Desencofrado de prelosas El transporte a obra se realiza mediante camión, por lo cual es muy importante verificar las dimensiones de los elementos que vayamos a producir y las normativas de transporte locales. Ilustración 12.- Transporte de prelosas 3.3. OTROS TIPOS DE PRELOSAS 3.3.1. PRELOSAS CON AISLAMIENTO TÉRMICO Este tipo de prelosas permite la incorporación de un aislamiento térmico. Este aislamiento, generalmente de poli estireno expandido de alta densidad, es incorporado en la prelosa en fábrica, lo que permite reducir los tiempos de ejecución en obra y garantizar los resultados de su uso, dados los ensayos previos. Ilustración 13.- Prelosas con aislamiento térmico La distancia entre elementos aislantes permite la disposición de refuerzos en armaduras e instalaciones. Ilustración 14.- Prelosas con poliestireno expandido de alta densidad 3.3.2. PRELOSAS ALIVIANADAS Con el fin de reducir el peso total del forjado o losa, se pueden incorporar elementos livianos a modo de relleno en las zonas de la sección donde el hormigón no sea necesario estructuralmente. Este sistema de inserción de bloques de poli estireno o elementos cerámicos o esferas de PVC permite trabajar con losas nervadas livianas de gran capacidad portante, y que dispone de una cara inferior lisa con todas las características de las prelosas. Como en todo forjado o losa nervada será necesario incorporar rigidizadores transversales en caso de concentración de cargas. Ilustración 15.- Prelosas con elementos cerámicos, de PVC, y de poliestireno expandido para su alivianado 4. VENTAJAS Las prelosas constituyen un elemento estructural importante para todo edificio o construcción. Ellas constituyen una malla de enlace o conexión fundamental para otorgar estabilidad al conjunto, crean la separación horizontal de los espacios (visual, acústica y térmica), aseguran la función portante y determinan en gran parte el aspecto visual del espacio. De todos los tipos de forjado o losa, la prelosa es la que más se acerca a la losa colada in-situ. El producto final forma un conjunto monolítico que garantiza por si solo la rigidez del edificio en cuestión. En consecuencia, no será necesario recurrir a otros elementos rigidizantes, como cajas de asesores o escaleras. Podríamos mencionar las siguientes ventajas adicionales: El forjado o losa construido con prelosas es más económico que el construido de manera tradicional y colado in-situ o que el construido con viguetas y bovedillas. La velocidad de ejecución permite montar 100 m 2 en 2 horas y hormigonado en 48 horas. El forjado o losa construida con prelosas es más resistente que el construido y colado in-situ a secciones de acero equivalentes. Menor uso de material en obra, no requiere encofrado, menor uso de puntales, reducción de armadura a montar en obra. El prefabricador garantiza al cliente la resistencia, luces, cargas y flechas. Excelente comportamiento sísmico. Cara interior (inferior) terminada. No requiere cielorrasos. Incorporación de preinstalaciones (eléctrica, etc.) Garantía en la protección de armaduras y recubrimientos. Se elimina la corrosión de armaduras. Envío a obra en camión. Montaje con grúa. Reducción de plazos de obra por climatología adversa. Acompañamiento y seguimiento técnico de obra por parte del prefabricador. Certificación de los procesos de producción, lo que brinda absolutas garantías al consumidor final. Ilustración 16.- Izaje de prelosas para su colocacion en obra 5. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 5.1. RESISTENCIA AL FUEGO La resistencia al fuego de los forjados en hormigón puede ser determinada por ensayo o cálculo. La resistencia al fuego se define en función al espesor total del forjado y del recubrimiento de hormigón de la armadura principal. El espesor mínimo de la losa “hs” es la suma de los espesores no combustibles. Tabla 1.- Espesor mínimo de prelosas para resistencia al fuego 5.2. DURABILIDAD Las prelosas se producen en plantas industriales de prefabricación, bajo un estricto control y condiciones ideales. Gracias a la calidad superior del hormigón elaborado en planta bajo condiciones controladas, el hormigón prefabricado ofrece mejores cualidades físicas y sufre menos influencias del medio ambiente. El control de calidad es así mismo satisfactorio frente a las eventuales dificultades en materia de riesgos que puedan retrasar las obras, dado que las prelosas pueden ser testeadas en fábrica, antes de ser instaladas en obra. 5.3. AISLAMIENTO ACÚSTICO La masa volumétrica elevada del forjado o losa de hormigón responde perfectamente a las normativas y ofrece un buen aislamiento acústico entre plantas. 5.4. ACABADOS INTERIORES 5.4.1. PRELOSAS Y MASILLADOS ENDUIDOS Como las prelosas se producen en plantas de prefabricación bajo estrictos controles de calidad en mesas fijas metálicas sin deformaciones y sobre planchas de acero de 8 a 10 mm pulidas espejadas, la calidad de la superficie vista inferior es excelente e imposible de superar por cualquier otra solución técnica realizada en obra. La producción a medida sobre proyecto permite trabajar con las juntas para adaptarlas el diseño. Para dar una correcta terminación interior una vez tomadas las juntas, sobre la prelosa se aplica una masilla tipo enlucido muy fino, sobre la cual se aplican fondos y pinturas de terminación. Ilustración 17.- Detalle de prelosas vistas Ilustración 18.- Detalle de prelosas vistas Como se puede apreciar en las fotos precedentes, la calidad de terminación de las prelosas vistas, sin la aplicación de enlucidos o masillas, es muy elevada. Una solución aplicable tanto a vivienda de alto standing como social, edificios de oficina, centros comerciales, hospitales, edificios de equipamiento. 5.5. EJEMPLOS DE TABLAS DE LUCES Y CARGAS PARA DIFERENTES USOS Estas tablas son solo ejemplos que deberán verificarse para cada normativa local. Tabla 2.- Luz de prelosas en viviendas Tabla 3.- Luz de prelosas en oficinas Tabla 4.- Luz de prelosas en edificaciones comerciales Tabla 5.- Luz de prelosas en edificaciones industriales Estas tablas evidencian la gran ventaja de trabajar con prelosas pretensadas, fundamentalmente en los proyectos de vivienda y oficina. En el sector comercial se mueven con soltura y son muy competitivas. En el sector industrial son excelentes a la hora de cubrir entrepisos de oficinas o almacenes, cubiertas, etc. Las prelosas pretensadas compiten con grandes ventajas ante los forjados de viguetas / bovedillas, placas alveolares, losas postensadas y forjados con chapa colaborante. Ilustración 19.- Mesas fijas de MOLDTECH, con sistema de calefacción por agua caliente, para la produccion de prelosas 6. PROCESO CONSTRUCTIVO DE PRELOSAS En este apartado se explica más a profundidad en que consiste cada proceso que compone este sistema de elaboración de entrepisos el cual emplea elementos prefabricados para su elaboración. 6.1. APUNTALAMIENTO CON SISTEMA DE VIGA H20 Y PUNTALES El sistema de vigas de madera y puntales de acero debe ser capaz de soportar las cargas que producen la prelosa, el concreto vaciado en obra, el personal y los equipos. Para el proyecto en cuestión, el diseño de la estructura demanda lo siguiente, las vigas de soporte deberán estar distanciadas a Ls=1.30 ml. y el espaciamiento entre los puntales en la dirección de las soleras será de L=1.10 ml. (esto se traduce en un factor de 0.7 unidades/m 2 de losa), respetando los cálculos propios del diseño estructural. Ilustración 20.- Sección típica de apuntalamiento de prelosa prefabricada. El montaje del sistema se resume en 07 simples pasos: 1. Colocar los cabezales de 4 vías en los puntales. 2. Situar los trípodes en los vértices del forjado y en los cruces de vigas primarias, colocar los puntales en los trípodes y fijarlos con la palanca de apriete. 3. Ajustar la altura del puntal. 4. Colocar las vigas H20 en los cabezales con la ayuda de las barras de montaje. 5. Nivelar las vigas a la altura de los forjados y fijar el seguro haciendo uso del martillo de goma. 6. Colocar los cabezales simples en los puntales intermedios. 7. Colocar los puntales intermedios con el cabezal simple debajo de las vigas de soporte y fijar el seguro con el martillo de goma. Ilustración 21.- Montaje de sistema de apuntalamiento con vigas H20 y puntales paso a paso 6.2. COLOCACIÓN DE PRELOSAS INCLUYE IZAJE. Como actividad previa al inicio del izaje y colocación de las prelosas es fundamental hacer una revisión de la condición de las mismas, básicamente los puntos a revisar son la presencia de cangrejeras y/o de fisuras que no deben superar 1 mm de espesor, recubrimiento del refuerzo mayor o igual a 2cm, condición de los casetones y superficie inferior, así como la no presencia de óxido y por último deflexión de las mismas menor al 0.25%. Una vez verificado el estado de las mismas se procede al acondicionamiento para su izaje, esto consiste en el retiro de rebabas o algún elemento que pueda desprenderse durante su traslado para evitar posibles accidentes y al doblado de las mechas con un tubo de 3/4” solo, por un lado. Luego se procede a realizar la colocación de los ganchos en los tralichos para su izaje, los puntos de anclaje dependerán de las dimensiones de la misma, varían entre 4 a 8 puntos. De igual manera se coloca una línea de viento en una esquina para facilitar su manipulación. En un primer movimiento se levanta el elemento hasta una primera posición a 0.5 ml. de altura y se verifica el enganche de la carga, paso seguido se procede a levantar la prelosa y a realizar su recorrido horizontal hasta su posición final, en esta etapa hay que tener cuidado de evitar la interferencia con armaduras verticales, así como tener despejado en obra la proyección del recorrido de todo frente de trabajo. Finalmente haciendo uso de la ficha el personal a cargo verifica la correcta posición de la prelosa y procede cuidadosamente a descenderla dándole una inclinación de 15o apoyando primero el lado con las mechas rectas para su inserción en el refuerzo de las vigas. Ilustración 22.- Apoyo de prelosa prefabricada sobre encofrado de fondo de viga 6.3. COLOCACIÓN DE REFUERZOS De planta viene habilitado y colocado el acero positivo, de distribución y de base, así como los tralichos de acuerdo al diseño del proyecto, esto es símil para ambos tipos de prelosas prefabricadas. En obra se realiza la habilitación y colocación del acero negativo para ambos tipos de elementos. Adicionalmente para las prelosas aligeradas se trabaja el acero de temperatura y para las macizas el acero transversal y de continuidad, este último es para dar continuidad al refuerzo positivo embebido en la prelosa. 6.4. HABILITACIÓN DE ESPECIALIDADES El uso de prefabricados elimina el subproceso de trazo y colocación de cajas y salidas por lo que la duración de la partida se ve reducida quedando restante la colocación de tuberías y accesorios. Otra variante a tener presente es el cambio de ladrillo de techo por casetones de poliestireno, ahora en lugar de cortar el ladrillo para el paso de tuberías se debe moldear los casetones con quemadores. 6.5. VACEADO DE LOSA Es importante durante el vertido del mismo vibrar el concreto para evitar la formación de cangrejeras y segregaciones. Así mismo cuando se aprecie que el concreto ha comenzado su fraguado se debe rociar toda su superficie con curador para evitar la evaporación prematura de la humedad del concreto. El cálculo del volumen de concreto a requerir se realiza de la misma manera que en un techo convencional empleando el método del factor, el cual consiste en multiplicar el área de cada tipo de prelosa por su respectivo coeficiente, este último varía en función si es aligerada o maciza. Finalmente se adicionan los volúmenes de vigas peraltas y chatas para un total. 6.6. DESENCOFRADO DE LOSA Los puntales pueden ser retirados una vez que el concreto vaciado en obra haya alcanzado el 80% de su resistencia final, en término de días es a los 6-7 días de vertido. Para áreas de grandes luces como sala/comedor y cocinas, así como en zonas de losas macizas se recomienda dejar 03 días adicionales los puntales para evitar una deflexión de las mismas. El desmontaje del sistema consiste en los siguientes pasos: Se inicia con el retiro de los puntales intermedios, en todos los puntales de acero tubular el pasador de descenso rápido libera la tensión con un simple golpe de martillo. Para el desmontaje de la viga H20 se procede a liberar el seguro de los puntales sobre los cuales se apoya esta, paso seguido se coloca la barra de montaje en la parte inferior de la misma y se procede a levantarla desde sus extremos para removerla de los cabezales y con un movimiento lento y seguro se desciende la viga al suelo y se procede a repetir la operación en todas las secciones a desencofrar. Ilustración 23.- Desmontaje de vigas H20 y puntales telescópicos 6.7. SELLADO DE JUNTAS Los prefabricados son elaborados en camas de acero por lo que su acabado en la parte inferior es liso y óptimo, los bordes longitudinales se forman con un chaflán el cual permite darle un fino acabado al encuentro entre elementos. En los sótanos no se ejecuta acabado alguno dejando expuesto la prelosa y sus uniones como tal, el único tratamiento que requiere es la limpieza de rebabas que pueden surgir durante el vertido de concreto en obra. Para zonas habitables (departamentos) y de uso común como el lobby si es necesario darle un tratamiento a las juntas entre prelosas de tal manera que sean imperceptibles a la vista del usuario; este consiste en la aplicación de un mortero mezclado con pegamento para porcelanatos previa aplicación de un aditivo de liga como el Acryl Binder de la empresa Nox – crete, finalmente durante el empastado se recomienda colocar en la junta una malla para reducir aún más la posibilidad de agrietamiento, todo esto se debe realizar sobre una superficie libre de polvos y residuos. 7. CONSIDERACIONES NECESARIAS PARA LA UTILIZACIÓN DE LAS PRELOSAS Es importante indicar que sería ideal considerar la utilización de las prelosas desde el diseño inicial, es decir desde la concepción del proyecto se sugiere tener en cuenta algunas consideraciones para la utilización de las prelosas. Tiempo para realizar los cambios en ingeniería Tiempo estimado para cambiar el proyecto original a prelosas (tres semanas) dependiendo de la magnitud del proyecto. Tiempo necesario para rediseñar el proyecto completo por la disminución de carga al usar poliestireno (de uno a dos meses, apropiado para edificios con excavaciones profundas). Aprobación de la gerencia de proyectos Convencer a la gerencia de proyectos de las ventajas de las prelosas. Predisposición de la gerencia de proyectos a cambios en el proceso constructivo. El sistema es apropiado para proyectos tipo EPC (engineering, procurement and construction, por sus siglas en inglés) y proyectos propios de cada empresa constructora. Aprobación del proyectista de estructuras Predisposición del proyectista de estructuras para aprobar el sistema prefabricado y rediseñar por completo el edificio. Configuración repetitiva en los entrepisos Se debe sectorizar los paños de manera que sean repetitivos verticalmente en cada piso. En planta, los paños pueden tener formas irregulares, pero deben ser repetitivos verticalmente en cada piso. Conviene sectorizar paños grandes (hasta de 3 ton, equivalente a paños de 2.5m x 9.6m en nuestro caso). Sistema versátil y flexible (prelosa) Las prelosas ofrecen un sistema versátil y se pueden usar en losas aligeradas de uno y dos sentidos, así como en losas macizas. CONCLUSIONES 1. Es posible reducir el costo (15%) y tiempo (64% a 83%) en las losas de entrepiso utilizando elementos prefabricados respecto a los sistemas tradicionales. La reducción de tiempo también nos demandara menores gastos generales. 2. Los sistemas prefabricados propuestos utilizan menos recursos en obra que los convencionales y aumentan el porcentaje de trabajo productivo. 3. El sistema de placas colaborantes permite un mayor rendimiento en la construcción de las losas de entrepiso. Este sistema es ideal cuando se maneja una gran área para techar. Las placas colaborantes evitan el uso de los encofrados, al cual debe considerarse el uso del falso cielo raso en algunos ambientes como aulas, oficinas y otros. 4. Las prelosas son una de las mejores soluciones para la construcción de entre pisos con el proceso constructivo de prelosas macizas y ligeras. Al ser un sistema prefabricado, ofrece mayor velocidad de ejecución en los procesos constructivos y un ahorro considerable de 15% frente a otros sistemas convencionales. La prelosa como elemento prefabricado trabaja como encofrado convencional de techo, colocándose de forma modulada sobre un sistema simple de apuntalamiento y cuyos extremos descansan sobre los encofrados de las vigas del paño. Tienen un acabado cara vista, con lo cual no requieren tarrajeo de cielo raso ni colocación de falso cielo raso, pudiendo quedar como acabado cara vista en ambientes como estacionamientos, sótanos u otros. 5. El poliestireno como material aligerante de las losas de entrepiso proporciona una disminución del peso del elemento aligerante en un 99% respecto al ladrillo de arcilla tradicional, lo que origina que el peso propio de la losa disminuya en un 40% con respecto a las losas aligeradas de ladrillos de arcilla. Además, es un material que puede ser trabajado con las herramientas habituales en la obra, lo que garantiza ajustes perfectos. Por otro lado, su bajo peso permite la facilidad de transporte y grandes economías en la instalación, sea cual fuere el sistema constructivo utilizado. 6. Al momento de elegir un sistema de entrepiso debemos considerar aspectos como el comportamiento estructural, la facilidad de manejo, espacios de trabajo, el transporte de los elementos prefabricados, los acabados, la calidad del producto, la reducción del tiempo, la mano de obra disponible, la cantidad de materiales a manejar en obra, la seguridad y los desperdicios de materiales, entendiéndose que el costo del sistema de entrepiso no siempre prima sobre los aspectos antes mencionados. RECOMENDACIONES 1. En el caso de proyectos de edificaciones orientadas a vivienda multifamiliar de varios pisos, se recomienda el uso del sistema de losas con viguetas pretensadas con bovedillas de poliestireno, puesto que las luces no son tan amplias y este sistema brinda un mayor aislamiento acústico y térmico, siendo además de fácil manipulación. 2. Para proyectos en los que el tiempo de entrega juega un papel preponderante sobre otros puntos a tener en cuenta. 3. Uso de losas con placa colaborante o prelosas, ya que se logra un mayor rendimiento. Esto permite entregar la obra en un menor plazo y obtener diseños con grandes luces, utilizando el menor empleo de mano de obra. 4. Se debe de realizar un análisis técnico económico antes de tomar una decisión de adoptar un sistema prefabricado. Influyen factores como posición de instalaciones, alturas de entrepiso, luces, etc. Un análisis importante también será la ubicación de la obra por el costo del transporte de los elementos prefabricados. Esto puede afectar en mayor o menor proporción la aplicación de uno u otro sistema de prefabricación. 5. Actualmente en la industria de la construcción, tenemos una buena oportunidad para innovar y propiciar el uso de los nuevos sistemas de entrepiso para lograr una mayor calidad de la obra y así tener una reducción en los costos, frente a los métodos tradicionales. 6. En el sector inmobiliario, en los edificios de viviendas se recomienda utilizar las pre-losas para las losas de entrepisos en los sótanos que están destinados para estacionamientos. El nivel de acabado de la pre-losa es adecuado para sótanos y la aplicación de esta innovación podría generar ahorro al proyecto. 7. Es una buena oportunidad de negocio la fabricación de prelosas de entre pisos en la industria de la construcción, puesto que en nuestro país aún existen pocas empresas que abastecen esta demanda. BIBLIOGRAFÍA Ministerio de Vivienda Construcción y Saneamiento. (2009). . Norma Técnica de Edificaciones. Lima,per. Pérez Estañol, M., & Ochoa, R. (2016). Pre-fabricación base del cambio de la construcción. Aime Arroyo, L. (2015). “Evaluación de la rentabilidad de losas prefabricadas (Prelosas) en edificaciones con la aplicacion de Lean Construction comparada con las convencionales . Lima- Perú: Tesis: Facultad de Ingeniería Civil -. Asto Vilcas Jhonson. ( 2014). "Sistema de Losas Prefabricadas (Prelosas) como. Lima- Perú: Universidad Nacional de Ingenieria . Bakens, W. (2000). Acta del X Congreso Trienal del Consejo Internacional para la investigación de edificios. Construcción Tecnológica. Bakens, W. , págs. 538-546. Escrig Pérez Christian. (2010). "Evolución de los Sistemas de Construcción Industrializados a Base de Elementos Prefabricados de Hormigón. Cataluña -España: Departamento de Resistencia de Materiales y Estructuras a la Ingeniería - Universidad de Politecnica de Cataluña. Ghio Castillo, V., & Bascuñan Walker, R. (1998). Innovación Tecnológica. Ahora es cuando. Institute, A. C. (1985). Método de los Coeficientes 318-83. American Concrete Institute. Internacional, N. (s.f.). American Society for Testing and Materials. Manual Técnico BETONDECKEN. (2017.). “Sistema de Prelosas Betondecken. BETONDECKEN. Norma Técnica de Edificaciones. (2009). E0.20 Cargas. Ministerios de Vivienda Construcción y Saneamiento. Lima, Perú. Paye Anco, A. A., Peña Castillo, J., & Franco Sánc. (2014). Propuesta para la utilización de losas de entrepisos pre-fabricadas. . Lima, Perú:: Escuela de Postgrado, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. Serpell B., A. (1987). Innovación tecnológica en la construcción. Santiago de Chile.
