El Microconcreto de Alto Desempeño (MICROCAD) como conocimiento apropiado, apropiable y sustentable, para la generación de Tecnologías no Convencionales para el Hábitat

Por el Ing. José Adolfo Peña

INTRODUCCION
• Se propone ratificar la importancia del conocimiento para la creación de tecnologías que hagan posible establecer procesos de construcción no convencionales para mejorar el HABITAT.
• En el caso que nos ocupa, del uso de elementos constructivos livianos, se analiza la posibilidad del uso del micro concreto de alto desempeño para el mejoramiento de técnicas y procesos constructivos, ya desarrollados y en uso, tal como la tecnología SANCOCHO, desarrollada por OTIP, C.A., para lograr un mejor rendimiento.
• Se darán ejemplos de construcciones, no convencionales en cuanto a su proceso de producción, donde se podría tener la posibilidad del uso del MICROCAD.
• Se presentaran los índices de participación de la mano de obra, del equipo y de los materiales en las tecnologías y procesos creados por OTIP, C.A.
• Se establecerán las condiciones que se deben satisfacer para obtener ventajas en los rendimientos con el uso del MICROCAD, en las tecnologías y procesos señalados.
• Se plantea el proyecto de un prototipo, que contempla la producción de losas planas, a dos aguas y curvas, para vivienda, donde se haga uso del MICROCAD, como efecto demostrativo.

TECNOLOGIA PARA LA PRODUCCION DE ELEMENTOS LIVIANOS: UNA PERSPECTIVA TOTALMENTE VALIDA…

DESARROLLO TECNOLOGICO
El conocimiento es fundamental para emprender cualquier acción encaminada hacia el diseño de una tecnología, con la cual sea posible establecer uno o más procesos para producir elementos e incorporarlos en el hábitat a través de técnicas constructivas no convencionales y lograr una mayor productividad de los recursos con los que contamos.

El conocimiento de la geometría, por ejemplo, permite definir las formas para que un elemento constructivo se incorpore armónicamente al espacio que estamos diseñando. Cuando se trata de elementos rectos, planos y de sección constante, el proceso es más sencillo que cuando estamos conformando un elemento curvo de sección constante. La complejidad es mayor cuando se trata de elementos de sección variable o de doble curvatura.

En cuanto a los materiales posibles de ser utilizados hay que tener un conocimiento amplio de las propiedades mecánicas y físicas de los mismos, especialmente de su resistencia y trabajabilidad. Esta última va de la mano de los recursos de equipo de los cuales se disponga, de las posibilidades que ellos brindan y de sus limitaciones, aspectos que deben estar perfectamente claros.

Cuando se diseña un espacio se impone la necesidad de trabajar en equipo y ello exige coherencia, competencia y compromiso de parte de los profesionales participantes.

Establecidas las premisas del proyecto, se requiere conjugar las determinantes de cada especialidad. Las dimensiones serán lo taxativo para el diseño de la estructura puesto que deben ajustarse al conjunto espacial propuesto y ser armónicas con los cerramientos requeridos para dicho espacio; esto significa que hay que analizar las exigencias de dimensiones, forma y materiales a ser utilizados en la construcción, cuales son los medios de producción disponibles y cuál es el compromiso que debe asumirse para aplicar una tecnología convencional o no. Si la tecnología es convencional, el proceso a seguir es ampliamente conocido; si se trata de nuevas tecnologías o “tecnologías no convencionales”, se presentan dos situaciones: que la tecnología esté disponible y haya sido aplicada en circunstancias similares o que haya la posibilidad de establecer un nuevo proceso constructivo con la misma tecnología, que se adapte a las circunstancias particulares del diseño propuesto. En el último caso se requiere un profundo conocimiento de la tecnología, por parte de los profesionales, sean creadores de la misma o expertos en su aplicación. Evaluados todos los aspectos que rodean el desarrollo del proyecto (técnicos, económicos, sociales y políticos) se deben evaluar las ventajas y desventajas para tomar la decisión apropiada que haga posible el manejo por parte del equipo de diseño que especificara el proyecto y, no menos importante, el que ejecutara la obra, todo ello en forma sustentable.

Tomada una decisión, se trata de establecer el proceso tecnológico y el manejo de los insumos en manera armónica con la disponibilidad del mercado.

En caso de que no se satisfagan las premisas planteadas y se visualice la necesidad de desarrollar una tecnología propia para cumplir con la tarea encomendada, hay que tener claro cuál es la magnitud de la obra, la disponibilidad de tiempo para el análisis y la investigación experimental, si fuese el caso, a los fines de corroborar los nuevos parámetros y definir un proceso que satisfaga las expectativas del proyecto. Es menester tener una clara visión de futuro para evaluar las potencialidades de la tecnología a desarrollar y sus posibles aplicaciones en otros procesos.

Es muy importante el compromiso social que asuma el equipo profesional, ya que no se trata de hacer un desarrollo para una única aplicación, sino que la misma debe constituir un aporte al conocimiento universal para que los miembros de la sociedad en la cual nos desenvolvemos tengan la oportunidad de avanzar en otros procesos no convencionales basados en el conocimiento de la tecnología desarrollada.

La expectativa de nuestras profesiones es servir con lo mejor de nuestros conocimientos a la comunidad, que espera que seamos los garantes de la seguridad de las edificaciones y obras que conforman nuestro HABITAT. Para ello es necesario que con el conocimiento en el campo que nos ocupa, podamos desarrollar con éxito la tecnología que nos exige nuestro medio.

Es indispensable crear un lenguaje común entre los profesionales, que nos lleve a comprender los “porqué” de las decisiones que se toman en cada una de las especialidades, lo cual es posible sólo y cuando conformemos equipos interdisciplinarios.

Es condición intrínseca de la ciencia y la tecnología que su mayor valor debe radicar en el beneficio que ellas puedan prestar para el logro del bienestar de los seres humanos que integramos la sociedad. Bienestar que debe ser disfrutado en equilibrio con el medio físico que nos rodea. El privilegio que hemos tenido una minoría, al tener acceso al conocimiento que se imparte en las Universidades, aunado al esfuerzo de cada individuo para obtenerlo, cultivarlo, acrisolarlo y ponerlo en práctica, debe ser acompañado de la honestidad que el común de la gente espera de los hombres de ciencia, en el momento de recibir sus servicios.

El servicio del profesional debe ser prestado sin distingo de clases, razas, posición social o medios económicos. No esperaríamos que para combatir el flagelo de la parálisis infantil, existiera una vacuna para los ricos y otra para los pobres. No concebimos una tecnología de pobres para los pobres, pues ello no sería más que una “POBRE TECNOLOGIA”. El saber que existe una medicina tropical, hace pensar que ello está relacionado con las condiciones existentes en una región del globo terrestre. Así mismo, en el campo de los materiales de construcción hemos definido el “concreto caribeño”, que partiendo de conocimientos universales, tiene aplicaciones y formas de tratar muy diferentes en nuestro trópico, a lo previsto en otras latitudes.

Hoy en día en nuestro mundo, donde tanto se habla de globalización, calidad total, reingeniería, “high-tec”, entre otros términos, es responsabilidad de los hombres que manejamos ciencia y tecnología, definir cuál es el compromiso social que, frente a estas tendencias venidas de otras latitudes o impuestas por entes foráneos, nos corresponde asumir con la sociedad en la que participamos y en la cual nos toca tomar decisiones, para el logro del desarrollo social que hasta ahora no hemos alcanzado.

Es necesario poner lo mejor de nuestros conocimientos al servicio de quien más los necesita que reclama justicia social y que constituye mayoría. Para ello es menester que la tecnología sea adecuada, apropiable y sustentable que permita incorporar la mano de obra disponible en el país con la conocida consigna de “aprendamos haciendo, hagámoslo juntos y mejoremos lo que hicimos”.

INCIDENCIAS DE LA PARTICIPACION DE LA MANO DE OBRA; DEL EQUIPO Y DE LOS MATERIALES
En la Tabla N° 1 se dan los datos de los costos en US$, de la mano de obra, del cemento y del acero, en forma comparativa de los años 1975 y 2008 en Venezuela.

En el año 1974 realizamos un estudio sobre la incidencia de los diferentes ítems que influían en los costos de construcción de edificaciones de viviendas multifamiliares de bajo costo, analizamos en esa oportunidad la tecnología convencional y no convencional que utilizábamos en Venezuela. En la Tabla N° 2 se muestran los aspectos más resaltantes.

La tecnología convencional consistía en un entramado de pórticos de concreto armado en dos direcciones ortogonales y losas nervadas armadas en una dirección alivianadas con bloques de arcilla. Los cerramientos eran de bloques de arcilla frisados por ambas caras. Los edificios eran de veinte pisos de altura.

La tecnología no convencional consistía en paredes portantes en dos direcciones ortogonales de concreto armado, de quince centímetros de espesor vaciadas en sitio mediante el uso de encofrados metálicos, y las losas estaban constituidas por elementos de concreto armado de quince centímetros de espesor. Los cerramientos estaban constituidos por elementos prefabricados de concreto armado de ocho centímetros de espesor.

En la tarea de crear nuevas tecnologías para la producción de componentes para la construcción de edificaciones, en los últimos cuarenta años, hemos hecho uso del concreto armado que, vaciado en formaletas metálicas en su posición definitiva de trabajo, y prefabricado en planta fija o a pié de obra, nos ha permitido acrisolar conocimientos tanto sobre el uso del concreto armado en el trópico –nuestro concreto caribeño-, como en el manejo de la ingeniería del detalle, indispensable para el diseño de herramientas y encofrados metálicos de acero. Esta experiencia nos ha brindado la oportunidad de desarrollar en forma ecléctica, sistemas mixtos para la producción de componentes utilizando el acero como armadura rígida y el concreto como diafragma. La tecnología así concebida, ha sido aplicada tanto en la producción de estructuras en base a paredes portantes mediante procesos racionalizados de vaciado de concreto, para edificaciones en altura, como en la producción de elementos prefabricados para diversos usos.

Aplicando estos conceptos hemos obtenido una economía sustancial en el uso de los materiales, que conjuntamente con el diseño de procesos repetitivos y fáciles de controlar, nos han conducido a lograr edificaciones más livianas, más económicas y resistentes a las solicitaciones estructurales.

Es así como en el caso del Sistema basado con el uso de concreto armado para la estructura y los cerramientos, el gasto del concreto alcanzaba a los 0,30 m3/m2 y del acero, 28 Kg/m2, para edificaciones de veinte pisos de altura. En el caso del Sistema CONCAPREGO, que hace uso de la tecnología de las estructuras mixtas de acero-concreto, cuya aplicación fundamental está prevista para obras habitacionales, educacionales y de servicios, hasta de veinte pisos de altura, los índices de gasto de materiales son: concreto 0,17 m3/m2, acero (perfiles, malla y cabillas) 26.3 Kg/m2.

En el caso de la vivienda, hace tres décadas, a pesar de haber desarrollado tecnologías apropiadas en el tiempo y en el espacio, nos dimos a la tarea de profundizar más en el desarrollo de técnicas que nos permitiesen una mayor productividad de los recursos que disponíamos, logrando un desarrollo y evolución del conocimiento básico que sustenta las técnicas aplicadas, esto significa ser dueño de la esencia y no solo de la consecuencia.

Si analizamos los índices que se muestran en las Tablas N° 1 y 2, nos podemos percatar, por una parte de la influencia que tiene la subida de los costos de los materiales y por otra, de los índices del gasto de los materiales en el costo total de la obra. El hecho de que con tecnologías no convencionales lográbamos rendimientos mayores (+ 150 %), presentaba la ventaja sobre la construcción convencional de la disminución de los tiempos de ejecución de las obras, lo cual dentro de un proceso inflacionario de la economía ofrecía ventajas. En el año 1975 el país no presentaba un proceso inflacionario considerable. Los costos iníciales de la construcción no convencional ofrecían ahorros del 5 al 10 %. Toda esta situación nos llevó a gestar técnicas constructivas que utilizaran menores cuantías de materiales, sin comprometer la seguridad de las estructuras. Es así como en 1989 ponemos en marcha el Sistema SANCOCHO, cuyos índices de gastos de materiales para viviendas hasta de dos niveles son: para el concreto 0,11 m3/m2 y para el acero, de 16 Kg/m2; para edificios hasta de cuatro pisos los índices son de 0,17 m3/m2 y para el acero, 24 Kg/m2, con una participación de mano de obra de 4 HH/m2 de construcción (estructura y cerramientos).

Tecnología SANCOCHO
Tecnología desarrollada y puesta en marcha por la empresa OTIP, C.A., está basada en la producción de elementos livianos de acero y concreto, que se ensamblan mediante soldadura hecha en el sitio de la obra, sin necesidad de utilizar equipos complejos, ni mano de obra especializada.

Los elementos del sistema Sancocho, son básicamente: las columnas elaboradas con perfiles laminares de acero, las vigas, las losas y las paredes de sección mixta de acero-concreto. Las vigas de sección b x h = 3 x 20 cm, la luz máxima alcanzada es de 3,60 m. Las paredes son de 3 cm de espesor; los bordes de las mismas están conformados por marcos metálicos. La unión entre los elementos estructurales se realiza mediante los perfiles de acero estructural, unidos por soldadura hecha en sitio. En los casos en que las alturas superen los 2,70 m, y/o la luz libre sea mayor de 3,60 m, los perfiles laminares son sustituidos por tubulares de 50 x 50 x 2 mm.

Las losas de entrepiso son prefabricadas de concreto armado, de 3,0 cm de espesor y de dimensión variable, alcanzando una luz máxima de 1,10 m; la estructura de vigas y losas se hace monolítica con el vaciado en sitio de un “topping” de 4,5 cm de espesor, colocándose previamente una malla electro soldada de diámetro 5 mm @10 cm en cada sentido. Las losas se unen a las vigas mediante soldadura entre sus bordes metálicos. La estructura de los entrepisos está diseñada para soportar su peso propio y una carga de servicio de 200 kg/m2.

Las losas de techo están formadas por elementos prefabricados de acero-concreto de 2,5 cm de espesor, que se unen entre sí, y con la estructura de vigas mediante soldadura. Todos los elementos están diseñados de forma tal que el techo puede resistir, además de su peso propio, un revestimiento con teja de arcilla y una carga de servicio de 100 kg/m2.

Los materiales utilizados en la producción de los componentes estructurales del sistema son: Concreto fc = 250 Kg/cm2, Acero fy = 2500 Kg/cm2.

Las fuerzas horizontales debidas a la acción sísmica o de viento, son resistidas mediante el conjunto de paredes portantes en dos direcciones ortogonales. El factor de esbeltez de las edificaciones, al no ser mayor de 2, disminuye los esfuerzos de tracción a nivel de la fundación.

Bajo la acción de fuerzas verticales, las losas trabajan como un diafragma continuo, apoyado sobre las vigas que están colocadas a cada 90 cm o sobre las paredes portantes. Las vigas trabajan como elementos simplemente apoyados sobre las columnas que forman el esqueleto de las paredes portantes. Las reacciones verticales de las vigas se transmiten a las paredes portantes; la integración de todos estos elementos se realiza a través de la soldadura hecha en sitio.

El proceso constructivo comprende las siguientes actividades:
1. Colocación de los elementos de fundación
2. Colocación de las columnas y de las paredes
3. Colocación de vigas de entrepiso o techo
4. Colocación de losas
5. Si se trata de vivienda de dos o más pisos, se repite la actividad señalada en el punto 2
6. Vaciado del topping, si es entrepiso
7. Se repite la actividad señalada en el punto 3
8. Sellado de juntas

Una vivienda de 70 m2 se instala en un lapso de diez horas y se requieren, además del kit de componentes de la vivienda, los insumos siguientes:
Materiales
a. 10 Kg de electrodos de diámetro = 2.5 mm. b. 3 Litros de anticorrosivo. c. 4 sacos de cemento. d. 8 sacos de arena. e. 20 trozos de cabilla de d = 3/8“ de aprox. 30 cm de largo.
Equipo
a. 2 soldadoras eléctricas de 225 amperios o de gasolina con sus accesorios (cables, pinzas, equipo de soldador). b. 1 equipo de montaje constituido por: 1 pata de cabra, 1 porra, 1 nylon, 1 cinta métrica de 5.00 m, 1 carretilla, 1 pala, 1 cuchara, 1 tobo, 1 cepillo de esponja, 1 brocha de 1 ½“. c. 2 escalera. d. 1 andamio. e. 1 esmeril.
Mano de obra
A. Para el montaje: a. 2 soldadores. b. 2 ayudantes de soldador. c. 4 montadores. d. 2 obreros (para traslado de elementos)
B. Para el sellado de juntas: a. 1 albañil y un ayudante.

La secuencia de las actividades y la forma de ejecutarlas se muestra en los conjuntos de fotografías Nos. 1, 2, 3 y 4.

El proceso reduce los tiempos de construcción y los costos gracias a la simplicidad de las operaciones que pueden ser realizadas por trabajadores no especializados (salvo los soldadores) e incluso por los mismos usuarios, por otra parte se eliminan los escombros y desperdicios dado el control de elementos y materiales que es posible ejercer durante el proceso.

La tecnología Sancocho, ha sido aplicada en múltiples soluciones, tales como obras de servicio: vaqueras, (ver conjunto de fotografías No. 5), techos curvos abovedados (ver conjunto de fotografías No. 6 y 7), escaleras internas para vivienda (ver conjunto de fotografías No. 9), techos a dos aguas tipo tejas (ver conjunto de fotografías No. 8), o techos a ocho aguas (ver conjunto de fotografías No. 10).

En el conjunto de fotografías No. 11, se muestra la incorporación de la madera en la tecnología SANCOCHO, empleándose esta en los elementos de columnas y vigas principales.

En los conjuntos de fotografías No. 12, 13 y 14, se muestra la planta de producción de los elementos, el proceso de producción y el manejo haciendo uso de la tecnología SANCOCHO.

En algunas de las aplicaciones de la tecnología SANCOCHO, fue posible incorporar mano de obra del lugar de la aplicación y en algunos casos el montaje se realizo bajo la responsabilidad de una micro-empresa del lugar, a la cual se le dio asistencia técnica y entrenamiento.

Una experiencia interesante de transferencia, fue la realización de dos techos para sendas viviendas, en el Barrio Los Baños en La Habana, Cuba, en lo cual co-participamos por medio del Proyecto XIV.5 CON TECHO del CYTED, situación que permitió llevar los perfiles desde Venezuela, los pobladores del lugar prepararon el armado de los bastidores y el vaciado del concreto de los elementos componentes: vigas y techos, para luego proceder al montaje de los mismos. Es bueno destacar que para el vaciado del concreto en los elementos prefabricados, participaron mujeres trabajadoras, las cuales se encargaron de dar un acabado impecable de los mismos.

LAS TECNOLOGIAS, SU TRANSFERENCIA Y REPLICABILIDAD
En el desarrollo tecnológico se distinguen dos campos de acción: el de la producción y el de la aplicación. La transferencia y la replicabilidad de las tecnologías constructivas no convencionales, en ambos casos, está determinada por múltiples factores, siendo fundamental, a nuestro juicio, el nivel de conocimiento científico y la experiencia práctica con que se cuente en un país. La transferencia de la producción de tecnología depende del grado de desarrollo tecnológico del ente receptor y, en buena medida, de la política de desarrollo del sector industrial que impere en el país. No es posible transferir la tecnología de producción a un sector en el que no existan las mínimas condiciones para garantizar un consumo tal, que permita, no sólo la recuperación de la inversión sino también el mantenimiento de las instalaciones en operación. En cuanto a la aplicación, dos caminos se plantean para llevar a cabo estos procesos. Por una parte, la incorporación del tema en la formación de los profesionales que actúan en el campo de la construcción, como factor multiplicador de la capacidad de recibir el producto de la transferencia o de replicar aquellas experiencias que son factibles de trasladar a nuestro medio. Por otra, la formación de equipos multidisciplinarios dispuestos a incorporarse activamente al trabajo comunitario para capacitar y adiestrar a los miembros de esas comunidades en la organización del trabajo, la planificación de tareas y la ejecución de las mismas.

El mayor esfuerzo tiene que estar dirigido a poner el conocimiento científico y técnico al servicio de quien más lo necesita: la sociedad carenciada. Los profesionales, como integrantes del tejido social en el cual actuamos, requerimos de una sensibilidad social que nos permita desarrollar patrones para llevar adelante programas de “aprender haciendo” o “hacerlo juntos”, en los cuales el participante se sienta identificado no solo con la labor que realiza, sino con su condición de ciudadano, que responde por sus deberes y reclama con dignidad sus derechos.

La renovación o reordenación urbana comienza por el tejido social y el norte debe ser lograr en ese tejido, el desarrollo urbano armónico de todos los sectores, los llamados “formales” y los “carenciados”. El reto es hacer ciudades respetando, en primer término, el concepto de CIUDADANIA.

CONCLUSION
Es posible incorporar la tecnología del MICROCONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO (MICROCAD), a la tecnología SANCOCHO. Para ello se propone experimentar con su uso en la producción de los elementos componentes para escaleras internas de la vivienda, pudiendo de esta manera obtener experiencia para fundamentar un uso de mayores alcances con la tecnología SANCOCHO (ver fotografías Nos. 15 y 16).

 

JOSE ADOLFO PEÑA UZCATEGUI
* INGENIERO CIVIL EGRESADO DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES, VENEZUELA, 1963
* GERENTE GENERAL DE PRECAST DE VENEZUELA C.A.: PLANTA DE PRODUCCION DE COMPONENTES DE TECNOLOGIAS CREADAS POR OTIP C.A., SAN SEBASTIAN DE LOS REYES, ESTADO ARAGUA, VENEZUELA, 1972-VIGENTE
* DIRECTOR GENERAL DE OTIP C.A.: EQUIPO DE DISEÑO, PRODUCCION, PUESTA EN SERVICIO Y DIFUSION DE TECNOLOGIAS PARA LA CONSTRUCCION DE EDIFICACIONES Y OBRAS CIVILES, CARACAS, VENEZUELA, 1973-VIGENTE
* DOCENTE DE LA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA (FAU-UCV), DESDE 1966-1978
* PRESIDENTE DE LA ASOCIACION VENEZOLANA DE INGENIERIA ESTRUCTURAL (AVIE-CIV). 1969-1974
* MIEMBRO DEL EQUIPO CREADOR DE LA FUNDACION VENEZOLANA DE INGENIERIA SISMICA (FUNVISIS), CARACAS, VENEZUELA, 1972
* PRESIDENTE DEL CENTRO DE INGENIEROS DEL AREA METROPOLITANA (CIAM-CIV), 1974-1975
* MIEMBRO DEL EQUIPO FUNDADOR E INVESTIGADOR DEL INSTITUTO DE DESARROLLO EXPERIMENTAL DE LA CONSTRUCCION – (IDEC-FAU-UCV) VENEZUELA, 1978-2003
* MIEMBRO DEL EQUIPO FUNDADOR Y PROFESOR INVITADO DE LA CARRERA DE ARQUITECTURA, UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA, VENEZUELA, 1978-2003
* MIEMBRO DEL PROGRAMA IBEROAMERICANO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA PARA EL DESARROLLO CYTED, 1989-VIGENTE
* PROFESOR HONORARIO DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA, VENEZUELA, 1998
otipjapu@gmail.com
Caracas 14 de Junio de 2013