la industrialización de la construcción y las nuevas ... · matrices de alto desempeño o altas...

Facultad de Arquitectura - Universidad ORTMontevideo, Noviembre de 2006

Dr. Arq. Paulo Eduardo Fonseca de Campos

La Industrialización de la Construccióny las Nuevas Tecnologías

La Industrialización de la ConstrucciónLa Industrialización de la Construccióny las Nuevas Tecnologíasy las Nuevas Tecnologías

Paulo Eduardo Fonseca de Campos precast@precast.com.brprecast@precast.com.br

• Las crecientes necesidades de construir con rapidez, calidad y economíarapidez, calidad y economía.

• Las demandasdemandas hoy existentes (Centros Comerciales, Hoteles, Escuelas, Edificios Públicos etc. ).

• Industria de la Construcción Civil: desafíos, desafíos, necesidades y nuevos paradigmasnecesidades y nuevos paradigmas.

Un mercado en transformaciónUn mercado en transformaciónUn mercado en transformación

Matrices de alto desempeño o altas prestaciones–– La sustitución de la cantidad por la calidadLa sustitución de la cantidad por la calidad > los

pretensados de Freyssinet y las estructuras laminares (años 1930)

– El uso intensivo de aditivos reductores de aguaaditivos reductores de agua– El empleo de materiales materiales cementícioscementícios suplementaressuplementares

(sílice activa, ceniza volante, metacaulin, polvos reactivos etc.)

– Elementos delgados de materiales compuestosmateriales compuestosreforzados con fibras

–– Componentes constructivos más ligerosComponentes constructivos más ligeros > disminución en el consumo de materiales y de cargas en las estructuras de los edificios

Las nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologías

Hangares de Orly (1921) láminas de 9 cm - luz de 88 m

La La sustitución de la sustitución de la cantidadcantidad por la por la calidadcalidad

Frontón Recoletos (1935) lámina de 9 cm - luz de 33 m

Pabellón de Exposiciones Turín (1948) piezas de 38mm – luz 95,10 m

Palacete de Deportes de Roma (1957) piezas de 25mm - diámetro 60 m

2. PALACIO SALVO2. PALACIO SALVOMontevideo (1925)100mMario Palanti

1. EDIFICIO MARTINELLI1. EDIFICIO MARTINELLISão Paulo (1929)30 pisos – 130mWilliam Fillinger, Viena

2. PALACIO SALVO2. PALACIO SALVOMontevideo (1925)100mMario Palanti

1. EDIFICIO MARTINELLI1. EDIFICIO MARTINELLISão Paulo (1929)30 pisos – 130mWilliam Fillinger, Viena

Las nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLos rascacielos en las grandes ciudades norte-americanas (década de 1970 e inicio de los años 1980) estructuras metálicas son una tipología constructiva fundamental

La respuesta de la tecnología del concreto armado década de 1980 – evolución en el sentido de una mayor resistencia mecánica (CAR)

4. SEARS TOWER4. SEARS TOWERChicago1974 – 110 pisos – 442mSkidmore, Owings & Merrill

3. PETRONAS TOWERS3. PETRONAS TOWERSKuala Lumpur, Malaysia (1998)88 pisos – 452mCesar Pelli & Associates

2. TAIPEI 1012. TAIPEI 101Taipei, Taiwan (2004)101 pisos – 509mC.Y. Lee & Partners

1. BURJ DUBAI1. BURJ DUBAIBurj Dubai (2008)162 pisos - 808 (630)m Skidmore, Owings & Merrill

Empire State Building, New York (1931) – 102 pisos – 381m

La arquitectura moderna resulta de la ocurrencia de múltiplas circunstancias relacionadas con el desarrollo desarrollo progresivo de la investigación científica y tecnológicaprogresivo de la investigación científica y tecnológica, además de la radicalización de la experimentación artística y del confronto de modelos de controle del desarrollo urbano (BENEVOLO, 1985).

Arquitectura e IndustrializaciónArquitectura e IndustrializaciónArquitectura e Industrialización

El desarrollo de la prefabricaciónEl desarrollo de la prefabricaciónEl desarrollo de la prefabricación

La respuesta de los prefabricados de concreto a las necesidades de reconstrucción de Europa después de la II Guerra

La "máquina de morar" de Le Corbusier

La opción por el "gran panel" prefabricado de concreto como solución técnica y económica

Las realizaciones masivas en el campo de la vivienda social

Uniformidad y rigidez en la arquitectura y en el urbanismo

Condición sine qua non: millares de unidades agrupadas

Disminución del número de elementos distintos

Flexibilidad “zero”

La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)

“Primera Generación” - FLEXIBILIDAD “ZERO”““Primera Generación” Primera Generación” -- FLEXIBILIDAD “ZERO”FLEXIBILIDAD “ZERO”

La Grande Borne o Le Labyrinthe (Grigny, Paris – 1971)

“Primera Generación”: utopía o resignación ?““Primera Generación”: utopía o resignaciónPrimera Generación”: utopía o resignación ??

Questionamento do modelo(1970 a 1980)

Questionamento Questionamento do modelodo modelo(1970 a 1980)(1970 a 1980)

O acidente no Edifício "Ronan Point"(1968)A crise do petróleo (1973)Não às cidades-dormitório

Killingworth Towers (Newcastle, Inglaterra – 1987)

“Primeira Geração”: questionamento tardio““Primeira Geração”: questionamento tardioPrimeira Geração”: questionamento tardio

Alta densidad tecnológica (1980 hasta la actualidad)Alta densidad tecnológica Alta densidad tecnológica (1980 hasta la actualidad)(1980 hasta la actualidad)

El desarrollo creciente de productos con un alto valor agregadoLa industrialización sutil a base de componentes prefabricadosAtención a la agresividad al medio ambiente y a la variación de las características de los materiales a largo plazoEl CAD-Concreto de Alto Desempeño o Concreto de Altas Prestaciones aplicado a los prefabricadosLos materiales compuestos

Desafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónEconomía globalizadaEconomía globalizada > rapidez -calidad - economía Adecuación de la prefabricación a la mayor parte mayor parte posible del edificioposible del edificioConversión del astillero en local de montaje de partes local de montaje de partes prefabricadasprefabricadas > control del cronograma y de la productividadMáxima racionalización de la montaje (interfaces)Aumento de la “densidad tecnológica”“densidad tecnológica” de los productos

Tecnología de los materialesDesarrollo del producto

COMPONENTESCOMPONENTESCOMPONENTES

Desafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la Prefabricación

Muros de contención (1980)

La utopía moderna del “Prefabismo” en BrasilLa utopía moderna del “Prefabismo” en Brasil

Basuroductos (Salvador, 1987)

Canalización de cauces (1990)

Pasarelas peatonales (Salvador/Bahia)

Escuela municipal (Salvador, 1988)

Planta de producción - CEDEC/EMURB (1990)

Hospital Sarah Kubtischek Fortaleza (1991)

Ampliaciones Hospital Sarah Kubtischek Brasília (1997)

TCU-Tribunal de Contas de la União (Salvador, 1998)

EL MICROCONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO Y EL MICROCONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO Y LA PREFABRICACIÓN LIVIANALA PREFABRICACIÓN LIVIANA

Un tipo particular de concreto armado espesor médio 25mm

Comportamiento físico e mecánico próximos al del concreto armado, pero con propiedades particulares de desempeñoELEMENTOS DELGADOS PREFABRICADOS LIVIANOS

Ensayos de resistencia

Prensa de 20 toneladas Prensa de 100 toneladas

Resistencia a compresión x tiempo x relación a/a

0 50 100 150 200Tempo em Dias

0,235 0,330 0,570 0,235 0,330 0,570 n= 0,5

DURABILIDAD

Fotomicrografia Fck 60 MPa - aumento 100 veces

DURABILIDAD

Fotomicrografia Fck 115 MPa - aumento 100 veces

TANQUE DECANTADOR SECUNDARIO

Rampas prefabricadas para accesibilidad

Vista inferior en perspectiva

Revitalización de calles comerciales en São Paulo y otras ciudades

Módulos componibles

Concretos polímerosConcretos polímerosConcretos polímerosLuminaria - Balizador

Parada de ómnibusParada de ómnibusParada de ómnibus

Basureros para colecta selectiva

Aceras drenantesAceras Aceras drenantesdrenantes

CANALIZACIÓN DE CANALIZACIÓN DE CAUCESCAUCESpiezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualesexcavación manualflexibilidadgeneración de áreas libres lateralesaccesibilidadalcantarillado

CANALIZACIÓNCANALIZACIÓN

MUROS DE MUROS DE CONTENCIÓNCONTENCIÓN

piezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualespequeñas contencioneseliminación de riesgos de deslizamientoaprovechamiento de las terrazas

ESCALERAS ESCALERAS DRENANTESDRENANTESpiezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualesflexibilidaddrenaje superficialeliminación de riesgos de deslizamientossaneamientoaccesibilidad

ESCALERAS DRENANTESESCALERAS DRENANTES

BASURODUCTOSBASURODUCTOSpiezas prefabricadas livianas

transporte y montaje manuales

aprovechando la ley de la gravedad

eliminación de riesgos de deslizamientos

saneamiento ambiental

salud pública

Molduras de ventanas

CONSORCIO CATUCHE (Caracas, 1997)

CONSORCIO AGUACHINA (Caracas, 1998)

• Aceleran el cerramiento de los edificioscerramiento de los edificios, particularmente cuando ya vienen con los marcos incorporados

• Proporcionan condiciones de ocupación de los ocupación de los edificiosedificios en un tiempo menor que los cerramientos convencionales

• Posibilitan una amplia combinación de colores, colores, texturas y formastexturas y formas

Paneles ArquitectónicosPaneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos

Pigmentos y áridos > nuevas mezclas de concreto

Colores y texturas > concreto lavado, concreto chorreado

Desarrollo TecnológicoDesarrollo TecnológicoDesarrollo Tecnológico

Moldes más sofisticados

Formas más complejas

Desarrollo TecnológicoDesarrollo TecnológicoDesarrollo Tecnológico

texturas y relievesAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

relieves y superficie lisaAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

texturas obtenidas con retardador de fraguadoAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

concreto lavadoAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

bajorrelievesAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

Concreto con revestimiento cerámico

Acabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales

BajorrelievesBajorrelievesBajorrelieves

Shopping Dom Pedro - Campinas

Combinación de materialesCombinación Combinación de materialesde materiales

Concreto lavado y albañilería

Canary Wharf - Londres

Combinación de materialesCombinación Combinación de materialesde materiales

Revestimientos en piedra natural

Juntas de vedaciónJuntas de Juntas de vedaciónvedación

VerticalesVerticales

HorizontalesHorizontales

LigacionesLigacionesLigaciones

Sistemas de izamiento

Sistemas de Sistemas de izamientoizamiento

Sistemas estructuralesSistemas estructuralesSistemas estructurales

Paneles portantesPaneles portantesPaneles portantes

Paneles ventiladosPaneles ventiladosPaneles ventilados

Fijación de la capa externa al panel

estructural

Edificio administrativo en Londres

Edificios comercialesEdificios comerciales

Centro Empresarial Nações Unidas- São Paulo

Plaza Iguatemi - São Paulo

Universal Fonográfica – São Paulo

Biblioteca – PUC Campinas /SP

Fisioterapia – PUC Campinas /SP

Biblioteca y Fisioterapia – PUC Campinas /SP

Vila Nova Marriott – São Paulo

Materiales compuestos – GRC (fibra-de-vidrio)Materiales compuestos Materiales compuestos –– GRC (fibraGRC (fibra--dede--vidrio)vidrio)

• Investigación y desarrollo de soluciones con matrices de alto desempeño, asociadas a materiales con altísimo (carbono) y alto (inoxidable y vidrio) módulo de elasticidad

• Desarrollo de aplicaciones aprovechando el elevado desempeño de las matrices y armaduras de alta durabilidad

La tecnología del GRC y sus aplicaciones

La tecnología del GRC y sus La tecnología del GRC y sus aplicacionesaplicaciones

• GRC o concreto reforzado con fibra de vidrio es la designación del composite a base de cemento, arena fina quartzosa, agua y fibra de vidrio álcali-resistente.

GRC - Glass Fiber ReinforcedConcrete

DEFINICIÓN

GRC GRC -- GlassGlass FiberFiber ReinforcedReinforcedConcrete Concrete

DEFINICIÓNDEFINICIÓN

Centro Comercial Colombo (Lisboa)

GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos

Edificio “LIVE & LODGE”LUCIO Ingeniería(São Paulo)

PAINELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS

GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones

Edificio “LIVE & LODGE”LUCIO Ingeniería(São Paulo)

PANELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS

Hotel “IBIS -Paulista”INPAR(São Paulo)

“Vila Nova Marriott”R. YAZBEK(São Paulo)

Vila Nova Marriott – São Paulo

PPF / E10

Conector

Lana de vidrio

Paneles de GRC - Corte EsquemáticoPaneles de GRC Paneles de GRC -- Corte EsquemáticoCorte Esquemático

ALBAÑILERÍA DE BLOQUES 200 A 250 kg/m²

PANELES DE CONCRETO 300 A 400 kg/m²

PANELES DE GRC 50 A 70 kg/m²

Soluciones para Cerramiento:Masa por m²

Soluciones para Cerramiento:Soluciones para Cerramiento:Masa por Masa por m²m²

•• Liviandad Liviandad -- facilidad de transporte y montajefacilidad de transporte y montaje•• LigacionesLigaciones -- accesorios fabricados en acero inoxidable o accesorios fabricados en acero inoxidable o

galvanizados a fuegogalvanizados a fuego•• FijacionesFijaciones -- pernos e buchaspernos e buchas•• AislamientoAislamiento -- térmico y acústicotérmico y acústico•• CADCAD -- resistencia y durabilidadresistencia y durabilidad•• IncombustibilidadIncombustibilidad•• MoldabilidadMoldabilidad -- facilidad para se obtener detalles arquitectónicos facilidad para se obtener detalles arquitectónicos

de mayor complejidadde mayor complejidad

•• TerminaciónTerminación -- externa e interna, con marcos incorporadosexterna e interna, con marcos incorporados

Paneles de GRC - CaracterísticasPaneles de GRC Paneles de GRC -- CaracterísticasCaracterísticas

Paneles de GRC - ProducciónPaneles de GRC Paneles de GRC -- ProducciónProducción

TELECOMUNICACIONESTELECOMUNICACIONES

Integración de equipamientos en el shelter de GRC

GRC – Otras aplicacionesGRC GRC –– Otras aplicacionesOtras aplicaciones

GRC – Producción de monobloquesGRC GRC –– Producción de monobloquesProducción de monobloques

Fabricación a través de proyección de GRC sobre armadura de fibra

GRC – Producción de baños prontosGRC GRC –– Producción de baños prontosProducción de baños prontos

GRC – Línea de producción de bañosGRC GRC –– Línea de producción de bañosLínea de producción de baños

GRC – Transporte de baños terminadosGRC GRC –– Transporte de baños terminadosTransporte de baños terminados

Hotel “CAESAR BUSINESS Paulista”

INPAR(São Paulo)

BAÑOS PRONTOS

DETALLES

GRC – Baños prontos: detallesGRC GRC –– Baños prontos: detallesBaños prontos: detalles

GRC – Baños prontos: montajeGRC GRC –– Baños prontos: montajeBaños prontos: montaje

GRC – Baños prontos: instalacionesGRC GRC –– Baños prontos: instalacionesBaños prontos: instalaciones

GRC –Baños prontos instaladosGRC GRC ––Baños prontos instaladosBaños prontos instalados

GRC – Baños prontos y cocina integradaGRC GRC –– Baños prontos y cocina integradaBaños prontos y cocina integrada

Liviandad Liviandad -- facilidad de transporte y montajefacilidad de transporte y montajeInstalacionesInstalaciones -- PEX con ligaciones puntoPEX con ligaciones punto--aa--punto punto (cuadro general)(cuadro general)FijacionesFijaciones -- pernos e buchas expansiblespernos e buchas expansiblesAislamientoAislamiento -- térmico y acústico (poliuretano)térmico y acústico (poliuretano)CADCAD -- resistencia y durabilidad (reformas)resistencia y durabilidad (reformas)IncombustibilidadIncombustibilidadTerminación totalTerminación total -- externa e interna, externa e interna, de acuerdo de acuerdo con el proyecto arquitectónicocon el proyecto arquitectónico

Baños Prontos de GRC - CaracterísticasBaños Prontos de GRC Baños Prontos de GRC -- CaracterísticasCaracterísticas

Masa específica 1900 a 2100 kg/m3

Módulo de elasticidad 15 a 25 GPa

Resistencia a compresión 60 a 80 MPa

Resistencia a flexión 21 a 31 MPa

Resistencia a tracción (ruptura) 8 a 11 MPa

Características mecánicas de la matriz del GRC

Características mecánicas de la matriz del Características mecánicas de la matriz del GRCGRC

La baja relación agua/aglomerante y el proceso de curado controlado disminuyen la porosidad capilar, sea en términos del volumen total, sea en relación a la continuidad de los poros capilares.

El composite de GRC presenta, en comparación con el concreto usual, una mayor resistencia química a los agentes agresivos tales como ácidos, dióxido de carbono y sulfatos.

Permeabilidad y resistencia químicaPermeabilidad y resistencia químicaPermeabilidad y resistencia química

La presencia de la fibra de vidrio incrementa fuertemente la resistencia al impacto.Además de la fibra de vidrio descontinúa existente en el composite, puede ser acrecentada una malla de fibra de vidrio, de modo a mejorar substancialmente la resistencia a choques.El comportamiento en relación al impacto es de tipo dúctil, las fisuras no se propagan para fuera de la zona de choque, por lo que los daños son siempre localizados.

Resistencia al impactoResistencia al impactoResistencia al impacto

El GRC es incombustible de acuerdo con la norma ASTM E136.Pruebas de incombustibilidad, propagación al fuego, extensión del fuego hechos de acuerdo con la norma británica BS 476 presentan los siguientes resultados:

Material incombustiblePropagación del fuego - Clase 0Extensión del fuego - nulaNo emisión de humo tóxico

Comportamiento frente al fuegoComportamiento frente al fuegoComportamiento frente al fuego

“El futuro de la prefabricación ya llegó”““El futuro de la prefabricación ya llegó”El futuro de la prefabricación ya llegó”• El desarrollo creciente de productos con un alto valor

agregado• La industrialización sutil a base de componentes

prefabricados

• El CAD-Concreto de Alto Desempeño o Concreto de Altas Prestaciones aplicado a los prefabricados

• Los materiales compuestos

• CPR - Concreto de Polvos Reactivos (CAD)• AÇO• Concreto Pretensado• Concreto Armado

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