TILT UP

El sistema constructivo TILT-UP, llamado también TILT-WALL, se define como una técnica de construcción rápida y económica, compuesta por muros de hormigón armado, los cuales son vaciados horizontalmente en obra, cerca de su posición final, para luego ser levantados por una grúa, llevarlos a su posición vertical y conectarlos con el sistema de techo creando una estructura sumamente rígida y segura.

El método es básicamente de prefabricación en obra

HistoriaHaciendo referencia a registros más recientes, se le da crédito a robert aiken por ser uno de los primeros constructores en utilizar muros precolados en el sitio de la obra con concreto reforzado, que se coló horizontalmente y luego se izó por medio de gatos y grúas, construyendo así un almacén de dos pisos en Camp logan (illinois, 1908) y una iglesia metodista en Monte sión (illinois, 1912).

Sin embargo, fue a partir de 1950 que la técnica del tilt-up se empezó a desarrollar de manera importante en estados unidos,

Hoy en día, estos muros son diseñados como muros de cargas que pueden proveer también la resistencia contra cargas horizontales (viento, sismo, etc.) por lo tanto, en la mayoría de los casos, se eliminan los pórticos perimetrales alrededor de la edificación, con la consiguiente economía.

Más de 100.000 edificaciones han sido construidas en USA hasta la fecha, totalizando un área aproximada de 270 millones de metros cuadrados y un estimado de 22 millones de metros cúbicos de concreto usados en la construcción de los muros.

Actualmente, en áreas como California, cerca del 100% de todas las construcciones industriales, son realizadas utilizando este sistema.

En CoombiaLas nuevas plantas de Nacional de Chocolates, Pastas Doria y Colcafé fueron construidas exitosamente mediante el sistema de construcción en concreto Tilt-up, ahorrando tiempo y dinero.

Y aunque este sistema de construcción no es nuevo (fue utilizado hace 2000 años por los romanos), no hay evidencia de su previa utilización en Colombia.

La planta de Pastas Doria se encuentra localizada en Mosquera Cundinamarca y cuenta con una extensión cercana a los 5.000 metros cuadrados. La gran ventaja del proyecto fue que duró menos

de 6 meses en construirse, meta que hubiera sido muy difícil de cumplir utilizando los sistemas tradicionales de mampostería.

El proyecto de Colcafé fue un poco más pequeño, 3.000 metros cuadrados, y se encuentra localizado en el municipio de La Tebaida, Quindío. En este proyecto se utilizaron las normas sísmicas más rigurosas y el sistema Tilt-up estuvo complementado con estructuras metálicas, que se acoplaron fácilmente.

El más grande de todos es la planta de Compañía Nacional de Chocolates, en Rionegro Antioquia, que cuenta con aproximadamente 7.000 metros de construcción. Además, a diferencia de los proyectos anteriores, se dejó la superficie más limpia de las planchas de concreto mirando al interior de edificación, lo que facilita la limpieza y el mantenimiento de la pintura.

Elementos y Equipos que conforman el sistem

Especificaciones del MaterialEn cuanto a las propiedades físicas de estos sistemas, los muros tilt-up son más resistentes al fuego y generan un mejor aislamiento térmico, en comparación con el sistema a base de muros de lámina y/o mampostería, en el cual la lámina de fachada tiene un mal aislamiento térmico, pudiéndose resolver con la colocación de una “colchoneta”, semejante a la que se suele utilizar en la cubierta. el sistema de tilt-up requiere de un proceso de análisis y diseño estructural detallado y complejo, que como antes se comentó, no está reglamentado en México.

Ventajas y Desventajaspara naves industriales construidas a base de muros tilt-up, primero se construye la cimentación, que dado el mayor peso de los muros deberá tener una mayor capacidad, y luego se cuela el piso. Más tarde y de manera independiente, se prepara el armado y se cuelan los muros prefabricados. una vez que los muros alcanzan suficiente resistencia para ser izados, éstos se montan, para proceder a la colocación de la estructura metálica del interior. Por último se procede a la fijación de las conexiones entre los muros y la estructura, para finalmente colocar la lámina de cubierta.

en cuanto al aspecto económico, el sistema de tilt-up es aproximadamente un 10% más costoso que el sistema a base de muros de lámina y/o mampostería. existen varias razones que justifican lo anterior, entre las que pueden mencionarse: la pintura de los muros y su constante mantenimiento, el proceso constructivo es más lento requiriéndose apuntalamientos provisionales y no pudiéndose hacer varias actividades simultáneas. aunado a esto, el proceso constructivo es más especializado ya que durante el montaje se requiere un doble proceso para los muros y para la estructura metálica, mientras que para las conexiones de elementos de fachada se requiere precisión en la colocación de placas embebidas al muro para la conexión entre piezas y las colocadas en la cimentación.

en lo que respecta a los sistemas de muros de lámina y/o mampostería, éste resulta ser más económico, pues únicamente se requiere aplicar un sellador en los muros de mampostería; el proceso de montaje para muros y estructura metálica es uno solo y se pueden abrir varios frentes de trabajo con actividades simultáneas durante el proceso constructivo. el grado de

especialización en las conexiones de los elementos de soporte de la fachada es sencillo si se realizan con soldadura; lo que no sucede si se trata de conexiones atornilladas, en donde se necesita mucha precisión.

desde el punto de vista arquitectónico las naves industriales con muros tilt-up son más estéticas que las que se conciben de lámina y/o mampostería. algunas ventajas y desventajas del sistema de éste tipo de sistemas frente a los tradicionales son:

Rapidez de construcción: Los sistemas de ingeniería y productividad en serie permiten ahorro en tiempo y mano de obra.

Economía: Tilt-up ofrece un excelente producto en términos de construcción, operación e inversión.

Libertad de diseño: En apariencia y función, cada proyecto es diseñado para satisfacer las especificaciones, necesidades y gustos del cliente.

Versatilidad: Los paneles tilt-up son fáciles de modificar para acomodar nuevas aberturas o ampliaciones del proyecto.

Financiamiento: Por la duración natural del concreto, los proyectos tilt-up son preferidos por instituciones bancarias.

Venta posterior: Los edificios de concreto mantienen la apariencia, la integridad estructural y el valor.

Economía térmica: Las propiedades térmicas del concreto y la ayuda de varios sistemas de aislamiento reducen al mínimo los costos de energía.

Factores de filtración: Los edificios de concreto son impermeables al aire, reduciendo las oscilaciones de calor y frío y la dimensión de las unidades mecánicas.

Reducción de mantenimiento: La durabilidad del concreto y el detalle en la construcción reducen los costos de mantenimiento.

Utilización del piso: Muros sin columnas permiten la libre localización de puertas y estantes.

Resistencia al fuego: Los muros de concreto, que están reforzados con acero, ofrecen una barrera natural a las fuerzas destructivas del fuego interior o exterior.

Seguridad: Los muros reforzados con acero presentan un obstáculo sólido al vandalismo y a la entrada ilegal.

Reducción del ruido: Las propiedades de los muros de concreto hacen los proyectos “buenos vecinos”.

entre las desventajas más significativas se encuentra el hecho de que los muros tilt up son susceptibles a agrietarse en las primeras edades debido al fenómeno de las contracciones en el concreto; requieren de un mantenimiento continuo de la pintura de los muros tanto interiores, como exteriores; adicionalmente, se ha calculado, que en naves industriales relativamente cuadradas, aumenta el costo de un 7 a un 10 % respecto al sistema de lámina y/o mampostería, mientras que en naves rectangulares aumenta hasta en un 12 %. Bajo estos costos se tienen que realizar los colados de estos muros sobre el piso definitivo de la nave, y en caso de realizar camas de colado (casting slab) fuera del piso de la nave el costo aumenta en un 5 %, aproximadamente.

el hecho de que el piso industrial se cuele antes de la fabricación de los muros tiene dos importantes desventajas, la primera es que se cuela sin que exista protección alguna contra los agentes del medio ambiente, que suelen incidir de manera importante en el desarrollo de agrietamientos debido al efecto de las contracciones. Por otra parte, ese mismo piso se suele usar como superficie de rodamiento de los equipos de montaje, que en ocasiones suelen provocar daños, debido a los esfuerzos generados durante el proceso de montaje tanto de los muros tilt-up, como de los elementos de cubierta

en general se trata de un proceso de construcción que toma más tiempo y se complica aún más en lo que respecta a la fabricación e izaje de los muros. Por otra parte el perímetro exterior debe dejarse libre de excavaciones aledañas, para el paso de la grúa durante el proceso de montaje, lo que impide, entre otras cosas, la construcción de obras de infraestructura como drenajes.

Método Constructivo (Secuencia)El proceso de construcción con el método tilt-up empieza como en cualquier proyecto, evaluando el sitio. Idealmente, se busca un lugar plano y abierto, pero no es común contar con él. Sin embargo, es necesario prestar bastante atención al suelo y al subsuelo de la obra ya que éste forman parte integral del sistema tilt-up. Los contratistas que construyen tilt-up se aseguran de que existan buenas condiciones del suelo, que el rellenado sea adecuadamente compactado, que se monitoree la humedad y que el subsuelo pueda soportar el piso de concreto del proyecto

Preparación de las cimentaciones

La eliminación de las columnas en el perímetro de la obra simplifica las cimentaciones ya que no hay necesidad de ampliarlas para aquéllas. Las cimentaciones son normalmente excavaciones simples que requieren muy poca o ninguna formación, lo cual las hace muy económicas y rápidas de construir.

Construcción del piso

El siguiente paso en el sistema tilt-up es la construcción del piso. Éste es muy importante ya que en la mayor parte de los casos se lo utiliza para el moldeado de los paneles. La mayoría de los contratistas que han empleado este sistema utilizan el piso al máximo posible y tratan de hacerlo de tal manera que tenga las mínimas obstrucciones. Normalmente, se empotra la tubería y cualquier otra obstrucción entre dos y tres centímetros (alrededor de 2.5 cm) para poder tener un piso temporal sin obstrucción. La calidad del piso ha sido realmente mejorada con la introducción de la enrasadora láser.

Formación de los paneles

Una vez que el piso del proyecto esté terminado, es importante colocar en él algún químico para asegurarse de que el concreto del panel no se adhiera al concreto del piso. Una vez hecho esto, el siguiente paso es la formación de los paneles. Habitualmente se emplea madera para formar el perímetro del panel. La preplaneación y la mecanización pueden resolver muchas dificultades en la formación del panel, así como mejorar la calidad y significar un ahorro para los contratistas y los dueños.

Colocación del refuerzo estructural

La colocación del refuerzo estructural con el sistema tilt-up es mucho más fácil que en proyectos convencionales ya que el refuerzo se coloca horizontalmente y sobre una superficie dura en vez de verticalmente y en escaleras. El refuerzo del panel es muy importante porque en la mayoría de los casos este último soporta las cargas estructurales del techo y de los pisos intermedios (si los hubiere).

Colocación del refuerzo en los paneles

Los paneles, que utilizan materiales y productos locales, se moldean en el sitio de la obra para incrementar la productividad y reducir los costos de transporte que otros proyectos convencionales suelen tener. Normalmente, se colocan de tal manera que los camiones de concreto tienen acceso directo a ellos para poder así descargar el concreto en el mismo panel. La vibración del concreto es una de las actividades más importantes que hay que tomar en cuenta ya que es importante tener una buena compactación y calidad en el panel.

Levantamiento de los paneles

Esta es la actividad más crítica para los contratistas y dueños que trabajan con el sistema tilt-up. Es muy interesante ver levantar paneles de concreto que pesan entre 30 mil y 50 mil kilogramos. Una vez que están formados, es necesario esperar un tiempo a fin de que el concreto tome la suficiente resistencia para poder levantarlos. Mientras ello ocurre, se puede proceder a colocar los soportes en los paneles, limpiar los insertos y otras actividades, para incrementar así la productividad de la obra. También es importante reducir al mínimo el tiempo de la grúa en la obra ya que es bastante costoso.

Contratistas experimentados pueden levantar entre 20 y 40 paneles por día, lo que significa que si el proyecto no tiene un perímetro muy grande, quienes pasan en la mañana por la obra y vuelven a hacerlo por la tarde, pueden encontrar en esta segunda ocasión los paneles completamente levantados.

Colocación del acero estructural

Una vez terminado el levantamiento de los paneles, las vigas principales y secundarias pueden colocarse directamente en las preparaciones de los mismos que fueron diseñadas para esto. El panel soporta las cargas del techo y elimina la necesidad de columnas en el perímetro, lo cual es de gran utilidad para los dueños ya que permite la libre localización de ventanas, puertas y estantes (si los hubiere).

Instalación del diafragma de la cubierta

En ciertos casos, la cubierta es uno de los elementos más importantes en el sistema tilt-up ya que se la diseña como elemento estructural que transmite las fuerzas cortantes de viento a los paneles adyacentes.

Terminación del proyecto

Una vez que la cubierta esté colocada, pueden removerse los soportes de los paneles y proseguirse las terminaciones internas y externas. La duración del proyecto depende de la dificultad y el área del mismo.

Uso-Aplicaciónaplicados a naves industriales, almacenes, centros de distribución, edificios para oficinas, centros comerciales, escuelas, hoteles, estacionamientos, terminales de transporte, teatros y bibliotecas.

ara que la construcción por medio del sistema Tilt-up sea rentable, es necesario seguir las siguientes recomendaciones.

La edificación debe tener por lo menos 5.000 pies cuadrados y entre más grande sea más económica resulta.

Las planchas de concreto no deben exceder las 60 toneladas y el concreto debe ser reforzado.

Cada panel no debe tener aperturas (como ventanas) mayores al 50% de la superficie total.

Experiencias

http://www.tilt-up.org/topten/index.php

Proveedores

BibliografíaHURTADO, O (2013) FORMACIÓN COMPLEMENTARIA SISTEMAS CONSTRUCTIVOS INDUSTRIALIZADOS, SENA, BGOTOA.

Perrilliat, R & Huerta C (2014) MUROS ESTRUCTURALES PREFABRICADOS TILT-UP PARA NAVES INDUSTRIALES. R evista C&T, MEXICO.

Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. Revista Construcción y Tecnología (2000 ) Sistema Tilt-Up http://www.imcyc.com/revista/2000/tiltup.html

Construdata - Manejo eficiente del concreto El sistema Tilt-up llegó a Colombia http://www.construdata.com/BancoConocimiento/T/tilt_up/tilt_up.asp