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Los productos prefabricados puede ser modelos bidimensionales, como muros, losas modulares, sistemas de piso, pero tambi茅n los hay tridimensionales. Por ejemplo, hoy en d铆a se utilizan elementos como escaleras o pozos de ascensor prefabricados, los que son provistos por fabricantes de piezas estructurales de hormig贸n o acero.

La nueva generaci贸n de las soluciones prefabricadas, en tanto, va un paso m谩s all谩 de lo que hasta hoy el prefabricado pudo ofrecer. Con el sistema de Prefabricados Modulares Volum茅tricos, la modularizaci贸n e industrializaci贸n de los edificios alcanzan niveles desconocidos hasta ahora. Y eso trae a煤n m谩s importancia al sector de gr煤as para la instalaci贸n de estos elementos.

B谩sicamente, el sistema de prefabricados modulares volum茅tricos supone que toda la instalaci贸n de servicios e incluso de terminaciones de una unidad habitacional u oficina, vienen listos de f谩brica. Ca帽er铆as, conexiones el茅ctricas, fijaciones, ventanales, servicios y otros elementos son instalados antes del montaje.

VENTAJAS

Ahorros de tiempo. El m谩s evidente beneficio del m茅todo es ahorrar tiempo de construcci贸n. La puesta en marcha del sitio de trabajo, el movimiento de tierra y las fundaciones pueden hacerse simult谩neamente con la fabricaci贸n de los m贸dulos en otro lugar. Un hotel de seis pisos, por ejemplo, puede fabricarse en tres meses y montarse en solamente 20 d铆as en el sitio. Este tiempo ahorrado trae beneficios financieros, dado que el retorno de la inversi贸n es m谩s r谩pido.

Calidad asegurada. Retrasos t铆picos por las condiciones clim谩ticas no afectan la construcci贸n de los m贸dulos en la f谩brica. Adem谩s, la producci贸n en l铆nea e incluso robotizada pueden llevar este tipo de construcci贸n al est谩ndar de productividad actual.

Seguridad. Mientras m谩s partes de la construcci贸n se dan fuera del sitio, son menos las horas trabajadas en altura.

Reducci贸n del tr谩fico. La construcci贸n modular puede reducir el n煤mero de entregas de material al sitio en hasta un 90%, y reduce la distancia promedio de desplazamientos de trabajadores en hasta un 75%.

Superaci贸n de problemas de reclutamiento. Hasta un 80% de las actividades laborales tradicionales pueden realizarse en la f谩brica de los m贸dulos. Para esta fuerza de trabajo el desplazamiento es igual, no importando donde sea la obra, pero son menos los especialistas que deben desplazarse a instalar los m贸dulos, siendo adem谩s trabajadores m谩s calificados.

Reducci贸n de ruidos, polvo y CO2 en el sitio de trabajo. La fase de construcci贸n en sitio se reduce, tal como se disminuye el uso de equipos pesados. Gr煤as torre el茅ctricas para el montaje de los m贸dulos minimizan el ruido y la contaminaci贸n, beneficiando a vecinos y el ambiente.

Reducci贸n de desechos. La construcci贸n modular puede reducir a la mitad los desechos, en comparaci贸n con la construcci贸n convencional. Los m贸dulos entregados y prontamente suspendidos reducen adem谩s la necesidad de espacio de almacenamiento de material.

Sustentabilidad. Cerca del 90% del proceso de producci贸n de los m贸dulos en f谩brica tiene un gran potencial para la fabricaci贸n limpia, reduciendo las emisiones de gases durante la fabricaci贸n, afectando positivamente todo el ciclo de vida del edificio.

COSTOS

Restricciones de transporte. Regulaciones viales restrictivas, permisos especiales de carga y posibles restricciones espaciales en ciudades menores imponen algunos l铆mites econ贸micos al sistema. Por lo general, los m贸dulos tienen dimensiones cercanas a 3,4 metros de ancho, 3,2 metros de alto y 12 metros de largo. El peso m谩ximo es de entre 30 y 40 toneladas cortas (del ingl茅s short ton) es una unidad a 907,185 kilogramos). El transporte representa cerca del 20% del costo del sistema, y tiende a ser m谩s.

Dimensi贸n de la gr煤a. Gr煤as superiores a seis pisos son las preferidas, debido al espacio de erecci贸n. Son dos los sistemas de prefabricados modulares volum茅tricos que se utilizan generalmente. El peso de las unidades en acero var铆a entre 8 y 20 toneladas cortas, mientras que las unidades hechas en hormig贸n var铆an entre 25 y 35 toneladas cortas. Los m贸dulos de concreto son frecuentemente los preferidos en edificios residenciales debido a su durabilidad y facilidad de inspecci贸n. La tendencia por menores emisiones tambi茅n en este m茅todo llevar谩 al uso de materialidades h铆bridas y utilizaci贸n de maderas ligeras, porque la producci贸n de cemento es responsable por cerca del 5% de las emisiones globales de CO2.

Otro criterio importante ser谩 la elecci贸n de accesorios de izado utilizados y que son hechos a la medida para los m贸dulos. Por tener caracter铆sticas de auto equilibrarse, estos accesorios previenen la transmisi贸n de fuerzas externas al m贸dulo, y acomodan el centro de gravedad de cada m贸dulo con precisi贸n, de manera a facilitar su correcto posicionamiento. Por estas razones, los proyectos de prefabricados modulares volum茅tricos requieren de gr煤as torre de alta capacidad. La experiencia indica que el costo beneficio de aplicar gr煤as torre por arriba de las 30 toneladas cortas lleva a que esta sea la opci贸n para un 15% del total de los proyectos. Pero, con recientes desarrollos dedicados a este sistema, contratistas de gr煤as podr谩n mantener los costos m谩s f谩cilmente controlados.

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Los proyectos que pueden aprovechar el m茅todo de prefabricados modulares volum茅tricos para una mejor relaci贸n costo beneficio ser谩n aquellos con mayor grado de repetici贸n. Entre otros ejemplos de estructuras como estas, est谩n los alojamientos estudiantiles, hoteles, torres residenciales y vivienda social.

La construcci贸n modular prefabricada volum茅trica puede ser una soluci贸n cuando hay escasa mano de obra, donde la construcci贸n por medios convencionales sea cara y donde el tiempo de obra tiene que ser acotado, debido a carencias extremas de viviendas, por ejemplo. Pa铆ses como Australia, Francia, Reino Unido y EE.UU., han anunciado la necesidad de un mill贸n de unidades habitacionales que se debieran construir en 2020.

Los gobiernos de Australia, Singapur y Reino Unido est谩n convirtiendo la construcci贸n modular en prioridad estrat茅gica. El Consejo de Desarrollo y Vivienda de Singapur (HDB) adopt贸 el m茅todo de prefabricado volum茅trico de concreto para un 35% de los proyectos en 2019. En Australia, en tanto, el gobierno quiere crear 鈥渃iudades de veinte minutos鈥�, que son llamadas as铆 por el tiempo que idealmente sus habitantes requerir铆an para satisfacer sus necesidades diarias. Se incrementar谩 el n煤mero de torres residenciales de mucha altura para reducir la huella de carbono. Y otros departamentos p煤blicos en el mundo deber谩n seguir la tendencia, lo que aumentar谩 la demanda de mercado por prefabricados modulares volum茅tricos.

Singapur es hoy en d铆a el mayor escenario de pruebas del m茅todo. Mientras tanto, experiencias en otros pa铆ses han impuesto desaf铆os para los equipos de izado. El edificio Habitat 67 en Montreal, Canad谩, que forma parte de un complejo de convenciones y tiene 12 pisos, fue erigido en 1967 y da testimonio del potencial de la prefabricaci贸n. Los 354 m贸dulos de hormig贸n, cada uno de 80 toneladas cortas, fueron posicionados us谩ndose una gr煤a tipo Derrick montada sobre pedestal y movida en rieles de Dominion Bridge. Este equipo ofrec铆a 82 toneladas cortas de capacidad a un radio de 30,5 metros y de 100 toneladas cortas a un radio de 18,2 metros. A fin de nivelar los m贸dulos de concreto en cada esquina del molde de izado Francon, una unidad hidr谩ulica fue instalada en la punta del cable de izado.

Tambi茅n en 1967, otro proyecto de prefabricaci贸n modular volum茅trica tuvo su inicio en San Antonio, Texas, con un dise帽o particularmente econ贸mico y un plazo notablemente corto de construcci贸n. El hotel Hilton Palacio de Rio, con 22 pisos, fue entregado en solamente 10 meses. La construcci贸n modular acort贸 el plazo que t铆picamente ser铆a de dos a帽os a tan solo nueve meses, con el mes adicional para terminaciones. Un total de 496 habitaciones fueron posicionadas en 46 d铆as, us谩ndose un Manitowoc 4000W. La gr煤a ten铆a una pluma personalizada de 82,3 metros, con 50 toneladas cortas de capacidad con top inclinado que aumentaba la altura de carga posible. Los m贸dulos de 35 toneladas completamente terminados, incluso amoblados, fueron izados con precisi贸n de 19mm, con el auxilio de un espaciador construido para el servicio con balanceador de sentido opuesto improvisado con un motor de helic贸ptero Sikorski.

El sistema funcion贸 tan bien que, en lugar de completar el posicionamiento de 10 m贸dulos por d铆a, los constructores terminaron por realizar la colocaci贸n de 35 al d铆a, dando otro testimonio de la importancia que es tener el equipo de izado correcto para lograr el mejor beneficio de la construcci贸n modular.

Hoy en d铆a, el sistema de posicionamiento de los prefabricados modulares volum茅tricos usualmente utiliza personas jalando las cuerdas de orientaci贸n. Se trata de un m茅todo ineficiente, que demanda mucho trabajo humano y puede ser riesgoso. Pero, en lugar de sistemas de orientaci贸n como el motor de helic贸ptero usado a帽os atr谩s, pueden servir nuevos dispositivos en base a giroscopios. Muchos productos que usan giroscopios para controlar la rotaci贸n de la carga y eliminar las cuerdas de orientaci贸n fueron lanzados en los 煤ltimos a帽os. El fabricante de gr煤as japon茅s Kitagawa present贸 uno, el Gyro-master. Por su parte, el separador modular de la serie Everest, del fabricante australiano Verton Group, utiliza un rotor de esfuerzo variable operado a distancia para ayudar a suspender cargas de hasta 1.500 toneladas cortas.

El control remoto ayuda a incrementar la seguridad general al remover los riggers de la zona de izado. El tiempo de ciclo se reduce en hasta un 25%, y menos riggers son demandados en el sitio.

Kitagawa ofrece unidades de capacidad de hasta 75 toneladas cortas, y en Jap贸n ya existen algunas con capacidad de hasta 125 t. El equipo debe ser usado con un marco de izado con dispositivo de compensaci贸n para minimizar el tiempo de colocaci贸n de la carga en la posici贸n exacta. Tal marco de entorno alrededor de la carga puede adem谩s ofrecer una variedad de puntos para las eslingas, lo que facilita un rigging que respeta las caracter铆sticas estructurales del m贸dulo prefabricado y mantiene su integridad. Con ello, tambi茅n se hace innecesaria la organizaci贸n de barras de separaci贸n con anchos crecientes mientras m谩s cercanas de la carga, lo que suele demandar gr煤as con mayores alturas bajo el gancho.

INDICACIONES

Aunque cada sitio de trabajo demande su propio plan de elevaci贸n de materiales con aplicaci贸n de gr煤as, hay ciertas reglas generales para usar el m茅todo de prefabricados modulares volum茅tricos en edificaciones:

De ser posible, los camiones de entrega de los m贸dulos deben descargarse cerca el edificio en construcci贸n, y la gr煤a torre tiene que estar posicionada al centro del sitio, de manera a minimizar los radios de operaci贸n y la capacidad de carga que se hace necesaria. Diferente de los prefabricados de concreto tradicionales, los m贸dulos volum茅tricos son en general muy grandes para su almacenamiento en el sitio. Una log铆stica eficiente de transporte y entrega debe estar presente.

Para los m贸dulos de concreto reforzado, es necesario pensar en una gr煤a con capacidad de entre 28 y 65 toneladas cortas, que con barra distribuci贸n del esfuerzo puedan trabajar en radios de 35 metros, dependiendo de la ubicaci贸n de la gr煤a y del formato del edificio. Para que se alcancen todas las extremidades del sitio de trabajo, la capacidad debe estar calculada en base la punta m谩s externa de la pluma.

Los abatibles muestran su valor en sitios con fuerte restricci贸n espacial. Pero, en la mayor铆a de los casos, las tradicionales gr煤as 鈥渃abeza de martillo鈥� con largo de pluma reducido y adaptadas a las condiciones del sitio son m谩s efectivas en t茅rminos econ贸micos. Ellas son hasta un 40% m谩s baratas de armar y consumen menos tiempo en el rig. Adem谩s, estas gr煤as producen menores fuerzas de reacci贸n, consumen menos energ铆a y simplifican la gesti贸n de prevenci贸n de colisi贸n.

Los modelos de torre flat top, en tanto, son preferibles en la mayor铆a de los casos, debido a su menor tiempo de instalaci贸n y menor peso total. Una gr煤a flat top presenta m谩s facilidad para cambiar el largo de pluma y contrapluma, dado que no tiene tirantes.

La manipulaci贸n de los t铆picos m贸dulos prefabricados volum茅tricos en general exige el m谩ximo momento de carga durante la mayor parte del servicio. Usar el largo m谩ximo de la pluma, por ende, significa que un solo carro ser谩 la mejor opci贸n. Adem谩s, la utilizaci贸n de la m谩xima extensi贸n de pluma para posicionamiento del m贸dulo es deseable. De manera que cuando se usa una gr煤a 鈥渃abeza de martillo鈥� un solo carro es mejor que una configuraci贸n de doble carro, com煤n en otras aplicaciones de gr煤as torre en servicios de levantamiento pesado.

El izado preciso es m谩s cr铆tico e importante que la velocidad. Sistemas de inversi贸n de frecuencia para un prendido suave, con micro control del movimiento, ayuda mucho en estos casos. Tambi茅n es conveniente que la gr煤a tenga un sistema de c谩maras para seguir de cerca el movimiento del gancho y el carrete de cable. Aplicar sensores de GPS en el marco de izado del m贸dulo permite que informaci贸n en tiempo real sea transmitida al software de control de la construcci贸n. El almacenamiento de datos permite la investigaci贸n de toda la operaci贸n de la gr煤a por internet.

El nuevo m茅todo de construcci贸n modular con prefabricados volum茅tricos abre grandes posibilidades para todos los que trabajan con gr煤as torre.