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Evaluación preliminar de soluciones constructivas de viviendas para insertar en zonas urbanas centrales compactas

Resumen: El proceso de rehabilitación integral urbana que ha tratado de promover la Dirección Provincial de Planificación Física de Ciudad de la Habana, requiere necesariamente de la inserción de nuevos edificios multifamiliares de vivienda en lotes disponibles dentro de la trama urbana de las zonas centrales.
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Autor: Marietta Llanes Pérez

Resumen 
El proceso de rehabilitación integral urbana que ha tratado de promover la Dirección Provincial de Planificación Física de Ciudad de la Habana, requiere necesariamente de la inserción de nuevos edificios multifamiliares de vivienda en lotes disponibles dentro de la trama urbana de las zonas centrales. Como respuesta a esta problemática la Facultad de Arquitectura inició una investigación que en su primera parte desarrolló a través de una tesis de diploma en el pasado curso 2004-2005. Este trabajo está dirigido a seleccionar las soluciones constructivas de viviendas más apropiadas para ejecutar en dichas zonas. Como resultado del trabajo se llegó a una evaluación preliminar que arroja determinados criterios sobre dichas soluciones de acuerdo con el fin propuesto.

Introducción 
En las zonas centrales compactas de la ciudad, producto del deterioro y derrumbe de algunos de sus inmuebles han quedado lotes vacíos que pueden rellenarse nuevamente con edificios multifamiliares redensificando la ciudad desde dentro como promueve la Dirección Provincial de Planificación Física. 

A raíz de esta problemática el grupo de investigación de la vivienda de la Facultad de Arquitectura de la CUJAE ha venido desarrollando un trabajo que lleva por título “Vivienda apropiada para ciudad de La Habana” y que tributa al PRC 01 “Desarrollo de la construcción, el mantenimiento y la rehabilitación de la vivienda y las urbanizaciones”. De esta investigación se ha derivado un trabajo encaminado a evaluar posibles soluciones constructivas disponibles en el país o en proceso de desarrollo que resulten apropiadas para tales fines.

La investigación se ha desarrollado hasta el momento en dos etapas correspondiente a los años 2004 y 2005.

En la primera etapa el objetivo estaba encaminado a la confección de un procedimiento para dicha evaluación y posteriormente la evaluación integral de las soluciones seleccionadas. De esta investigación resultó la elaboración de un método evaluativo (1) conformado por parámetros, atributos e indicadores y que recorría el ciclo de vida de la construcción pasando por cuatro etapas: diseño, ejecución, explotación-mantenimiento y por último desuso. El método propuesto quedó estructurado pero no completado debido a la falta de información que no fue posible recopilar por el poco tiempo con que se contaba y por la información no existente o poco organizada con que cuentan los organismos, empresas y centros de la construcción. No obstante se pudo hacer una evaluación de la etapa de diseño donde se disponía de información cualitativa.

En la segunda etapa a partir de un trabajo de diploma (2) desarrollado por dos estudiantes de quinto año de la Facultad de Arquitectura, se sometió al método de evaluación integral desarrollado anteriormente, a la reconsideración de sus parámetros, atributos e indicadores y a la validación y ponderación de los mismos a través de un método de expertos. Por último se llega a la caracterización de las soluciones constructivas seleccionadas confeccionando para cada una, su ficha técnica.

Con la información recopilada y el método mejorado se logra evaluar de manera preliminar las soluciones constructivas en todas sus etapas. 

Soluciones constructivas seleccionadas
Para la selección de las soluciones constructivas a considerar se tomó como base el informe elaborado por el Ministerio de la Construcción (MICONS) en el 2003, agregando otras alternativas no contempladas en éste, que se desarrollan en el Centro de Estudio de las Construcciones y Arquitectura Tropical (CECAT) del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (ISPJAE) y en el Ministerio de Transporte.
Así, las soluciones constructivas estudiadas, clasificadas en sistemas constructivos, soluciones de muros, soluciones de cubiertas y entrepisos, y soluciones de cubierta, se ofrecen a continuación:

SISTEMAS

 

SOLUCIONES DE MUROS

 

CUBIERTAS

 

-          Gran Panel VI

-          Gran Panel Micro

-          LH Gran Bloque

-          Avantec

-          Horm – EPS

-          Met – EPS

-          SSPP

-          Soporte Singular

-          Simplex

-          Bloque Panel

-          Horcel

-          Bloque hueco de mortero

-          Ladrillo de cerámica

-          Bloque hueco de cerámica

 

TEJAS

 

-          TEVI

 

 

SOLUCIONES DE CUBIERTAS Y ENTREPISOS

 

VIGUETAS

-          Prensolan

-          Semivigueta “Tupamaro”

-          Otras variantes de hormigón armado

 

BOVEDILLAS

-          Mortero

-          Cerámica

-          Microhormigón

-          EPS

 

LOSAS PREFABRICADAS

-          Spiroll

-          Canal de ferrocemento

-          Con alma de EPS

-          Plana de hormigón armado

LOSAS HORMIGONADAS “IN SITU”

-          Con encofrado de madera

-          Con encofrado modular recuperable

 

Desarrollo de la propuesta del método de evaluación integral de soluciones constructivas en zonas compactas de la ciudad. Métodos de trabajo. 
Se revisaron algunos métodos de evaluación de sistemas constructivos elaborados en investigaciones precedentes, ninguno de los cuales se ajustaba a los objetivos planteados en este trabajo, por falta de integralidad de los mismos. Los métodos precedentes, de manera general, hacen énfasis en los aspectos constructivos, los consumos de materiales y los costos, datos que por demás, no resultan confiables, y en ocasiones ni siquiera comparables, a partir de su procedencia de fuentes diversas que no parten de una base común de cálculo. Por otra parte, los métodos precedentes persiguen una evaluación general de las soluciones constructivas, con independencia de las condicionantes particulares impuestas por el contexto donde éstos deberán ser usados.

Es por esto, que se hace necesario desarrollar un procedimiento que se adecue a los objetivos del presente trabajo. Como se pretende una evaluación integral, el procedimiento parte, como antes se dijo, del análisis del ciclo de vida de la vivienda, considerando cuatro grandes etapas:
- Diseño: Contempla toda la etapa de proyecto, desde la concepción de la inversión.
- Ejecución: Comienza con la extracción de la materia prima, continúa con la elaboración de los elementos constructivos culmina con la ejecución de la obra, incluyendo todos los procesos intermedios de transporte.
- Explotación y mantenimiento: Es la etapa más larga, que va desde que se habita la vivienda hasta el fin de su vida útil. Contempla su uso y explotación, así como su conservación, que incluye desde el mantenimiento sistemático, la reparación y los ciclos de rehabilitación que se consideren pertinentes.
- Desuso: Fin de la vida útil de la vivienda. Momento en que esta deberá incorporarse nuevamente al medio ambiente, para lo cual resulta conveniente que pueda ser reconstruida y no demolida, con vistas a reusar o reciclar al máximo sus elementos componentes.

A partir de tormentas de ideas desarrolladas en reuniones de investigación, los miembros del grupo propusieron para cada etapa un conjunto de parámetros a evaluar y definieron los atributos que servirán de base para la evaluación de los parámetros a partir del objeto de estudio del presente trabajo que es la vivienda en la Ciudad de la Habana, específicamente, en las zonas centrales, donde el aprovechamiento del suelo urbano, la adecuación al contexto, los aspectos ambientales y las limitaciones de espacio para la ejecución de obras son factores determinantes en la evaluación de cualquier solución constructiva. 

El procedimiento incluye también una propuesta de indicadores que expresan la forma de evaluar el parámetro. A estos parámetros se les asigna un número máximo de hasta tres indicadores en una escala cualitativa de bien, aceptable o mal en función de la satisfacción de las exigencias de los parámetros propuestos.

Con el fin de darle un reconocimiento científico al procedimiento de evaluación propuesto es necesario validar y ponderar los parámetros y atributos a través de un método científico como el método de consulta a expertos aplicando encuestas que permitan identificar en algunos casos y corroborar en otros, el rol que les toca a cada parámetro. Se hizo necesario entonces conformar un comité de expertos con profesionales de alto conocimiento en la temática objeto de validación que formaran parte de diferentes sectores que tributan a la vivienda como Centro Técnico de la Vivienda y el Urbanismo (CTVU), Centro Técnico para el Desarrollo de los Materiales de Construcción (CTDMC), MICONS, Planificación Física, Vivienda Ciudad de la Habana, DCH, Facultad de Arquitectura del ISPAJAE, entre otros.

Como resultado se obtiene que todos los parámetros propuestos son pertinentes y con ello se valida la propuesta. Por otra parte se le asigna el grado de importancia al parámetro tras la opinión de los expertos procesada por un método estadístico del programa Excel, conocido como Estadística Descriptiva. A partir de estos resultados se conformó entonces el procedimiento de evaluación, para ello se asignaron valores a los parámetros en correspondencia con su grado de importancia. 

Como resultado tenemos un método conformado por 26 parámetros entre las cuatro etapas, cada uno de los cuales se abre en atributos (43) que los caracterizan, cada uno de los cuales, a su vez, se evalúa a través de un máximo de tres indicadores que establecen criterios de medida. A modo de ejemplo expondremos a continuación, un parámetro con los atributos asociados a él y los correspondientes indicadores evaluadores, que pertenecen a una de las etapas:
ETAPA DE EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO

PARÁMETRO

ATRIBUTOS

INDICADORES

Vulnerabilidad.

Ante vientos fuertes.

Elementos ligeros y uniones débiles: M

Elementos ligeros con uniones resistentes: R

Elementos pesados y uniones sólidas: B

Ante incendios.

Resistencia al fuego <2 horas: M

Resistencia al fuego entre de 2 y 3 horas: R

Resistencia al fuego >3 horas: B

Evaluación preliminar
Seguidamente se lleva a cabo la evaluación de cada una de las soluciones constructivas. Los resultados obtenidos no son del todo confiables debido a que el procedimiento para arribar a los valores cuantitativos que miden los parámetros no fue basado en métodos estadísticos matemáticos y no se logra la evaluación integral. 

Uno de los problemas fundamentales de la evaluación esta dado por la ausencia de datos de las soluciones constructivas y el no establecimiento de algunos indicadores debido a que las entidades correspondientes no tienen valores para establecer niveles aceptables de comportamiento de estos aspectos, lo cual no permite evaluar los parámetros implicados que pudieran ser de importancia máxima.

No obstante se logró realizar una evaluación llegando a consideraciones con respecto a los parámetros que conforman las cuatro etapas del método. La evaluación mas completa fue en la etapa de diseño, ya que los parámetros (claramente establecidos en función de los objetivos del trabajo) permitieron una valoración cualitativa que favorece la comparación entre las diferentes soluciones constructivas estudiadas.

Atendiendo a la variable Diseño, los sistemas constructivos Avant, Hor-EPS, Met-EPS, SSPP son los que resultan más satisfactorios, con una valoración de casi todos sus parámetros entre Aceptable y Bien. Se destaca particularmente, el SSPP, por su flexibilidad espacial (apoyos aislados), así como constructiva y de terminación (admite diferentes soluciones de cierre). Sin embargo, este es un sistema que se encuentra actualmente en desarrollo, por lo cual, no se puede disponer de él para la ejecución de viviendas en un corto plazo.

Los sistemas de muros de carga de hormigón armado (Gran Panel Micro, LH Gran Bloque y Soporte Singular) también resultan aceptables, aunque en menor medida, pues algunos parámetros no los satisfacen. 

En las soluciones de muro, los conformados por piezas pequeñas como el de bloque hueco de mortero, bloque de cerámica, ladrillo y bloque de hormigón celular son los que mas satisfacen (fundamentalmente los dos primeros) los requerimientos de diseño arquitectónico y urbano, por la flexibilidad que ofrecen.

En cambio los sistemas Bloque Panel y Simplex, con muros de carga en dos direcciones y luces de una crujía resultan menos satisfactorios, pues están mas limitados espacialmente y en su expresión por la repetición de su módulo básico, además de no permitir altas densidades.

Entre las soluciones de entrepiso y cubierta, la mejor solución desde el punto de vista de los requerimientos de diseño urbano y arquitectónico (para los contextos objeto de estudio) resulta, sin dudas, la losa hormigonada in situ. 

Las soluciones de vigueta y bovedilla, por su modulación pequeña, y las de EPS, resultan bastante flexibles, se pueden complementar con soluciones in situ para adecuarse a las particularidades del lote y la flexibilidad espacial interior dependerá de la solución estructural de muros de carga en una sola dirección. 

Losas como la spiroll resultan favorables para la flexibilidad espacial interior, por los espacios que dejan libres por sus grandes luces, pero a su vez, esto mismo unido a la modulación de 1.20, las hace menos flexibles para ser usadas en estos contextos. 

En cuanto a los parámetros de la etapa de ejecución, estos arrojan que ninguna solución utiliza material reciclado y la mano de obra en general puede ser poco calificada y con participación popular en tareas de apoyo. Los sistemas pesados requieren de un mínimo de mano de obra especializada por la complejidad del montaje. Las soluciones más costosas son el Hor y el Met-EPS, dado por la tecnología y el costo elevado de materiales como el EPS y los perfiles de acero laminados en frío. Resulta más económico el sistema Gran Panel VI, con costos más bajos por m2 de construcción.

Los sistemas pesados altos consumidores de hormigón y acero son a su vez, más consumidores de energía en electricidad y petróleo (peor comportamiento Grandes Paneles y Soporte Singular). Por otra parte utilizan equipos de izaje y necesitan mayor espacio de almacenamiento a pie de obra y para el emplazamiento de las grúas, por lo que no resultan apropiados atendiendo a los requerimientos de estas zonas donde las calles son relativamente estrechas y los lotes son estrechos, profundos e irregulares, resultando espacios limitados para aplicar estas tecnologías. Además son sistemas que requieren de mayor tiempo de ejecución por la precisión en el montaje. 

Soluciones ligeras o de muros por piezas consumen poco o ningún hormigón, pero siempre cemento, material de alto consumo energético, aunque en menor cantidad que los sistemas pesados. Estas soluciones ocupan menos espacios para el almacenamiento con respecto a las soluciones pesadas, y no necesitan grúas para el izaje, debido a su poco peso pudiéndose montar manualmente con menos precisión, que disminuye el tiempo de ejecución. Todos estos aspectos evaluados los hacen mas adecuados para insertarse en estas zonas urbanas compactas.

Las soluciones de entrepiso más favorables son las viguetas y bovedillas que consumen menos hormigón, menos material de encofrado y menos energía en su producción y montaje, no sucediendo así con las soluciones pesadas (losa hormigonada in situ o prefabricada) con un peor comportamiento de la losa Spiroll que resulta la más consumidora de electricidad y petróleo. Por otra parte la losa canal de ferrocemento por su ligereza que permite un montaje a través de polipastos y sus dimensiones de 3,60m es la que menos tiempo de ejecución requiere.

La teja TEVI como solución de cubierta resulta adecuada pues es fácil de producir, requiere para ello de poco espacio y al producirse en obra no induce gastos por transportación y se evitan roturas, los consumos de materiales son bajos y los de energía, insignificantes. 

Para la etapa de Explotación y Mantenimiento no fue posible evaluar el comportamiento térmico de las diferentes soluciones constructivas, salvo excepciones por falta de información tanto de las soluciones constructivas como de los indicadores no establecidos por normas. De haber evaluado este parámetro algunas soluciones que parecen hasta el momento muy favorables pudieran cambiar estos resultados. 

Presentan mayores problemas de filtración las soluciones pesadas quedando menos expuesto los sistemas de esqueletos. Las soluciones de muro de pequeño y mediano formato y las losa hormigonadas in situ o sistemas con carpeta de hormigón son las que mejor se comportan antes filtraciones.

El mejor comportamiento acústico lo tienen los sistemas a base de EPS que aíslan más el ruido. 

Son menos vulnerables ante fuertes vientos las cubiertas pesadas y los sistemas pesados de grandes formatos, así como las soluciones de pequeño o mediano formato que sus muros trabajen como disco rígido y presenten viga perimetral. Son más vulnerables las cubiertas ligeras, aunque un buen diseño estructural y ejecución de las juntas deben disminuir los riesgos. En cuanto a la vulnerabilidad ante incendio, son también las soluciones pesadas y bloque de hormigón las más resisten (6 horas). Las soluciones a base de EPS resisten menos (máx.2 hrs). 

Para garantizar un adecuado mantenimiento y con ello buscar mayor durabilidad de las edificaciones es recomendable que las instalaciones se encuentren expuestas, teniendo el peor comportamiento en este sentido el Avantec, Met y Hor-EPS, que sus instalaciones son empotradas por requerimientos específicos de los sistemas. 

En cuanto a la etapa de desuso ninguna solución puede ser desmontada, excepto la teja Tevi, lo imposibilita las juntas rígidas, los morteros de terminación y las vigas de cierre de la edificación.

La posibilidad de reusar sería solo la teja Tevi y pudieran ser los ladrillos si se desmontan con cuidado. Aunque cualquier material producto de un derrumbe pudiera reciclarse como material pétreo, una vez clasificado, para diferentes uso dentro de la construcción, teniendo en cuenta que es un material deficitario.

Conclusiones 
· Con el objetivo de insertar nuevos edificios multifamiliares en zonas centrales compactas de la ciudad, se elaboró un método de evaluación integral de viviendas que respondiera a este fin. Este método está estructurado y planteado aunque no completado pues faltan indicadores por definir, lo cual se viene realizando en una etapa posterior que responde a un trabajo doctoral. 

· Tras una evaluación preliminar de las soluciones constructivas disponibles para viviendas se llegaron a conclusiones por cada etapa que conforma el método y que se describe en el artículo.

· No obstante se arroja de manera general que los sistemas constructivos pesados resultan menos adecuados para insertarse en estas zonas compactas debido a sus requerimientos tecnológicos que imponen el uso de grúas para el montaje, con mano de obra más especializada y su correspondiente emplazamiento. Por otra parte necesitan de mayores espacios para el almacenamiento de sus elementos en obra. Estos sistemas también presentan mayores restricciones arquitectónicas en la flexibilidad de su imagen y en la flexibilidad para adaptarse a la geometría del lote. Todo esto en contraposición con los requerimientos de estas zonas urbanas donde las calles son estrechas, los lotes disponibles para las nuevas inserciones son profundos, estrechos e irregulares con ángulos no ortogonales, muros medianeros con fachadas continuas y presencia de portales en avenidas principales.

· Por el contrario las soluciones ligeras de muros, de pequeño y mediano formato tales como: los compuestos por muros de albañilería y los compuestos a base de EPS son más flexibles arquitectónicamente y presentan más ventajas para ser ejecutados en zonas con características compactas debido a su poco peso y pequeñas dimensiones de sus elementos, que exigen poco espacio para el almacenaje en obra, además el montaje se puede realizar manualmente y con participación popular en tareas de apoyo. Algunas de estas soluciones tienen más posibilidades de ser desmontadas, reutilizadas y reciclada lo cual es deseable para concebir desde el ciclo de vida de la vivienda, que esta vuelva a incorporarse nuevamente al medio ambiente.

Referencia Bibliografía
1. Colectivo de autores, Grupo de Investigación de vivienda. Fac. Arquitectura Informe de Investigación “Vivienda apropiada para ciudad de La Habana”, La Habana, octubre 2004. 
2. Jaime, D; Toledo, J. Trabajo de Diploma “Evaluación de soluciones constructivas para viviendas en zonas compactas de ciudad de La Habana”, Fac. Arquitectura, 2005. 
3. Llanes, M. Jaime, D; Toledo, J Informe de Investigación “Bases para la evaluación integral de soluciones constructivas para viviendas en zonas urbanas compactas”, La Habana, octubre 2005.
4. Flores Mola, José, Prefabricación para Países en vías de desarrollo: Conceptos, definiciones y ejemplos, Editorial Félix Varela, Ciudad de La Habana, 2002.

Anexo de fotos de diferentes soluciones constructivas. Pueden ser insertadas en cualquier parte del artículo


Esquema del montaje de los elementos del sistema Avantec. Tomado de catálogo de promoción del sistema.


Montaje  de la estructura de una edificación con el sistema Met-EPS.Tomado de Tesis de Diploma (2)


Montaje con la Solución de muro Bloque Panel. Tomado de Tesis de Diploma (2)


Montaje del Sistema   LH Gran Bloque.Tomado de Tesis de Diploma (2)


Vivienda construida con bloques y cubierta de losa plana hormigonada in situ con moldes de madera.Tomado de Tesis de Diploma (2)


Losa Canal de Ferrocemento.Tomado de un texto  (4)

Autora: 
Marietta Llanes Pérez
Ingeniera Civil. Master en Ciencias. Profesora Asistente de Tecnología de la Construcción de la Facultad de Arquitectura, Ciudad Universitaria José Antonio Echeverría. La Habana, Cuba.

2005

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