Concreto Autocompensante Hace Realidad Nuevo Almacén de Alta Tecnología de 10 Pisos

Por Ed Russell, Director de Cemento Tipo K, CTS Cement Manufacturing Corp. y Will Braswell, P.E., S.E., BBM Estructural

Parece que el único límite para Nephron Pharmaceuticals Corp., con sede en Orlando, es el cielo. La empresa de medicamentos genéricos para enfermedades respiratorias está a punto de terminar una nueva ampliación, construida por la vía rápida (a la que en la obra se refieren en tono de broma como “vía a toda velocidad”), de su actual almacén prefabricado de doble viga en T, de 30 750 pies cuadrados. La ampliación cuenta con un nuevo almacén de estantes bajos de 14,900 pies cuadrados para operaciones típicas de almacén y un nuevo almacén de estantes altos de 210,000 pies cuadrados con una estructura de Sistema Automatizado de Almacenamiento y Recuperación (ASRS) que albergará millones de frascos de medicamentos. ¿Qué requisitos de altura tienen estos dos almacenes diferentes? El de baja altura tiene una altura libre típica de 30 pies, pero el de gran altura mide 115 pies, lo que equivale a la notable altura de 10 pisos. La mayoría de los almacenes tienen solo dos o tres pisos de altura, pero este almacén ASRS necesita esa altura para funcionar de manera óptima. El almacén de gran altura se está construyendo para un tipo diferente de almacenamiento. Nephron utilizará grúas mecánicas y estantes de acero para almacenar y recuperar paletas de materiales de fabricación y productos de Nephron en los niveles superiores del almacén controlado por computadora. Este nuevo diseño tendrá un efecto sustancial en las operaciones de Nephron: podrán almacenar 10 veces más producto por metro cuadrado que en una instalación de almacenamiento tradicional.

Para lograr esta hazaña constructiva se requiere una construcción, ingeniería y materiales especiales. El edificio High Bay ASRS es una estructura “soporte de bastidor”, por lo cual el sistema de bastidor soporta carga y no solo soporta las cargas muertas y vivas de gravedad, sino que también resiste las cargas laterales del viento. El fabricante especificó una tolerancia extremadamente ajustada de L/2000 para el asentamiento y la deflexión permitidos del sistema de cimentación, por lo que se determinó que una losa de cimentación sobre pilotes era la cimentación óptima para soportar la superestructura. “Este proyecto ha sido un diseño de edificio extremadamente desafiante”, dijo Daniel Silvestre, Presidente de Silvestre Engineering. “Combinar los estándares, códigos y normas europeos, alemanes y estadounidenses para este tipo de edificio supuso un gran esfuerzo y un verdadero trabajo en equipo. Desde la propiedad hasta el equipo de diseño y el constructor, todos trabajaron muy duro para alcanzar los objetivos del proyecto”.”

“Tuvimos que cumplir con los requisitos del Código de Construcción de Florida vigente, ASCE 07, AISC, AISI, ASTM, FEM (Federación Europea de la Manutención), las normas DIN vigentes, etc.”, dijo Silvestre. “El sistema de estanterías para el almacén de gran altura se diseñó y calculó originalmente según normas europeas y alemanas. Tuvimos que convertir toda esa información a las normas y códigos de EE. UU. Se realizaron numerosos cálculos, revisiones y análisis antes de iniciar las obras.”

La construcción del almacén alto comenzó con la instalación de los 535 pilotes, que se completaron en solo 16 días. Luego siguió la colocación del concreto de la losa de cimentación, que estaba programada para comenzar a las 9:00 p.m., debido a las temperaturas más frescas y para evitar las frecuentes lluvias de la tarde que experimenta el centro de Florida durante los meses de verano. Aunque hubo fuertes aguaceros por la tarde el día del vertido, los cielos se despejaron unas horas antes del inicio y continuaron despejados durante toda la noche y hasta la mañana siguiente, mientras se completaba el vertido. Se colocaron sensores de madurez en la losa que proporcionaron indicaciones tempranas de que la resistencia a la compresión especificada de 28 días se alcanzaría fácilmente y proporcionaron los datos necesarios para determinar cuándo la grúa podría moverse sobre la losa para que pudiera comenzar el proceso de montaje.

La construcción de una estructura tan especializada requirió un material único para la cimentación. La cimentación consiste en una losa de cimentación de 102 pies por 206 pies y 32 pulgadas de espesor. Esta losa se colocó sobre 535 pilotes de barreno y se unió a los pilotes con refuerzos que salían de los pilotes y se enganchaban en la losa. El refuerzo de la losa consistió en barras #de 6 pulgadas a 9 pulgadas de centro a centro en cada dirección, superior e inferior. La principal preocupación del ingeniero era que no pudiera haber juntas de control o de construcción en la losa. Para lograr esto, el ingeniero eligió Komponent de CTS Cement. El sistema Komponent es un método para fabricar concreto de compensación de retracción (SCC). El sistema Komponent, al mezclar 85 por ciento de cemento portland y 15 por ciento de Komponent en el lote, creará un ASTM C 845

Cemento expansivo tipo K que se utiliza para fabricar concreto autocompactante (CAC). Según el informe del comité 223R-10 del American Concrete Institute (ACI), “Guía para el uso de concreto de compensación de retracción”, el cemento expansivo tipo K, al mezclarse con agua, aumentará de volumen. Esta expansión disminuirá cuando desaparezca el agua de conveniencia. Este aumento de volumen en el concreto inducirá tensión de tracción en el acero de refuerzo, colocando el concreto en compresión. Mantener el concreto en compresión durante la etapa temprana de curado minimiza el agrietamiento por retracción, lo cual no ocurre al usar concreto de cemento Portland. Esto se demostró en este proyecto, ya que la losa terminada no presenta grietas, ni juntas de control ni juntas de construcción.

El resultado del uso de cemento compensador de retracción tipo K fue que la losa de 102 pies por 206 pies quedó libre de grietas y con una superficie densa y duradera.

La nueva instalación de almacén se unirá a los 200,000 pies cuadrados actuales distribuidos en seis edificios existentes, todos dentro de la misma área. Estas instalaciones incluyen producción y empaque, espacio de almacenamiento, laboratorios científicos, ventas, marketing y administración. Cuando el nuevo almacén esté completo, la instalación de Nephron operará las 24 horas del día en dos turnos de 12 horas.

El equipo del proyecto incluyó al contratista general, J Raymond Construction Corporation, al arquitecto, Associated Consulting International, Inc., y a los ingenieros estructurales: BBM Structural Engineers, Inc. (SEOR) e Silvestre Engineering, Inc. (Ingeniero especialista en alto vacío).