Inglés | Traducción proporcionada por la TCA
Por Scott Collins, PE – Ingeniero Jefe, Norteamérica, Leviat
Esta es la primera entrega de una serie planificada que describe la historia, los avances y las innovaciones presenciadas por la industria de la construcción tilt-up desde su creación a principios de 1900 hasta su notable crecimiento durante los últimos cien años.
Gran parte del siguiente artículo fue posible gracias a la escritura y los relatos personales de David Kelly, exingeniero jefe de Meadow Burke (ahora Leviat). Las amables contribuciones de David a este proyecto han sido invaluables, ofreciendo una gran cantidad de conocimiento de primera mano de una de las figuras principales en la historia de la construcción tilt-up.
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El humilde arriostramiento inclinado de las estructuras prefabricadas en sitio es uno de los componentes más emblemáticos de la construcción norteamericana. Visibles incluso a distancia, las imponentes filas de arriostramiento inclinado de acero indican el distintivo sello de un proyecto de construcción prefabricada en sitio en proceso.
Si bien la riostra moderna puede parecer una solución simple a primera vista, su desarrollo refleja la evolución de la propia industria de tilt-up: un progreso marcado por rachas, impulsado por la seguridad en el lugar de trabajo, los avances en materiales y tecnología y la complejidad cada vez mayor de la física del proyecto y del panel.
Comienzos de la riostra
Antes de mediados de la década de los cincuenta, los paneles tilt-up normalmente estaban apuntalados con soportes improvisados, a menudo usando tramos fijos de madera o tubería de acero. Era un proceso agotador y lento, ya que los paneles recién erigidos tenían que ser sostenidos a plomo por la grúa hasta que los componentes rígidos de arriostramiento se fijaban en su lugar. Se requería supervisión y ajustes constantes en cada panel antes de que el aparejo de la grúa pudiera liberarse y trasladarse a la siguiente ubicación.
Con el tiempo, los contratistas desarrollaron una configuración ajustable de herrajes de madera que consistía en una zapata superior giratoria que podía atornillarse al panel y atornillarse o clavarse al apuntalamiento de madera. La unidad inferior también tenía una zapata giratoria que se podía atornillar al piso y estaba unida a un tensor. Esta unidad permitía levantar el panel, con el arriostramiento conectado, soltar el aparejo de la grúa y luego hacer los ajustes finales con el tensor para dejar el panel a plomo. Si bien eran una mejora definitiva con respecto a la madera de longitud fija, estas estructuras ajustables de madera aún tenían una resistencia limitada.
Rieles de tubería
El primer puntal ajustable para tuberías fue probablemente el puntal “A”, desarrollado por Richmond Screw Anchor y proporcionado a los contratistas por sus distribuidores. Este puntal estaba compuesto por una zapata inferior fundida unida a un tornillo de avance Acme de 24 centímetros de ajuste.
Esta riostra se conectaba a un tubo Schedule 40 de 1 ½” de diámetro y 10 pies de largo con orificios de ajuste de ⅝ de pulgada cada 6 pulgadas. Esto se deslizaba dentro de un tubo Schedule 40 de 2’ de diámetro y 10 pies de largo con una zapata giratoria fabricada en la parte superior. La riostra ”A“ se podía ajustar en longitud de 12 pies a 20 pies y 6 pulgadas, pero su capacidad general se vio disminuida significativamente por el tubo de 1 ½” de diámetro con todos los orificios que contenía.
En 1962, Burke Concrete Accessories desarrolló una riostra “B” que reemplazó el tubo de menor diámetro con un tubo cédula 80 de 1 ½”ø y colocó la serie de orificios en el tubo de mayor diámetro de 2”ø. Esta riostra era aproximadamente el doble de resistente que la riostra “A”.
A medida que los contratistas comenzaron a verter paneles tilt-up más altos, Burke desarrolló extensiones adicionales que alargaron el alcance máximo de la riostra “B” a casi 31 pies. Sin embargo, en estas longitudes más largas, a menudo se requerían tirantes articulados y enlaces cruzados construidos en obra para proporcionar una capacidad de carga adecuada.
Diseño moderno de riostras
A mediados de la década de 1970, el apuntalamiento de hormigón prefabricado se sometió a otra evolución que permitiría ajustes más fáciles y rápidos y una mayor durabilidad general.
En primer lugar, se reemplazó el conjunto del tensor y las roscas Acme, que se dañan fácilmente, por un tornillo de ajuste con rosca Dywidag (ajuste de 17.5 pulgadas). Esta rosca es prácticamente indestructible debido a su extrema dureza y patrón de rosca. También permite ajustes más rápidos debido a su mayor paso de rosca.
Los pernos de ajuste ya no eran necesarios para deslizar un tubo dentro del otro. En su lugar, se diseñó un eslabón giratorio para la parte superior de las riostras, y ajustar la longitud de la riostra era tan simple como girar todo el tubo exterior alrededor del tornillo de ajuste. Las conexiones de pared fabricadas se cambiaron por piezas fundidas menos costosas y las nuevas riostras más robustas se volvieron realmente reutilizables.
Utilizando este nuevo diseño, Burke desarrolló las riostras Little G, Standard G y Big G con una variedad de componentes intercambiables para obtener longitudes de 13’-6” a 39’. Las tres variantes utilizaron tubos cédula 40 de 2”ø, los más pequeños, y tubos cédula 40 de 2 ½”ø, los más grandes, roscas Dywidag y zapatas de fundición. A menudo, los tirantes articulados y los enlaces cruzados seguían siendo necesarios para cumplir con las capacidades de carga.
En la década de los ochenta, Burke desarrolló la riostra Super 22 con una longitud fija de 22 pies, hecha de un solo tubo cédula 10 de 3 ½”ø, una rosca Dywidag y zapatas de fundición. Debido al tubo más delgado y de mayor diámetro, la Super 22 era más fuerte, más liviana y menos costosa de fabricar. La Burke Super 17 no tardó en llegar. Era más fuerte, más ligera y un 30% menos costosa de producir que la Super 22, al tiempo que cumplía con los requisitos del 70% de los paneles que había sido la Super 22.
Satisfacer la demanda de los clientes.
En la década de los noventa, los diseñadores e ingenieros comenzaron a ampliar los límites de la construcción tilt-up. El método no solo estaba explotando en popularidad; los nuevos acabados, la geometría compleja y los paneles cada vez más altos eran cada vez más frecuentes.
Ante esta nueva era de construcción tipo tilt-up, los contratistas y distribuidores de materiales de construcción recurrieron a los fabricantes de riostras con una lista de deseos de requisitos para riostras duraderas y reutilizables que fueran más fuertes, más largas, más livianas y más fáciles de usar.
Para el equipo de Burke, esto significaba trabajar mano a mano con los clientes para perfeccionar los próximos avances en el diseño de soportes. El ingeniero jefe de Burke, Dave Kelly, desempeñó un papel destacado en esa iniciativa.
“El puntal Burke Super 32 se desarrolló directamente con aportes de Lou Boldt, quien dirigía Form Services en ese momento, un distribuidor de tilt-up desde hace mucho tiempo en el área de Baltimore”, recuerda Kelly. “Pensó que un puntal de 32 pies sería ideal para una serie de trabajos que tenía por delante, y estaba listo para hacer un pedido si Burke los diseñaba y fabricaba”.
Esa asociación sería extremadamente exitosa.
La Burke Super 32 se lanzó en 1996 y tenía una longitud fija de 32 pies, fabricada con un solo tubo Schedule 10 de 5⅝” ø. Debido a su diámetro más delgado y mayor, la Burke Super 32 era más fuerte y liviana que las riostras anteriores y rara vez requería tirantes articulados y enlaces cruzados utilizados en proyectos anteriores.
“Después de que produjimos el primer pedido de Super 32 y Form Services comenzó a venderlas para proyectos, todos las querían. Por lo que se convirtieron en otra longitud de soporte estándar de la industria”, dijo Kelly.
La progresión de los arquitectos que diseñan paneles más altos, los contratistas que exigen riostras más largas y los fabricantes que responden a la llamada continúa hasta el día de hoy.
“El conocimiento que obtuvimos de la línea Super 32 definitivamente ayudó a impulsar las longitudes de riostras posteriores”, dijo Kelly. “Pero las riostras posteriores Super 37, Super 42, Super 52 y Super 62 fueron definitivamente el resultado de que nuestros clientes continuaron expandiendo el método de tilt-up y redefiniendo para qué se podía usar”.
Directrices formales
Otro desarrollo clave de riostras fue la publicación de Pautas de arriostramiento de la Tilt-Up Concrete Association (TCA) para la construcción de concreto Tilt-Up (Pautas de arriostramiento para la construcción de concreto tilt-up de la Tilt-Up Concrete Association). Redactado y publicado a mediados de la década de los noventa, el documento buscaba estandarizar las operaciones de arriostramiento y establecer un conjunto común de consideraciones de seguridad y mejores prácticas para que los contratistas emplearan al levantar paneles tilt-up.
Ahora en su 4ª edición, Norma del TCA para el Arriostramiento Temporal con Viento de Paneles de Concreto Tilt-Up Durante la Construcción (Pautas para el arriostramiento temporal contra el viento de paneles de concreto tilt-up durante la construcción de la TCA) es el estándar de la industria que sirve como guía para el arriostramiento de paneles tilt-up, así como la base para las recomendaciones de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (OSHA).
Avances tecnológicos
La construcción tilt-up en el siglo XXI continúa evolucionando rápidamente, con alturas de panel altísimas que sirven como un indicador clave. En el año 2000, la base de datos de proyectos de la TCA enumeraba solo un edificio conocido con una altura de panel superior a 65 pies. Hoy en día, esa lista incluye casi 150 edificios de este tipo. En 2015, un dormitorio estudiantil de Florida International University en Miami contaba con múltiples paneles tilt-up de más de 110 pies de altura, el actual poseedor del récord.
Los pesos de los paneles también siguen aumentando. Una planta de fabricación de Northrop Grumman de 2021 en Arizona contaba con un panel tilt-up gigantesco que inclinó la balanza a 504,000 libras.
Para satisfacer estas crecientes demandas, los fabricantes de riostras también han evolucionado para ofrecer materiales avanzados y soluciones personalizadas. Además, el diseño asistido por computadora ahora ofrece cálculos precisos que adaptan cada riostra a los requisitos específicos del panel en que se utiliza.
La integración de tecnología inteligente conectada a la red también puede convertirse en una práctica estándar, con sensores integrados que monitorean las cargas de los arriostramientos en tiempo real para mejorar el rendimiento y la seguridad general.
Anclando el futuro
La historia de las riostras para tilt-up y el diseño de arriostramiento es un testimonio del compromiso continuo de la industria con la innovación, la eficiencia y, lo que es más importante, la seguridad.
Desde los primeros días de soportes de madera improvisados hasta los diseños asistidos por computadora del siglo XXI de hoy, la evolución de la tecnología de arriostramiento ha desempeñado un papel fundamental en el éxito de la construcción tilt-up.
A medida que los materiales y la tecnología continúan evolucionando, la única certeza es esta: que el próximo avance en el diseño de riostras será impulsado por la imaginación y la determinación de los mejores y más brillantes profesionales de la industria del tilt-up de hoy.
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