En Construcción.

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Planificación y Secuenciación del Montaje de Estructuras Metálicas

La planificación y secuenciación del montaje de estructuras metálicas es un proceso crítico que determina, en gran medida, el éxito del proyecto. Una planificación deficiente puede llevar a retrasos, sobrecostos, problemas de calidad, conflictos entre los diferentes oficios y, lo más grave, accidentes. Por el contrario, una planificación detallada, realista y flexible permite optimizar el uso de los recursos (mano de obra, equipos, materiales), coordinar las actividades de manera eficiente, prevenir problemas y asegurar que el montaje se realice de manera segura, eficiente y dentro del plazo y presupuesto establecidos. Este proceso no es estático; debe ser continuamente revisado y actualizado a medida que avanza el proyecto y surgen imprevistos.

El Plan de Montaje: Un Documento Guía

El plan de montaje es el documento central que describe cómo se va a realizar el montaje de la estructura metálica. Es una guía detallada que define:

• Alcance del Trabajo: Define claramente qué trabajo se va a realizar, incluyendo la descripción de la estructura a montar, las especificaciones técnicas, los planos y los documentos de referencia.
• Secuencia de Montaje: Establece el orden lógico y detallado en que se deben montar las diferentes partes de la estructura. Esta secuencia debe considerar factores como la estabilidad de la estructura durante el montaje, la accesibilidad, la disponibilidad de equipos y la coordinación con otros oficios.
• Métodos de Montaje: Describe los métodos y procedimientos que se utilizarán para montar la estructura (por ejemplo, izaje con grúa, montaje con plataformas elevadoras, ensamblaje en tierra y posterior izaje, etc.). Se deben especificar los equipos y herramientas necesarios, y los procedimientos de seguridad a seguir.
• Recursos: Define los recursos necesarios para el montaje (mano de obra, equipos, materiales, herramientas) y su disponibilidad. Esto incluye la cantidad y cualificación del personal, los tipos y capacidades de los equipos, y las cantidades y especificaciones de los materiales.
• Cronograma: Establece un cronograma detallado del montaje, con fechas de inicio y fin para cada actividad, hitos intermedios y la duración total del montaje. El cronograma debe ser realista y debe considerar los posibles retrasos debidos a condiciones climáticas, problemas de suministro, etc. Se suelen utilizar diagramas de Gantt para visualizar el cronograma.
• Plan de Izaje: Si se utilizan grúas, se debe elaborar un plan de izaje detallado que describa cada operación de izaje, incluyendo el peso y las dimensiones de la carga, la capacidad de la grúa, la posición de la grúa, los ángulos de izaje, los puntos de anclaje, los aparejos a utilizar y los procedimientos de seguridad.
• Plan de Seguridad: El plan de montaje debe integrar el plan de seguridad del proyecto, especificando las medidas de seguridad a tomar durante el montaje, los equipos de protección personal a utilizar, los procedimientos de trabajo seguro y el plan de emergencia.
• Control de Calidad: Define los procedimientos de control de calidad que se implementarán durante el montaje, incluyendo las inspecciones, las pruebas y los ensayos a realizar para asegurar que la estructura cumpla con las especificaciones técnicas y los estándares de calidad.
• Gestión de Cambios: Establece un procedimiento para gestionar los cambios en el diseño o en las especificaciones durante el montaje, incluyendo la evaluación del impacto de los cambios, la aprobación de los cambios y la comunicación de los cambios a todas las partes interesadas.
• Responsabilidades: Define claramente las responsabilidades de cada miembro del equipo de montaje (jefe de montaje, supervisores, operadores de grúa, aparejadores, soldadores, etc.).
• Logística: Define aspectos como la ubicación de acopios, zonas de descarga, vías de acceso internas, etc.

El plan de montaje debe ser elaborado por un equipo multidisciplinario, que incluya al ingeniero estructural, al jefe de montaje, al supervisor de seguridad y, en la medida de lo posible, a representantes de los diferentes oficios involucrados en el montaje. Debe ser revisado y aprobado por el gerente de proyecto y por el cliente (si es necesario), y debe ser comunicado a todos los miembros del equipo de montaje antes de iniciar el trabajo.

Factores a Considerar en la Planificación del Montaje

La planificación del montaje debe considerar una serie de factores, tanto internos como externos al proyecto:

• Diseño de la Estructura: La complejidad del diseño, el tamaño y el peso de las piezas, el tipo de conexiones (soldadas, atornilladas, remachadas) y la geometría de la estructura influyen en la secuencia y los métodos de montaje.
• Condiciones del Sitio: El espacio disponible, la topografía del terreno, la accesibilidad, la presencia de obstáculos (edificios existentes, líneas eléctricas, árboles), las condiciones del suelo y la ubicación del proyecto (urbana o rural) afectan la planificación del montaje. En Bogotá, por ejemplo, se deben considerar factores como el tráfico, las restricciones de movilidad, el espacio limitado en zonas urbanas densas y las regulaciones ambientales.
• Condiciones Climáticas: Las condiciones climáticas (lluvia, viento, temperatura, humedad) pueden afectar el montaje de estructuras metálicas. Se deben considerar las variaciones estacionales y los pronósticos del tiempo, y se deben establecer planes de contingencia para condiciones climáticas adversas. En Bogotá, las lluvias son frecuentes y pueden generar retrasos y riesgos adicionales.
• Disponibilidad de Recursos: La disponibilidad de mano de obra cualificada, equipos (grúas, plataformas elevadoras, herramientas), materiales y herramientas debe ser considerada en la planificación del montaje. Se deben establecer planes de contingencia para posibles retrasos en la entrega de materiales o fallas en los equipos.
• Normativa y Regulaciones: Se debe cumplir con la normativa colombiana sobre construcción, seguridad y salud en el trabajo, y medio ambiente. Esto incluye la obtención de los permisos y licencias necesarios, el cumplimiento de los estándares de calidad y seguridad, y la gestión adecuada de los residuos. En Bogotá, se deben considerar las regulaciones del Plan de Ordenamiento Territorial (POT) y las normas específicas de la Secretaría Distrital de Ambiente y la Secretaría Distrital de Movilidad.
• Coordinación con Otros Oficios: El montaje de estructuras metálicas suele ser parte de un proyecto de construcción más amplio, que involucra a otros oficios (cimentaciones, obra civil, instalaciones eléctricas, instalaciones hidrosanitarias, etc.). Es fundamental coordinar el montaje de la estructura con las actividades de los otros oficios para evitar interferencias, retrasos y conflictos.
• Seguridad: La seguridad debe ser la máxima prioridad en la planificación del montaje. Se deben identificar los riesgos asociados a cada actividad, establecer medidas de prevención y control, y asegurar que todos los trabajadores cuenten con el equipo de protección personal adecuado y la capacitación necesaria.

Herramientas para la Planificación y Secuenciación

Existen diversas herramientas que pueden facilitar la planificación y secuenciación del montaje:

• Diagramas de Gantt: Son una herramienta visual que permite representar gráficamente el cronograma del proyecto, mostrando las diferentes actividades, su duración, sus dependencias y sus fechas de inicio y fin. Son útiles para planificar la secuencia de montaje, identificar el camino crítico (las actividades que determinan la duración total del proyecto) y realizar un seguimiento del progreso.
• Diagramas de Pert: Son una herramienta similar a los diagramas de Gantt, pero que se enfocan en las dependencias entre las actividades y en la estimación de la duración de cada actividad. Son útiles para proyectos complejos con muchas actividades interdependientes.
• Software de Gestión de Proyectos: Existen programas informáticos diseñados específicamente para la gestión de proyectos, que ofrecen funciones para la planificación, la programación, la gestión de recursos, el seguimiento del progreso y la comunicación. Algunos ejemplos son Microsoft Project, Primavera P6, Asana, Trello y Procore.
• Modelado BIM (Building Information Modeling): El modelado BIM permite crear un modelo virtual 3D de la estructura, que incluye información detallada sobre cada componente, sus propiedades y sus relaciones. Este modelo se puede utilizar para planificar el montaje, simular la secuencia de montaje, identificar posibles conflictos, optimizar el uso de recursos y generar planos y documentación.
• Planos de Montaje: Son planos específicos que muestran la secuencia de montaje de la estructura, la ubicación de cada pieza, los métodos de izaje y conexión, y las medidas de seguridad a tomar. Deben ser elaborados por un ingeniero estructural o por un especialista en montaje, y deben ser revisados y aprobados por el jefe de montaje y el supervisor de seguridad.
• Listas de Verificación (Checklists): Son listas que detallan los pasos a seguir y los puntos a verificar en cada etapa del montaje. Ayudan a asegurar que no se omita ningún paso importante y a mantener un control de calidad riguroso.

Diseño para el Montaje (DfMA - Design for Manufacturing and Assembly)

El Diseño para el Montaje (DfMA, por sus siglas en inglés) es una filosofía de diseño que busca facilitar la fabricación y el montaje de un producto o estructura. En el contexto del montaje de estructuras metálicas, el DfMA implica considerar, desde la fase de diseño, cómo se va a montar la estructura, para optimizar la secuencia de montaje, reducir los riesgos, minimizar los costos y mejorar la calidad.

Principios del DfMA

• Simplificación: Simplificar el diseño de la estructura, reduciendo el número de piezas, estandarizando los componentes y utilizando conexiones sencillas.
• Modularización: Dividir la estructura en módulos o subconjuntos que puedan ser prefabricados en taller y ensamblados en sitio. Esto reduce el tiempo de montaje en sitio, mejora la calidad y reduce los riesgos.
• Estandarización: Utilizar componentes y conexiones estándar, para reducir la variedad de piezas y facilitar el montaje.
• Accesibilidad: Asegurar que todas las piezas y conexiones sean fácilmente accesibles para su montaje, inspección y mantenimiento.
• Tolerancias: Considerar las tolerancias de fabricación y montaje en el diseño, para evitar problemas de ajuste en sitio.
• Seguridad: Diseñar la estructura de manera que se minimicen los riesgos durante el montaje (por ejemplo, evitar piezas con bordes afilados, proporcionar puntos de anclaje para los trabajadores, etc.).
• Ergonomía: Diseñar la estructura de manera que se facilite el trabajo de los montadores, reduciendo la necesidad de posturas forzadas, levantamiento de pesos excesivos o movimientos repetitivos.

Beneficios del DfMA en el Montaje de Estructuras

• Reducción del tiempo de montaje en sitio.
• Reducción de los costos de montaje.
• Mejora de la calidad del montaje.
• Reducción de los riesgos de seguridad.
• Mejora de la coordinación entre los diferentes oficios.
• Reducción de los residuos.
• Mayor facilidad de mantenimiento.

Simulación del Montaje (4D BIM)

La simulación del montaje, también conocida como 4D BIM (Building Information Modeling), es una técnica que permite visualizar la secuencia de montaje de la estructura en un entorno virtual 3D, integrando el modelo BIM con el cronograma del proyecto. Esto permite anticipar problemas, optimizar la secuencia de montaje, identificar conflictos y mejorar la comunicación y la coordinación entre los diferentes miembros del equipo.

¿Cómo Funciona el 4D BIM?

1. Modelo 3D (BIM): Se crea un modelo 3D detallado de la estructura en un software BIM (por ejemplo, Revit, Tekla Structures, ArchiCAD). Este modelo incluye información sobre la geometría de la estructura, los materiales, las propiedades de cada componente y las relaciones entre ellos.
2. Cronograma del Proyecto: Se crea un cronograma detallado del proyecto, utilizando un software de gestión de proyectos (por ejemplo, Microsoft Project, Primavera P6) o directamente en el software BIM (si tiene esa funcionalidad). El cronograma incluye las diferentes actividades del montaje, su duración, sus dependencias y sus fechas de inicio y fin.
3. Vinculación del Modelo y el Cronograma: Se vincula el modelo 3D con el cronograma, asignando cada componente de la estructura a la actividad de montaje correspondiente. Esto permite asociar cada pieza de la estructura con su fecha de montaje.
4. Simulación: Se ejecuta la simulación, que muestra la secuencia de montaje de la estructura en el tiempo. Se puede visualizar la estructura creciendo a medida que avanza el cronograma, lo que permite identificar posibles conflictos, cuellos de botella o problemas de accesibilidad. Se pueden simular diferentes escenarios (por ejemplo, diferentes secuencias de montaje, diferentes métodos de izaje) para evaluar su impacto en el tiempo y el costo del proyecto.
5. Análisis y Optimización: Se analiza la simulación para identificar áreas de mejora, optimizar la secuencia de montaje, reducir los riesgos y mejorar la eficiencia.

Beneficios del 4D BIM en el Montaje de Estructuras

• Visualización Mejorada: Permite visualizar la secuencia de montaje de la estructura de manera clara e intuitiva, lo que facilita la comprensión del proceso por parte de todos los miembros del equipo, incluyendo a los trabajadores de campo, los supervisores, los ingenieros, el cliente y otras partes interesadas.
• Detección Temprana de Conflictos: Permite identificar conflictos entre diferentes elementos de la estructura (por ejemplo, colisiones entre piezas, interferencias con equipos o con estructuras existentes) antes de que se produzcan en el sitio, lo que ahorra tiempo y dinero.
• Optimización de la Secuencia de Montaje: Permite probar diferentes secuencias de montaje para encontrar la más eficiente, reduciendo el tiempo de montaje y los costos.
• Mejora de la Planificación: Permite una planificación más precisa del montaje, al tener en cuenta la geometría de la estructura, la disponibilidad de recursos y las restricciones del sitio.
• Mejora de la Comunicación y la Coordinación: Facilita la comunicación y la coordinación entre los diferentes miembros del equipo, al proporcionar una representación visual común del proceso de montaje.
• Reducción de Riesgos: Permite identificar riesgos potenciales asociados al montaje (por ejemplo, problemas de estabilidad, dificultades de acceso) y tomar medidas para mitigarlos.
• Mejora de la Seguridad: Permite planificar las operaciones de montaje de manera más segura, al identificar los riesgos y establecer las medidas de prevención adecuadas.
• Documentación Mejorada: Permite generar planos y documentación de montaje más precisos y detallados.

Herramientas de 4D BIM

Existen diversos softwares que permiten realizar simulaciones de montaje 4D BIM. Algunos de los más utilizados son:

• Navisworks (Autodesk): Es uno de los softwares más populares para la coordinación y revisión de modelos BIM. Permite integrar modelos de diferentes disciplinas (arquitectura, estructura, instalaciones) y realizar simulaciones de construcción 4D.
• Synchro Pro: Es un software especializado en la planificación y simulación de construcción 4D. Ofrece funciones avanzadas para la vinculación del modelo BIM con el cronograma, la gestión de recursos y la simulación de diferentes escenarios.
• Vico Office: Es una suite de software BIM que incluye funciones para la planificación 4D, la estimación de costos 5D y la gestión de la construcción.
• Tekla Structures (Trimble): Aunque es principalmente un software de modelado BIM para estructuras de acero y hormigón, también ofrece funciones para la planificación y simulación del montaje.

Logística de Entrega de Materiales: Un Factor Clave

La logística de entrega de materiales es un aspecto fundamental de la planificación del montaje. Una logística deficiente puede generar retrasos, sobrecostos, problemas de almacenamiento, daños a los materiales y, en general, una disminución de la eficiencia del proyecto. Es necesario planificar cuidadosamente la entrega de los materiales, considerando:

• Tipo y Cantidad de Materiales: Determinar el tipo y la cantidad de materiales necesarios para cada etapa del montaje (perfiles de acero, placas, pernos, soldadura, etc.).
• Proveedores: Seleccionar proveedores confiables que puedan suministrar los materiales en el tiempo y la forma requeridos, y que cumplan con los estándares de calidad. En Colombia, es importante considerar la ubicación de los proveedores y los tiempos de transporte, especialmente si los materiales provienen de otras ciudades o regiones.
• Programación de Entregas: Programar las entregas de los materiales de acuerdo con la secuencia de montaje y con el espacio disponible en el sitio. Es importante evitar la acumulación excesiva de materiales en el sitio, que puede generar problemas de espacio, riesgos de seguridad y daños a los materiales. Se debe coordinar estrechamente con los proveedores para asegurar que las entregas se realicen en el momento y lugar adecuados.
• Transporte: Planificar el transporte de los materiales desde el proveedor hasta el sitio de montaje, considerando el tipo de vehículo necesario (camión, grúa, etc.), las dimensiones y el peso de los materiales, las restricciones de tráfico y los permisos necesarios. En Bogotá, se deben considerar las restricciones de movilidad (pico y placa) y las condiciones del tráfico.
• Recepción y Almacenamiento: Establecer un procedimiento para la recepción y el almacenamiento de los materiales en el sitio. Esto incluye:
  • Verificar que los materiales entregados coincidan con los pedidos y que cumplan con las especificaciones técnicas.
  • Inspeccionar los materiales para detectar posibles daños durante el transporte.
  • Descargar los materiales de manera segura, utilizando los equipos adecuados (grúas, montacargas, etc.).
  • Almacenar los materiales en un lugar seguro, protegido de la intemperie y de posibles daños. Se deben utilizar áreas de almacenamiento designadas, con suficiente espacio y con una buena organización.
  • Llevar un registro de los materiales recibidos y almacenados.
• Manipulación y Distribución: Planificar la manipulación y distribución de los materiales en el sitio, desde el área de almacenamiento hasta el lugar de montaje. Se deben utilizar los equipos adecuados (grúas, plataformas elevadoras, carretillas, etc.) y se deben seguir los procedimientos de seguridad.
• Gestión de Residuos: Planificar la gestión de los residuos generados durante el montaje (embalajes, recortes de acero, etc.). Se deben establecer procedimientos para la recolección, clasificación, almacenamiento temporal y disposición final de los residuos, de acuerdo con la normativa colombiana.

Coordinación con Otros Oficios: Un Trabajo en Equipo

El montaje de estructuras metálicas rara vez es una actividad aislada. Suele formar parte de un proyecto de construcción más amplio, que involucra a otros oficios (cimentaciones, obra civil, instalaciones eléctricas, instalaciones hidrosanitarias, etc.). Es fundamental coordinar el montaje de la estructura con las actividades de los otros oficios para evitar interferencias, retrasos y conflictos. Una mala coordinación puede generar retrabajos, sobrecostos y problemas de calidad.

Aspectos Clave de la Coordinación

• Comunicación: Establecer canales de comunicación claros y efectivos entre los diferentes oficios y con el gerente de proyecto. Esto incluye reuniones periódicas de coordinación, informes de progreso, comunicación verbal directa y el uso de herramientas de comunicación (radios, correo electrónico, software de gestión de proyectos).
• Planificación Conjunta: Planificar las actividades de los diferentes oficios de manera conjunta, teniendo en cuenta las dependencias entre ellas y los recursos disponibles. Se deben establecer cronogramas integrados que muestren las actividades de todos los oficios y sus interrelaciones.
• Secuencia de Trabajo: Definir la secuencia de trabajo óptima para minimizar las interferencias y maximizar la eficiencia. Por ejemplo, es importante que las cimentaciones estén terminadas antes de iniciar el montaje de la estructura, y que las instalaciones eléctricas y sanitarias se realicen después del montaje de la estructura (o en paralelo, pero de forma coordinada).
• Zonas de Trabajo: Definir las zonas de trabajo de cada oficio para evitar interferencias y asegurar la seguridad.
• Acceso y Logística: Coordinar el acceso al sitio, el uso de equipos (grúas, plataformas elevadoras) y la logística de entrega de materiales para evitar conflictos y retrasos.
• Resolución de Conflictos: Establecer un procedimiento para la resolución de conflictos entre los diferentes oficios, de manera rápida y efectiva.
• Reuniones de Coordinación: Realizar reuniones periódicas de coordinación con representantes de todos los oficios involucrados en el proyecto, para discutir el progreso, identificar problemas, tomar decisiones y coordinar las actividades. Estas reuniones deben ser planificadas, estructuradas y documentadas.
• Uso de Herramientas BIM: El modelado BIM puede ser una herramienta muy útil para la coordinación entre los diferentes oficios, ya que permite visualizar el proyecto en 3D, detectar interferencias y simular la secuencia de construcción.

Plan de Contingencia: Preparándose para lo Inesperado

A pesar de una planificación cuidadosa, siempre existe la posibilidad de que surjan imprevistos durante el montaje de estructuras metálicas. Estos imprevistos pueden ser de diferente tipo:

• Condiciones Climáticas Adversas: Lluvias intensas, vientos fuertes, tormentas eléctricas, etc.
• Retrasos en la Entrega de Materiales: Problemas con los proveedores, problemas de transporte, etc.
• Fallas en los Equipos: Averías en grúas, plataformas elevadoras, herramientas, etc.
• Accidentes: Caídas de altura, golpes con objetos, atrapamientos, etc.
• Cambios en el Diseño o en las Especificaciones: Modificaciones al proyecto original que requieren ajustes en el montaje.
• Problemas con la Mano de Obra: Ausentismo, conflictos laborales, falta de personal cualificado, etc.
• Problemas de Seguridad: Robos, vandalismo, etc.
• Hallazgos Inesperados: Durante las excavaciones o demoliciones previas, se pueden encontrar elementos no previstos (tuberías, cimentaciones antiguas, etc.)

Es fundamental contar con un plan de contingencia que establezca las acciones a tomar en caso de que ocurra alguno de estos imprevistos. El plan de contingencia debe ser flexible y adaptable a las diferentes situaciones, y debe ser conocido por todos los miembros del equipo de montaje.

Elementos de un Plan de Contingencia

• Identificación de los Posibles Imprevistos: Identificar los imprevistos más probables que pueden ocurrir en el proyecto, basándose en la experiencia previa, en las condiciones del sitio y en los riesgos identificados en el análisis de riesgos.
• Evaluación del Impacto: Evaluar el impacto potencial de cada imprevisto en el costo, el cronograma, la calidad y la seguridad del proyecto.
• Definición de las Acciones a Tomar: Definir las acciones específicas a tomar en caso de que ocurra cada imprevisto. Estas acciones deben ser claras, concisas y fáciles de entender.
• Asignación de Responsabilidades: Asignar responsabilidades claras para la implementación de las acciones de contingencia.
• Recursos Necesarios: Identificar los recursos necesarios para implementar las acciones de contingencia (equipos, materiales, personal, etc.) y asegurar su disponibilidad.
• Comunicación: Establecer un procedimiento para la comunicación de los imprevistos y de las acciones de contingencia a todas las partes interesadas.
• Seguimiento: Realizar un seguimiento de la implementación de las acciones de contingencia y evaluar su efectividad.
• Actualización: Actualizar el plan de contingencia periódicamente, o cada vez que haya cambios significativos en el proyecto.

Ejemplos de Acciones de Contingencia

• Condiciones Climáticas Adversas:
  • Suspender el montaje si las condiciones climáticas representan un riesgo para la seguridad de los trabajadores (vientos fuertes, tormentas eléctricas, etc.).
  • Proteger los materiales y equipos de la lluvia o el viento.
  • Reprogramar las actividades afectadas por las condiciones climáticas.
• Retrasos en la Entrega de Materiales:
  • Contactar con el proveedor para conocer la causa del retraso y la fecha estimada de entrega.
  • Buscar proveedores alternativos, si es posible.
  • Ajustar la secuencia de montaje para minimizar el impacto del retraso.
• Fallas en los Equipos:
  • Tener equipos de repuesto disponibles, si es posible.
  • Contar con un servicio de mantenimiento y reparación de equipos rápido y eficiente.
  • Ajustar la secuencia de montaje para minimizar el impacto de la falla.

Revisión y Actualización del Plan de Montaje

El plan de montaje no es un documento estático; debe ser revisado y actualizado regularmente a medida que avanza el proyecto y surgen cambios o imprevistos. Es importante realizar revisiones periódicas del plan, por ejemplo, semanalmente o quincenalmente, para asegurar que siga siendo relevante y efectivo. También se debe revisar el plan cada vez que ocurra alguno de los siguientes eventos:

• Cambios en el diseño o en las especificaciones.
• Cambios en las condiciones del sitio.
• Cambios en la disponibilidad de recursos.
• Incidentes o accidentes.
• Retrasos significativos en el cronograma.
• Identificación de nuevos riesgos.

La revisión del plan de montaje debe ser realizada por el equipo responsable de su elaboración (ingeniero estructural, jefe de montaje, supervisor de seguridad), y los cambios deben ser aprobados por el gerente de proyecto y comunicados a todos los miembros del equipo de montaje.

Tabla Resumen: Planificación y Secuenciación

La planificación y secuenciación del montaje de estructuras metálicas es un proceso complejo y desafiante, pero esencial para el éxito del proyecto. Al dedicar el tiempo y los recursos necesarios a una planificación detallada, realista y flexible, y al utilizar las herramientas y técnicas adecuadas, se puede asegurar que el montaje se realice de manera segura, eficiente y dentro del plazo y presupuesto establecidos.