En construcción.

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Pre-ensamblaje (si aplica) en la Secuencia de Montaje de Estructuras Metálicas

Optimizando el Montaje: Ensamblando en Tierra para Mayor Eficiencia y Seguridad

El pre-ensamblaje, también conocido como premontaje, es una técnica que consiste en *unir* en el *suelo* varios elementos de la estructura metálica (vigas, columnas, diagonales, etc.) para formar *subconjuntos* o *módulos* más grandes, que luego se *izan* y se *conectan* en su posición definitiva. No siempre es aplicable a todos los proyectos ("si aplica"), pero cuando es posible, ofrece *numerosas ventajas* en términos de *eficiencia*, *seguridad*, *calidad* y *costo*.

El pre-ensamblaje se realiza *antes* del montaje definitivo de la estructura. Puede realizarse en el *taller* del fabricante de la estructura metálica, o en el *sitio de la obra*, en un área *específicamente designada* para ello. La decisión de dónde realizar el pre-ensamblaje dependerá de varios factores, como el tamaño y la complejidad de los elementos, la disponibilidad de espacio en el sitio de la obra, las condiciones climáticas y los costos de transporte.

El pre-ensamblaje permite:

• Reducir el trabajo en altura: Al ensamblar los elementos en el suelo, se minimiza la necesidad de trabajar en alturas elevadas, lo que *reduce significativamente* el riesgo de caídas, uno de los principales peligros en el montaje de estructuras metálicas.
• Mejorar la eficiencia: El trabajo en el suelo es *más rápido* y *más fácil* que el trabajo en altura. Se pueden utilizar *equipos y herramientas más potentes* y se pueden *optimizar* los procesos de trabajo.
• Aumentar la precisión: Es *más fácil* controlar la *alineación*, la *nivelación* y las *dimensiones* de los elementos cuando se ensamblan en el suelo. Esto reduce la necesidad de realizar *ajustes* y *correcciones* durante el montaje en altura.
• Mejorar la calidad: Las conexiones (soldaduras, pernos) se pueden realizar en *condiciones más controladas* en el suelo, lo que mejora su *calidad* y *reduce* el riesgo de defectos.
• Reducir los costos: Al reducir el tiempo de montaje, el trabajo en altura y la necesidad de ajustes y correcciones, se *reducen* los costos de mano de obra, equipos y materiales.
• Facilitar la inspección: Es *más fácil* y *más seguro* inspeccionar las conexiones y los elementos en el suelo que en altura.
• Disminuir el tiempo de ocupación de la grúa: Al izar elementos más grandes, se reduce el número de izajes y, por lo tanto, el tiempo de uso de la grúa.

Consideraciones para el Pre-ensamblaje

El pre-ensamblaje no es aplicable a *todos* los proyectos ni a *todos* los elementos de la estructura. Se deben considerar los siguientes factores:

• Tamaño y peso de los elementos: Los elementos preensamblados deben ser *manejables* por los equipos de izaje disponibles (grúas). Si los elementos son *demasiado grandes* o *pesados*, no se podrán preensamblar.
• Tipo de conexiones: El pre-ensamblaje es *más fácil* con conexiones *apernadas* que con conexiones *soldadas*. Si se utilizan conexiones soldadas, se debe asegurar que se puedan realizar las soldaduras en el suelo de forma *segura* y *eficiente*, y que se puedan *inspeccionar* adecuadamente.
• Disponibilidad de espacio: Se debe disponer de un área *suficientemente grande* y *plana* en el sitio de la obra (o en el taller) para realizar el pre-ensamblaje.
• Condiciones climáticas: El pre-ensamblaje a la intemperie puede verse afectado por la *lluvia*, el *viento* o las *temperaturas extremas*. Se deben tomar medidas para *proteger* los elementos preensamblados de la intemperie.
• Transporte: Si el pre-ensamblaje se realiza en el taller, se debe considerar el *transporte* de los elementos preensamblados al sitio de la obra. Los elementos deben ser *transportables* por carretera, y se deben considerar las *restricciones de peso y dimensiones*.
• Diseño de la estructura: El diseño debe permitir el pre-ensamblaje. Algunos elementos, por su geometría, o por la secuencia constructiva, no son aptos para pre-ensamblar.
• Costo: Se debe realizar un *análisis de costo-beneficio* para determinar si el pre-ensamblaje es *rentable* para el proyecto. Se deben considerar los *ahorros* en tiempo de montaje, mano de obra, equipos y materiales, frente a los *costos adicionales* de transporte, manipulación y almacenamiento de los elementos preensamblados.

Planificación del Pre-ensamblaje

Si se decide realizar el pre-ensamblaje, se debe elaborar un *plan detallado* que incluya:

1. Identificación de los Elementos a Pre-ensamblar:

Se deben identificar *qué elementos* de la estructura se pueden preensamblar, considerando los factores mencionados anteriormente (tamaño, peso, tipo de conexiones, etc.). Se deben elaborar *planos de pre-ensamblaje* que muestren los elementos a preensamblar y cómo se unirán entre sí.

2. Definición del Área de Pre-ensamblaje:

Se debe definir el *área* donde se realizará el pre-ensamblaje (en el sitio de la obra o en el taller). El área debe ser:

• Suficientemente grande: Para permitir la manipulación y el ensamblaje de los elementos.
• Plana y nivelada: Para facilitar el ensamblaje y asegurar la precisión de las conexiones.
• Firme y estable: Para soportar el peso de los elementos y de los equipos de manipulación.
• Accesible: Para los vehículos de transporte y los equipos de izaje.
• Protegida de la intemperie: Si es posible, se debe cubrir el área de pre-ensamblaje para proteger los elementos de la lluvia y el sol.
• Iluminada: Si se van a realizar trabajos nocturnos o en condiciones de poca luz.
• Segura: Delimitada y señalizada, para evitar el acceso de personal no autorizado.

3. Selección de Equipos y Herramientas:

Se deben seleccionar los *equipos y herramientas* necesarios para el pre-ensamblaje, incluyendo:

• Equipos de elevación: Grúas, montacargas, puentes grúa (si se trabaja en taller).
• Equipos de manipulación: Carretillas, plataformas rodantes.
• Herramientas manuales: Llaves, martillos, etc.
• Herramientas eléctricas: Taladros, esmeriles, etc.
• Equipos de soldadura: Si se utilizan conexiones soldadas.
• Equipos de medición: Cintas métricas, niveles, plomadas, escuadras.
• Equipos de seguridad: EPP, andamios, etc.

4. Procedimientos de Trabajo:

Se deben establecer *procedimientos de trabajo seguro (PTS)* para cada tarea de pre-ensamblaje, identificando los peligros asociados y las medidas de control a implementar. Los PTS deben incluir:

• Descripción detallada de la tarea.
• Equipos y herramientas a utilizar.
• EPP a utilizar.
• Pasos a seguir.
• Peligros asociados a cada paso.
• Medidas de control para cada peligro.
• Instrucciones en caso de emergencia.

Se debe prestar especial atención a:

• Manipulación de cargas pesadas.
• Trabajos de soldadura (si aplica).
• Uso de herramientas eléctricas.
• Prevención de caídas (incluso a bajo nivel).

5. Secuencia de Pre-ensamblaje:

Se debe definir la *secuencia* en que se preensamblarán los elementos, considerando la *estabilidad* del conjunto y la *facilidad* de montaje. Se debe asegurar que los elementos preensamblados se puedan *manipular* e *izar* de forma *segura*.

6. Control de Calidad:

Se debe establecer un *plan de control de calidad* para el pre-ensamblaje, que incluya:

• Inspección visual: De los elementos y de las conexiones.
• Verificación dimensional: De los elementos y de los conjuntos preensamblados.
• Inspección de soldaduras: Si se utilizan conexiones soldadas (visual, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, etc.).
• Verificación del apriete de pernos: Si se utilizan conexiones apernadas.
• Registro de las inspecciones: En formatos específicos.

7. Almacenamiento y Transporte:

Se debe planificar el *almacenamiento* y el *transporte* de los elementos preensamblados, considerando:

• Almacenamiento: Los elementos preensamblados se deben *almacenar* de forma *segura* y *estable*, *protegidos de la intemperie* y de *posibles daños*. Se deben utilizar *soportes* o *camas* para evitar el contacto directo con el suelo.
• Transporte: Se deben utilizar los *vehículos* y los *equipos de elevación* adecuados para el transporte de los elementos preensamblados. Se deben *asegurar* los elementos durante el transporte para evitar que se muevan o se caigan. Se deben cumplir las *normas de tránsito* y las *restricciones de peso y dimensiones*.

8. Coordinación con el Montaje:

Se debe *coordinar* el pre-ensamblaje con el *montaje* de la estructura, para asegurar que los elementos preensamblados estén *listos* en el *momento oportuno* y en el *lugar correcto*. Se debe considerar el *tiempo* necesario para el pre-ensamblaje, el *transporte* y el *izaje* de los elementos.

Ejecución del Pre-ensamblaje

La ejecución del pre-ensamblaje debe seguir los siguientes pasos:

1. Preparación del Área:

Se debe *preparar* el área de pre-ensamblaje, asegurando que esté *limpia*, *nivelada*, *firme* y *libre de obstáculos*. Se debe *delimitar* y *señalizar* el área.

2. Recepción y Verificación de los Elementos:

Se deben *recibir* y *verificar* los elementos a preensamblar, siguiendo el procedimiento descrito en la sección anterior ("Recepción y Verificación de Materiales").

3. Posicionamiento de los Elementos:

Se deben *posicionar* los elementos a preensamblar en la *ubicación correcta*, de acuerdo con los *planos de pre-ensamblaje*. Se pueden utilizar *equipos de elevación* (grúas, montacargas) para levantar y colocar los elementos. Se deben utilizar *soportes* o *camas* para apoyar los elementos y mantenerlos en su posición.

4. Alineación y Nivelación:

Se deben *alinear* y *nivelar* los elementos, utilizando *instrumentos de medición* (niveles, plomadas, cintas métricas, etc.). Se deben realizar los *ajustes* necesarios para asegurar que los elementos estén *correctamente posicionados*.

5. Conexión de los Elementos:

Se deben *conectar* los elementos entre sí, utilizando los *métodos de conexión* especificados en los planos (pernos, soldadura). Se deben seguir los *procedimientos de trabajo seguro (PTS)* y se debe utilizar el *equipo de protección personal (EPP)* adecuado.

Conexiones Apernadadas:

• Se deben *alinear* los orificios de los elementos a conectar.
• Se deben *insertar* los pernos en los orificios.
• Se deben colocar las *arandelas* (si aplica).
• Se deben *apretar* las tuercas al *torque especificado*, utilizando una *llave dinamométrica* o el *método de giro de tuerca*.
• Se debe *verificar* el apriete de los pernos.

Conexiones Soldadas:

• Se deben *preparar* las superficies a soldar (limpieza, biselado, etc.).
• Se debe utilizar el *procedimiento de soldadura (WPS)* especificado en los planos.
• Se debe utilizar el *tipo de electrodo* o *alambre* especificado.
• Se debe *controlar* los *parámetros de soldadura* (amperaje, voltaje, velocidad de avance, etc.).
• Se deben realizar las soldaduras en la *posición* adecuada (plana, horizontal, vertical, sobrecabeza).
• Se debe *limpiar* la soldadura después de cada cordón.
• Se debe *inspeccionar* la soldadura (visual, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, etc.).
• Las soldaduras deben ser realizadas por *soldadores calificados*.

6. Inspección y Control de Calidad:

Se deben realizar *inspecciones* y *controles de calidad* durante *todas* las etapas del pre-ensamblaje, para asegurar que se cumplan los requisitos de los planos, las especificaciones técnicas y las normas aplicables. Se deben *registrar* los resultados de las inspecciones.

7. Almacenamiento y Protección:

Una vez que los elementos han sido preensamblados, se deben *almacenar* de forma *segura* y *estable*, *protegidos de la intemperie* y de *posibles daños*, hasta el momento de su izaje y montaje definitivo.

8. Marcado e Identificación

Los subconjuntos preensamblados se deben *marcar* claramente, indicando su *número de pieza*, *orientación* y *secuencia de montaje*. Esto facilitará su identificación y colocación durante el montaje final.

Ventajas y Desventajas del Pre-ensamblaje

Ventajas:

• Mayor seguridad (menos trabajo en altura).
• Mayor eficiencia (trabajo más rápido y fácil en el suelo).
• Mayor precisión (mejor control de alineación y dimensiones).
• Mejor calidad de las conexiones.
• Reducción de costos (mano de obra, equipos, tiempo).
• Facilita la inspección.

Desventajas:

• Requiere espacio adicional en el sitio (o en el taller).
• Limitado por el tamaño y peso de los elementos que se pueden manejar.
• Puede requerir equipos de elevación adicionales para manipular los subconjuntos.
• Requiere una planificación más detallada.
• Puede aumentar los costos de transporte (si se realiza en taller).

Consideraciones Específicas para Colombia

• Normativa: Se debe cumplir con la *NSR-10* (Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente), que establece requisitos para el diseño y la construcción de estructuras metálicas, incluyendo las conexiones. También se deben cumplir las *normas técnicas colombianas (NTC)* relacionadas con la soldadura, los pernos y los materiales.
• Calificación del personal: Los soldadores que realicen trabajos de pre-ensamblaje deben estar *calificados* según la norma AWS D1.1 o la norma colombiana equivalente. Los operadores de equipos de elevación deben estar *certificados*.
• Condiciones climáticas: Se debe considerar el impacto de la lluvia, el viento y la temperatura en el pre-ensamblaje, especialmente si se realiza a la intemperie. Se deben tomar medidas para *proteger* los elementos preensamblados de la intemperie.
• Disponibilidad de equipos: Se debe verificar la disponibilidad de los equipos necesarios para el pre-ensamblaje y el transporte de los subconjuntos.

Tablas

Ventajas y Desventajas del Pre-ensamblaje

Equipos y Herramientas para el Pre-ensamblaje

Lista de Verificación para Pre-ensamblaje (Ejemplo)