En Construcción.

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Montaje por Etapas: Una Estrategia Clave para la Construcción Eficiente de Estructuras Metálicas

El montaje por etapas es una estrategia fundamental en la construcción de estructuras metálicas, que consiste en dividir el proceso de montaje en una serie de fases o etapas consecutivas, cuidadosamente planificadas y coordinadas. En lugar de intentar montar la estructura completa de una sola vez, el montaje por etapas permite un avance progresivo y controlado, facilitando la gestión del proyecto, optimizando el uso de recursos (mano de obra, equipos, materiales), mejorando la seguridad y asegurando la estabilidad de la estructura durante todo el proceso.

La definición de las etapas de montaje depende de varios factores, como el tamaño y la complejidad de la estructura, el tipo de elementos estructurales (vigas, columnas, paneles prefabricados, módulos, etc.), el método de montaje (directo o modular), la disponibilidad de equipos de elevación, las condiciones del sitio y los plazos de construcción. Cada etapa debe ser diseñada de tal manera que la estructura sea autoestable y segura en cada momento, y que las actividades de montaje de una etapa no interfieran con las de las etapas siguientes.

En Colombia, el montaje por etapas de estructuras metálicas es una práctica común en todo tipo de proyectos, desde pequeñas edificaciones hasta grandes obras de infraestructura. La Norma Sismo Resistente NSR-10, aunque no establece requisitos específicos para el montaje por etapas, sí exige que se garantice la estabilidad de la estructura durante todas las fases de la construcción, y que se cumplan los requisitos de seguridad y calidad establecidos en el Título F (Estructuras Metálicas) y en las normas técnicas a las que hace referencia.

Beneficios del Montaje por Etapas

• Mayor seguridad: El montaje por etapas permite un control más riguroso de la estabilidad de la estructura durante el montaje, reduciendo el riesgo de colapsos parciales o totales. También facilita la implementación de medidas de seguridad específicas para cada etapa, como el uso de líneas de vida, arneses, plataformas de trabajo y redes de seguridad.
• Mejor control de calidad: Al dividir el montaje en etapas, se facilita la inspección y verificación de la calidad en cada fase, lo que permite detectar y corregir posibles errores o desviaciones de forma temprana, antes de que se conviertan en problemas mayores.
• Optimización del uso de recursos: El montaje por etapas permite una mejor planificación y programación de los recursos (mano de obra, equipos, materiales), evitando tiempos muertos y optimizando el uso de los equipos de elevación.
• Mayor eficiencia: Al concentrar los esfuerzos en una etapa específica a la vez, se puede mejorar la eficiencia y la productividad del montaje.
• Facilita la gestión del proyecto: El montaje por etapas simplifica la gestión del proyecto, ya que permite un seguimiento más detallado del progreso, la identificación temprana de posibles desviaciones del programa y la toma de decisiones oportunas.
• Reducción de interferencias: Permite coordinar mejor las actividades de montaje con otros oficios que intervienen en la obra (encofradores, instaladores de cerramientos, etc.), reduciendo las interferencias y los retrasos.
• Adaptabilidad a cambios: Permite mayor flexibilidad para realizar ajustes en caso de imprevistos.

Estrategias Comunes de Montaje por Etapas

Existen diversas estrategias para el montaje por etapas de estructuras metálicas, que se pueden adaptar a las características específicas de cada proyecto. Algunas de las estrategias más comunes incluyen:

1. Montaje por Niveles (Pisos)

Es la estrategia más común en edificios de varios pisos. La estructura se monta nivel por nivel, comenzando por las columnas del primer nivel, luego las vigas y diagonales del primer nivel, y así sucesivamente hasta completar todos los pisos. Cada nivel se debe asegurar y estabilizar antes de iniciar el montaje del siguiente nivel.

2. Montaje por Zonas o Sectores

La estructura se divide en zonas o sectores, y cada zona se monta de forma independiente, como si fuera una estructura separada. Luego, las zonas se conectan entre sí para formar la estructura completa. Esta estrategia es adecuada para estructuras grandes o complejas, o cuando se dispone de varios equipos de elevación que pueden trabajar simultáneamente en diferentes zonas.

3. Montaje por Pórticos

Si la estructura está formada por pórticos (marcos formados por columnas y vigas), se puede montar pórtico por pórtico. Cada pórtico se puede ensamblar en el suelo y luego izar a su posición final, o se puede montar directamente en su posición, elemento por elemento.

4. Montaje por Módulos Prefabricados

Si la estructura se construye con módulos prefabricados, el montaje por etapas consiste en la colocación y conexión secuencial de los módulos. La secuencia de montaje debe ser cuidadosamente planificada para asegurar la estabilidad de la estructura durante el montaje.

5. Montaje Combinado

En muchos casos, se utiliza una combinación de diferentes estrategias de montaje por etapas. Por ejemplo, se puede montar la estructura principal por niveles y luego montar los elementos secundarios (escaleras, barandas, cerramientos) por zonas.

Planificación del Montaje por Etapas

La planificación del montaje por etapas es un proceso crucial que debe realizarse con anticipación e integrarse en el diseño y la fabricación. La planificación debe incluir:

• Definición de las etapas: Dividir el montaje en etapas lógicas y secuenciales, considerando la estabilidad de la estructura, la accesibilidad, la disponibilidad de equipos de elevación, la minimización de los riesgos y la optimización del tiempo de construcción.
• Secuencia de montaje: Establecer la secuencia detallada en la que se montarán los elementos dentro de cada etapa. La secuencia debe asegurar que la estructura sea autoestable en cada momento y que no se generen cargas excesivas o desequilibrios durante el montaje.
• Planos de montaje por etapas: Elaborar planos de montaje específicos para cada etapa, que muestren claramente los elementos a montar en esa etapa, su ubicación y orientación, las conexiones a realizar, las secuencias de apriete de pernos (si aplica), las soldaduras a realizar en obra y cualquier otra información relevante.
• Plan de izaje: Desarrollar un plan de izaje para cada etapa, que especifique los equipos de elevación a utilizar, la ubicación de las grúas, las eslingas y accesorios de izaje, los puntos de izaje en los elementos, las cargas máximas, los radios de giro y las medidas de seguridad.
• Programa de montaje: Elaborar un programa de montaje detallado que establezca las fechas de inicio y finalización de cada etapa, los recursos necesarios (mano de obra, equipos, materiales) y las dependencias entre etapas. El programa debe ser realista y factible, y debe tener en cuenta posibles imprevistos (como condiciones climáticas adversas).
• Análisis estructural temporal: Realizar un análisis estructural de la estructura en cada etapa del montaje para verificar su estabilidad y resistencia bajo las cargas de montaje (peso propio de los elementos, cargas de viento, cargas de los equipos de montaje, etc.). Si es necesario, se deben diseñar y construir elementos de soporte temporal (apuntalamientos, torres, etc.) para garantizar la estabilidad de la estructura durante el montaje.
• Coordinación: Coordinar con fabricación para que los elementos lleguen en el orden requerido.

Consideraciones de Seguridad en el Montaje por Etapas

La seguridad es un aspecto primordial en el montaje por etapas de estructuras metálicas. Se deben implementar medidas de seguridad específicas para cada etapa, incluyendo:

• Evaluación de riesgos: Realizar una evaluación de riesgos detallada para cada etapa del montaje, identificando los peligros potenciales y estableciendo las medidas de control necesarias.
• Plan de seguridad: Elaborar un plan de seguridad específico para el montaje por etapas, que incluya los procedimientos de trabajo seguro, el uso de equipos de protección personal (EPP), los protocolos de emergencia y la capacitación del personal.
• Trabajo en altura: Implementar medidas para prevenir caídas de altura, como el uso de plataformas elevadoras, andamios, líneas de vida, arneses de seguridad y redes de seguridad.
• Izaje de cargas: Asegurar que los equipos de elevación estén en buenas condiciones y sean operados por personal calificado. Verificar que las eslingas, estrobos y otros accesorios de izaje sean adecuados para la carga a levantar. Delimitar y señalizar las áreas de izaje.
• Estabilidad temporal: Asegurar que la estructura sea estable en cada etapa del montaje, utilizando elementos de soporte temporal (apuntalamientos, torres, etc.) si es necesario.
• Protección contra caídas de objetos: Utilizar redes de seguridad, barreras o cubiertas para proteger a los trabajadores y al público de la caída de objetos desde altura.
• Condiciones climáticas: Monitorear las condiciones climáticas y suspender el montaje en caso de fuertes vientos, lluvia intensa, tormentas eléctricas u otras condiciones adversas.
• Inspecciones: Realizar inspecciones periódicas para verificar el cumplimiento de las medidas de seguridad.
• Capacitación: Capacitar a todo el personal en los riesgos y medidas de seguridad.

Control de Calidad en el Montaje por Etapas

El control de calidad en el montaje por etapas debe ser continuo y riguroso, verificando el cumplimiento de los requisitos en cada fase del proceso. Algunas actividades de control de calidad clave incluyen:

• Verificación de la etapa anterior: Antes de iniciar el montaje de una nueva etapa, se debe verificar que la etapa anterior se haya completado satisfactoriamente y que la estructura cumpla con los requisitos de alineación, plomo, nivelación y conexiones.
• Inspección de los elementos a montar: Antes de izar y colocar un elemento, se debe verificar que esté en buenas condiciones, que no tenga daños, que cumpla con las dimensiones y especificaciones, y que tenga la identificación correcta.
• Control de la alineación, plomo y nivelación: Durante el montaje de cada etapa, se debe verificar continuamente la alineación, el plomo y la nivelación de los elementos, utilizando equipos topográficos, niveles, plomadas o láseres. Cualquier desviación debe ser corregida inmediatamente.
• Inspección de las conexiones: Se debe verificar que las conexiones atornilladas se hayan apretado correctamente, según el método de apriete especificado, y que las soldaduras cumplan con los requisitos de calidad.
• Verificación de la protección anticorrosiva: Si se aplica protección anticorrosiva en obra, se debe verificar que se aplique correctamente y que cumpla con los requisitos de espesor y adherencia.
• Documentación: Registrar todas las actividades de control de calidad, incluyendo los resultados de las inspecciones y ensayos, las no conformidades detectadas y las acciones correctivas tomadas. Se deben utilizar formatos de registro específicos para cada etapa del montaje.

Ejemplo de Montaje por Etapas de un Edificio de Varios Pisos

A continuación, se describe un ejemplo simplificado de montaje por etapas de un edificio de varios pisos con estructura metálica:

1. Etapa 1: Cimentación y Placas Base
   • Construcción de la cimentación (zapatas, pilotes, losa de cimentación).
   • Instalación de los pernos de anclaje.
   • Verificación de la nivelación y ubicación de los pernos de anclaje.
   • Colocación y nivelación de las placas base.
2. Etapa 2: Columnas del Primer Nivel
   • Izaje y colocación de las columnas del primer nivel.
   • Verificación del plomo de las columnas.
   • Ajuste y apriete de las conexiones atornilladas entre las columnas y las placas base.
   • Apuntalamiento temporal de las columnas (si es necesario).
3. Etapa 3: Vigas y Diagonales del Primer Nivel
   • Izaje y colocación de las vigas principales y secundarias del primer nivel.
   • Izaje y colocación de las diagonales de arriostramiento (si aplican).
   • Verificación de la alineación y nivelación de las vigas.
   • Ajuste y apriete de las conexiones atornilladas entre vigas y columnas, y entre vigas y diagonales.
   • Soldadura en obra de conexiones (si aplica).
4. Etapa 4: Entrepiso del Primer Nivel (si aplica)
   • Instalación del sistema de entrepiso (placa colaborante, losa de concreto, etc.).
5. Etapas 5, 6, 7... : Repetir Etapas 2, 3 y 4 para los niveles superiores.
   • Se repiten los pasos de las etapas 2, 3 y 4 para cada nivel sucesivo, hasta completar la estructura.
   • Se debe asegurar la estabilidad de la estructura en cada etapa.
   • Se deben retirar los apuntalamientos temporales solo cuando la estructura sea autoestable.
6. Etapa Final: Inspección Final y Entrega
   • Realizar una inspección final de la estructura completa.
   • Verificar el cumplimiento de todos los requisitos de calidad y seguridad.
   • Elaborar la documentación "as-built".
   • Entregar la estructura al cliente.

Este es solo un ejemplo simplificado. La secuencia de montaje y las etapas específicas pueden variar según el diseño de la estructura, el método de montaje y las condiciones del sitio.

Consideraciones para Colombia y Bogotá

• NSR-10: Cumplir con el Título F.
• Sismicidad: Bogotá se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia y alta. El montaje por etapas debe considerar las fuerzas sísmicas y asegurar la estabilidad de la estructura en cada fase.
• Viento: Considerar las cargas de viento durante el montaje, especialmente en edificios altos.
• Condiciones climáticas: La lluvia y la humedad pueden afectar el montaje, especialmente la soldadura y la aplicación de recubrimientos.
• Disponibilidad de equipos: Asegurar la disponibilidad de los equipos de elevación y herramientas adecuadas para cada etapa.
• Mano de obra: Contar con personal calificado y experimentado en el montaje de estructuras metálicas.

Tabla: Estrategias de Montaje por Etapas

Tabla: Consideraciones de Seguridad por Etapa (Ejemplo)

Ejemplo de Lista de Verificación por Etapas (Simplificada)

Tabla: Documentación para cada Etapa (Ejemplo)