Solución para el sector :Industrialización para la minería

Gentileza Tecno Fast Atco
Gentileza Tecno Fast Atco

La industrialización en la construcción de proyectos mineros, considerando prefabricados de hormigón y construcción modular, produciría una mayor productividad, disminuyendo riesgos.
La prefabricación de hormigón es un método industrial de producción de elementos en planta o fábrica y su posterior instalación o montaje en la obra.
La construcción modular se trata de un proceso de fabricación en serie, donde el producto es el que  va avanzando por distintas estaciones de ensamble en un ambiente controlado y con un estricto control de calidad en cada una de las etapas.

Patricia Avaria R.
Periodista Revista Construcción Minera

Seguridad y rapidez en los plazos de entrega, son dos de los aspectos que importan en la construcción de proyectos mineros. ¿Cómo responder a esta necesidad? Una de las alternativas es la industrialización de los procesos constructivos. Claro, porque con ella, explican los expertos, se busca obtener una mayor productividad en la construcción, asegurando -de paso- la integridad de los trabajadores. A continuación, Revista Construcción Minera revisa sus principales características y algunos proyectos de dan cuenta de ello y reflejan el crecimiento de esta tendencia en el sector.

Prefabricados de Hormigón
La prefabricación de hormigón es un método industrial de producción de elementos en planta o fábrica y su posterior instalación o montaje en la obra. La aplicación de esta alternativa recibe su impulso gracias a la necesidad de ejecutar estructuras. Esta técnica se ha desarrollado a nivel mundial, mostrando las ventajas en obra, cuando se requiere utilizar elementos repetitivos e industrializar las faenas de construcción y mejorar su productividad. Carl Lüders, socio fundador de Sirve S.A., cuenta que en los proyectos mineros, que frecuentemente están alejados de los lugares de abastecimiento, a gran altura respecto al mar, con clima adverso, la construcción en prefabricados de hormigón resultaría particularmente ventajosa y productiva.
En el marco del seminario “Prefabricados de Hormigón para el sector Industrial y Minero”, organizado por el Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, el ingeniero civil de IM2-Codelco, Gustavo López, en su presentación denominada “Aplicación de elementos prefabricados en minería subterránea – caso puntos de extracción”, dio a conocer los estudios que se llevaron a cabo con la estructura desarrollada en tres yacimientos de Codelco, avalando con resultados, los beneficios de los prefabricados en la minería chilena. Los resultados expuestos por el experto, arrojaron que en El Teniente disminuyó en un 50% el tiempo de construcción, 30% la utilización de mano de obra y 36% de reducción de costos. Por su parte, en Andina se redujo el tiempo en un 50%, la mano de obra en un 52% y los costos en un 26%. En Salvador, finalmente, el tiempo de construcción rebajó un 43%, la mano de obra en un 44% y los costos en un 17 por ciento.

Uniones
Las uniones representan uno de los aspectos más sensibles en el montaje de estructuras prefabricadas de hormigón. Lüders señala que existen tres tipos de uniones para los elementos prefabricados de hormigón. La primera llamada de Ductilidad Controlada, consiste en un mecanismo que disipa la energía durante un sismo intenso, y garantiza que los elementos resistentes de la estructura no pasen al rango inelástico. También están las Húmedas que emulan el comportamiento de estructuras monolíticas. Y, por último, las Secas  (soldadas o apernadas), las cuales han tenido un comportamiento menos satisfactorio durante el terremoto del 2010. Las causas de las fallas generalmente se deben a un diseño defectuoso que se podría haber previsto con los conocimientos y herramientas de análisis disponibles en la actualidad”.
Respecto a los materiales que se utilizan para las uniones de esta solución, el ejecutivo de Sirve S.A., cuenta que “entre los elementos más novedosos destacan las barras de refuerzo de alta resistencia soldables (CAP-SOL), los conectores de barras de refuerzo de alto desempeño (Lenton, Bar-Splice y NMB-splice sleeve), soluciones pretensadas simples e híbridas, groutings de alta resistencia y de fácil aplicación, entre otros”.
A partir de esto, ¿qué tan seguros son los prefabricados de hormigón ante un eventual sismo? Carl Lüders, explica que entre los métodos disponibles para reducir los movimientos sísmicos y mejorar la seguridad de las construcciones, tanto tradicionales como prefabricadas, destacan diversos métodos de disipación de energía y los de aislación sísmica, “cuyos buenos resultados han sido comprobados en todas las partes del mundo en que se han utilizado. Esta solución es el futuro de la construcción segura en el mundo, ya que evita los daños en la estructura, protege el contenido y garantiza la continuidad de la operación, aspecto fundamental de cualquier industria, pero especialmente en la minería”.

Proyecto Minera Andina
El edificio subestación cordillera Codelco Andina representa un caso interesante de prefabricados de hormigón para la minería. El montaje está ubicado en la región de Valparaíso a más de 3 mil metros de altura sobre el nivel del mar. Se trata de una infraestructura que consta de 1.500 m2 de superficie y que incluye tres niveles de losa de 30 cm de espesor entre pisos y un subterráneo. “Es un edificio industrial que aloja y protege equipos eléctricos estratégicos para el funcionamiento de la mina”, cuenta el gerente general de Preansa, Ernesto Villalobos. Este se compone de pilares, vigas, losas y paneles prefabricados de hormigón. El elemento límite detallado por el estudio de logística fueron pilares de 23 m de longitud (altura del reciento) y de 80 t de peso propio. Se necesitó un camión de 480 Hp de potencia y equipo direccional posterior para lograr pasar las curvas en pendiente del camino. Para el montaje de estos prefabricados, se utilizaron grúas de 400 t y  90 t, más un elevador.
En la etapa de proyecto, se definió utilizar conexiones fuertes de rotuladas entre las piezas prefabricadas y configurar diafragmas rígidos y pilares conectados a muros sísmicos. Las fundaciones de los pilares fueron empotradas en cáliz.
Para las condiciones climáticas de la zona, se colocaron fachadas con un sistema de aislación térmica que contiene poliestireno expandido de 10 cm de espesor dentro del hormigón. En tanto, la cubierta está revestida con una membrana asfáltica.
El proyecto, que actualmente está en funcionamiento, se realizó con cuatro personas y duró seis meses. Para finalizar, Ernesto Villalobos, explica que el método de prefabricados se puede  construir o fabricar durante todo el año y montar en primavera, verano, otoño y en algunos casos en invierno. “Esto marca una gran diferencia con respecto al trabajo en terreno”, concluye.

Construcción Modular
La construcción modular se trata de un proceso de fabricación en serie, donde el producto y/o módulo es el que avanza por distintas estaciones de ensamble en un ambiente controlado y con un estricto control de calidad en cada una de las etapas. De acuerdo a las ventajas de este sistema en comparación a la construcción tradicional de edificios para la minería, el ingeniero y  gerente Comercial de Tecno Fast Atco, TFA, Cristián Ossa, afirma que “el sistema de construcción modular permite una alta rapidez de construcción y montaje en relación a sistemas convencionales, acortando los tiempos de trabajo hasta en un 40%, posibilitando un importante ahorro en Gastos Generales y materiales. Economía que se transmite directamente al cliente”.

Proyecto Minera Escondida
A fines de 2011 se comenzó a realizar la construcción de campamentos para Minera Escondida de BHP Billiton, donde se montaron más de 1.400 módulos para las instalaciones de 34 edificios de tres pisos con dormitorios, baños, casino, gimnasio, pub, lugares de recreación y oficinas para los trabajadores del  proyecto. Proyecto a cargo de Tecno Fast Atco.
De acuerdo al gerente Comercial de TFA, Cristián Ossa, los módulos ubicados en la región de Antofagasta a 3.110 metros de altura, están hechos con madera 100% certificada de bosques reforestados. “El proceso de fabricación de los módulos está diseñado para asegurar al cliente la obtención de un producto de calidad, duradero y eficiente, cumpliendo con las tres normas internacionales con las que cuenta TFA: ISO 9001 de Calidad, 14001 de Medioambiente y OHSAS 18001 de Seguridad y Salud Ocupacional”.
Respecto de las dimensiones de los módulos, el experto afirma que la altura y el ancho dependen del tipo de módulo que se utilice. “En promedio van desde 3 a 3,5 m de ancho, 10 a 14 m de largo y 2,9 m de alto. Cada uno se dimensiona de acuerdo a las exigencias y necesidades del proyecto”.
Según el ingeniero, los módulos para la construcción de los edificios de Minera Escondida, “están completamente acondicionados; y el modelo estándar cuenta con ventanas, enchufes, detectores de humo, conexión telefónica, y puertas de acceso.  Los módulos de baños, además, vienen con conexión de agua, calentador eléctrico para el agua, WC, lavamanos y duchas”.
Al ser armados en una planta de producción en línea,  Ossa cuenta que “los módulos quedan en un 85% terminados, solo restando las obras de instalación, generando  ahorros de tiempo, recursos e impacto en el medio ambiente. Dadas sus características, pueden levantarse edificios de hasta tres pisos con calidad, durabilidad y baja contaminación ambiental y de ruido”, afirma el gerente Comercial.
De acuerdo al montaje de los módulos, Ossa afirma que “se deben instalar según indicaciones del plano del sector de la construcción y respetando los números de serie de cada módulo en el proceso”. Una vez instalado el primer nivel, se sitúan las trabas con el fin de impedir el desplazamiento relativo entre módulos contiguos, además de ayudar al traspaso de las cargas horizontales por acción de sismos o vientos. Se realiza el mismo paso en los módulos del segundo nivel y así sucesivamente.
Por otro lado, cuando el edificio se encuentra completamente montado, nivelado y alineado, se instalan las placas metálicas, que van fijadas en las uniones que se producen entre las fundaciones y los módulos. Estas son colocadas con pernos de expansión (parte inferior, unión de placa con fundación de hormigón) y tirafondos (parte superior, unión de placa con chasis de piso del módulo). Su función es transmitir cargas del edificio a las fundaciones y éstas a su vez al suelo, además de impedir el desplazamiento del edificio por acción de sismos, por ejemplo.
Para la fabricación de módulos de Minera Escondida, se utilizaron herramientas automáticas, como las clavaduras neumáticas, máquinas de corte y pre-dimensionamiento de planchas, con lo cual los trabajos en las estaciones se limitan a la instalación de piezas, “de esta manera se obtiene control de calidad, además de minimizar la mano de obra y mayor eficiencia en el proceso productivo”, cuenta el gerente comercial de TFA.
Ossa agrega que “la ingeniería y diseño especializado de cada módulo fue con tecnología avanzada, permitiendo tener un sistema de prefabricación en línea y terminaciones en planta, para luego efectuar el transporte de los módulos, vía terrestre, y su montaje final en terreno”.
Respecto de las maquinas y equipos considerados para el montaje, el ingeniero afirma que “se utilizaron camiones rampla para el traslado de los módulos y materiales. Grúas, eslingas, cordeles (vientos), yugo, grilletes, estrobos y anemómetro para el izaje y posterior montaje de los módulos. También, escalas telescópica y andamios para terminaciones y uniones de los módulos”. Actualmente, estas edificaciones se encuentran operativas en la región de Antofagasta.

Recuadro
Aislación sísmica para prefabricados
Para lograr que los prefabricados de hormigón respondan ante un sismo de gran magnitud, existe el sistema de aislación sísmica, que permite filtrar el movimiento del suelo, a través de la incorporación de aisladores entre el edificio y sus fundaciones, desacoplando el suelo de la estructura. El uso de aislamiento no solo garantiza que la estructura no sufra daños en un sismo severo, sino que además proteja a las personas, los contenidos, así como también la continuidad operativa de los edificios prefabricados (aspecto cada vez más relevante en viviendas y, sobre todo en infraestructura estratégica como hospitales, industrias, puertos, puentes o aeropuertos).
El gerente de Proyectos de Sirve S.A., Michael Rendel, afirma que  la empresa “ha desarrollado y puesto a disposición del mercado, soluciones estructurales prefabricadas con aislamiento sísmico. Se obtiene así un producto constructivo que considera los enormes beneficios de calidad, seguridad y ahorros en tiempo de los sistemas de aislamiento sísmico y elementos prefabricados. “Al incorporar un sistema de aislamiento sísmico, los niveles de esfuerzos inducidos por efectos sísmicos pueden reducirse entre 6 y 8 veces, obteniendo así un edificio que requiere ser diseñado con fuerzas mucho menores y en las cuales las soluciones prefabricadas funcionan extremadamente bien”, finaliza Rendel.

 

 

 

 

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Revista Construcción Minera es la nueva publicación técnica de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Co nstrucción (CChC), que además cuenta con el apoyo del Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile (CTES). Su enfoque consiste en el análisis de proyectos de construcción para la minería además de difundir nuevos productos, materiales, servicios, soluciones y sistemas constructivos orientados a este subsector.construcción