Impacto en los costos del concreto arquitectónico premoldeado 

Ralph C. Robinson

Infinitas son las posibilidades estéticas cuando se trabaja con concreto arquitectónico premoldeado, y los resultados que se logran tienen mucho que ver con la creatividad del diseñador al manejarse dentro de los límites establecidos por el presupuesto de la obra. En este artículo se consideran cuatro categorías de decisiones importantes vinculadas con el problema de los costos.
 
En el número de noviembre de 1992 de Concrete International ("Concreto Arquitectónico Premoldeado - La Paleta de Colores Completa"), se estableció que el concreto arquitectónico premoldeado (CAP) era el colorido pavo real de la "granja" del concreto. Este artículo discute las implicaciones en los costos para la mayoría de las decisiones estéticas que realiza el diseñador. (Para información más específica, deberá consultarse a un fabricante de premoldeados bien informado.)

La amplia gama de elecciones de diseño que son posibles en el CAP, específicamente en la forma, tamaño, color y textura, exceden el número de elecciones disponibles en cualquier otro material de construcción. La gama de elecciones puede hacer que un diseñador llegue al extremo de estar "muy emocionado," pero con resultados frecuentemente frustrantes cuando se considera el total del presupuesto. El interés del autor consiste en mostrar las implicaciones en los costos de las decisiones en el diseño, sin destruir la importancia de la creatividad en el uso del CAP.

Si la regla fundamental en los bienes raíces es la "localización," la regla fundamental del CAP es la "repetición". Cada operación en la producción del CAP, desde el encofrado hasta el colado y el acabado, se benefician con la repetición. La instalación de unidades requiere altos costos en mano de obra y equipo. La repetición de unidades y consistencia de diseño de conexiones ofrece reales dividendos en el lugar de la obra.

Volviendo a nuestro énfasis en el diseño, examinemos cuatro categorías de decisiones importantes: forma, tamaño, color y textura.

Forma

El CAP es un material moldeado a pedido especial; la forma menos costosa es la forma plana. Al agregar acabados en los bordes se incrementa el área terminada, pero el costo unitario es aproximadamente el mismo que si fuera plano. El los paneles planos, las rusticaciones se deben mantener a un espaciamiento uniforme para el mejor control en los costos. El uso de forros de encofrado prefabricados estándar es una manera económica de realzar la apariencia de los paneles planos. Al usar forros de encofrado con patrones que se repiten regularmente, el diseñador debe coordinar los tamaños de los paneles con las dimensiones de los patrones en los forros. Los insertos de los forros de encofrado deben terminar en la mocheta de un panel o una rusticación si no cubren el panel completo.

Los cambios en el plano según el proyecto de un edificio en las esquinas, en las proyecciones, etc., pueden hacerse con paneles planos, usando una junta a tope en un retorno o una esquina en inglete, las que siempre deben incorporar una estría (véase la figura 3) al menos tan grande como el agregado más grande utilizado.

Las mismas reglas se aplican en los durmientes y en los retornos de los sofitos. Si los patrones de las juntas requieren que los paneles se doblen en vez de ser junteados en la esquina, los paneles pueden tener retornos integrales de 1.2 m o más. Generalmente, cuanto más grande es el retorno, mayor es el incremento en el costo unitario de los paneles planos. Dependiendo de los requisitos de acabado, muchos fabricantes de premoldeados elijen producir paneles con al menos un retorno de 0.3 m por medio del colado en etapas.

En el colado en etapas se cuela una sección plana con un acero de refuerzo proyectándose, seguido de una rotación a la vertical en el molde, y al siguiente día se cuela la sección plana adicional. La mano de obra del colado para hacer esto es mayor que la del colado de un retorno de una pieza, pero los costos del moldeado y del acabado generalmente son menores. Los costos de la erección de esquinas de dos piezas planas pueden ser mayores que los de los retornos de una pieza, pero la alineación de un retorno de una pieza puede ser engañoso.

El diseño de paneles planos puede ser más interesante si se utilizan costillas proyectantes o narices de toro. Es cierto que esto es más difícil de moldear que las jambas con incisiones, pero la disposición cuidadosa con el reúso de buenos moldes, puede minimizar el costo del agregado.

Los recubrimientos de columnas y maineles también ofrecen múltiples elecciones. Los recubrimientos de columnas pueden ser rectangulares, redondos o elípticos. Los recubrimientos regulares pueden ser de cuatro piezas con todas las unidades planas, en forma de" U" con una pieza de cierre plana separada, o dos piezas en forma de "L".

Las piezas planas son las menos costosas de producir, pero las necesidades de diseño, así como los costos de erección y conexión, pueden hacer que sean preferibles las formas de paneles más costosas.

Las esquinas en inglete requieren estrías, como se hizo notar previamente. Los recubrimientos redondos o elípticos generalmente se hacen en dos piezas iguales. Cuando las unidades son apiladas para columnas más altas, es aconsejable girar los recubrimientos redondos 90 grados con cada hilada, de modo que no sean evidentes las pequeñas alineaciones defectuosas de las juntas. Las bases de columnas y de capiteles, con frecuencia se pueden moldear como parte del recubrimiento típico. Aunque los costos del moldeado y del colado pueden incrementarse, es factible simplificar la colocación, el alineamiento y la conexión de herrajes.

Los muliones son generalmente secciones sólidas con secciones transversales ahusadas o rectangulares a 90 grados. Se puede usar una "nariz" redonda y la sección transversal puede incorporar detalles semigóticos. La máxima repetición y el suficiente ahusamiento para permitir que el producto sea separado del molde, son importantes provisiones del costo. La sección transversal debe ser lo suficientemente grande para dar un recubrimiento adecuado al refuerzo (véase ACI 533). Los paneles de CAP curvos en el plano pueden lograrse fácilmente en la operación normal del taller del fabricante de premoldeados, en comparación con la fabricación típica de largas líneas de paneles metálicos, en donde la única solución rentable puede ser los segmentos planos. Nuevamente, el factor importante es la repetición; trate de usar un solo radio para maximizar el reúso de los moldes.

El CAP es un material moldeado y, como tal, puede exhibir formas esculturales limitadas únicamente por el costo. La manera más económica para lograr efectos esculturales es con patrones con incisiones. Los forros de encofrado estándar o específicos para una obra dan patrones repetitivos; con frecuencia se usan logotipos de corporaciones, letras y otros diseños a pedido especial que pueden cortarse de espuma estructural o de madera. A menudo se emplean las formas tradicionales extraídas del léxico arquitectónico clásico. Las formas con rebajos y detalles finos pueden ser difíciles de lograr para productores de paneles en gran volumen. Nuevamente, la repetición es esencial para el control de los costos. Como se hizo notar previamente, se repite aquí para su énfasis, es necesario consultar a los fabricantes de premoldeados para estar seguros de que ellos pueden cumplir con los requisitos que se pretenden.

Tamaño

Existen algunos límites absolutos en el tamaño del panel que deben ser considerados. El concreto reforzado de peso normal para la mayoría de las aplicaciones del CAP deben calcularse a 2,483 kg/m³. El concreto estructural de peso ligero usualmente se produce en una variedad que va de 1842 a 1922 kg/m³. El grosor de los paneles está limitado por las dimensiones de la cara (graficadas en el Manual 117 del PCI).

Las limitaciones en el peso empiezan con la manera en que el productor de premoldeados maneja el equipo. Es aconsejable consultar a los fabricantes de premoldeados en el área del proyecto para asegurarse de que los paneles diseñados pueden manejarse con equipo normal. La mayoría de los productores puede manejar paneles en un abanico de 10 a 15 toneladas. Es preciso verificar para estar seguro.

Las limitaciones en la transportación por medio de camiones afectan tanto el peso como el tamaño. Las cargas de 20 a 25 toneladas pueden requerir permisos especiales. Los paneles de 4 m de alto y 3.3 m de ancho pueden requerir permisos especiales o carros piloto. Los paneles altos pueden cargarse en armazones inclinados especiales. Normalmente, éstos están limitados en su número y representan un aumento en los costos de transportación. Debido a lo limitado del número, la descarga inmediata en el lugar de la obra puede ser una necesidad costosa. Se puede considerar que una carga útil para el transporte en camión es de un máximo de 20 toneladas, 2.4 m de ancho, y 2.4 m de alto y 12 m de largo.

Excederse de estos límites requiere una consulta especial.

Una vez que se han considerado los factores anteriores, la determinación dell tamaño "exacto" del panel involucra requisitos estéticos, análisis estructural, y el logro de la máxima repetición. Los requisitos estéticos que afectan el tamaño de los paneles incluyen la localización de juntas, el tamaño de las mismas, y los patrones de la fachada.

Localización de juntas

La localización de juntas usualmente se determina por la separación de la fachada entera. Las ventanas con tiras continuas exigirán paneles de relleno con juntas verticales alineadas con los muliones. Los patrones de fachadas con columnas y formas de relleno usualmente tienen antepechos que se extienden entre las columnas estructurales con recubrimientos de columnas de uno o dos pisos de altura. Las ventanas "perforadas" en paneles de una pieza alrededor de la ventana pueden ser muy eficientes en término de costos de la erección, pero la altura del piso y el sistema estructural pueden exigir tamaños de paneles que sean difíciles de cargar y transportar.

Tamaño de las juntas

El tamaño de una junta puede ser considerado una decisión estética, pero en realidad, el tamaño mínimo de la junta está determinado por tres conjuntos de tolerancias: 1) tolerancia del producto, la cual más comúnmente utiliza los límites establecidos en el Manual 117 del PCI; 2) tolerancia de marcos, la cual es establecida por el ACI para marcos de concreto o por AISC para marcos de acero, y 3) tolerancia en la erección, establecido, como se dijo antes, en el PCI 117. Diseñar tamaños de juntas que no tomen en consideración las tolerancias de construcción acumuladas causará problemas de campo que requieren soluciones costosas. La determinación del tamaño de las juntas puede impactar las consideraciones estructurales.

Análisis estructural

El análisis estructural del edificio está más allá del alcance de este artículo, pero los factores principales que se deben considerar al tomar decisiones sobre el tamaño de los paneles son la capacidad de la viga de borde, el espaciamiento de las columnas, el corrimiento de piso, el viento y las cargas sísmicas. Todo esto afecta las limitaciones estéticas del tamaño previamente discutidas.

Color

El CAP es un producto de cuatro ingredientes: cemento, agregado, arena y agua. Todos estos afectan su color, excepto el agua.

El cemento se halla disponible en varios tonos de gris; en algunas áreas, puede conseguirse cemento color ante, mientras que el cemento blanco, con pequeñas diferencias entre un blanco azulado y un blanco amarillento, puede obtenerse en todas las áreas.

Los agregados son gravas naturales o bien piedra triturada; las gravas redondeadas o las formas trituradas cúbicas resultan mejor para el CAP. Deben evitarse los pedazos astillados o planos y delgados. Los colores del agregado natural van desde el blanco hasta el negro. Las arenas naturales y las trituradas tienen básicamente el mismo abanico de colores que los agregados. La matriz o los colores del cemento/arena pueden intensificarse todavía más con la adición de pigmentos.

Existen elecciones adicionales de color en una amplia gama de recubrimientos, incluyendo "manchas" translúcidas, pinturas y sistemas multicomponentes sofisticados, virtualmente disponibles en cualquier tono.

Las unidades para revestimiento, incluyendo ladrillo, azulejos de cerámica y piedras, incrementan todavía más las posibilidades de color del CAP.

Textura

Es imposible separar de la textura el impacto visual, así como también el costo del color en el CAP. La textura se logra con operaciones de moldeado y acabado. Los moldes pueden tener superficies lisas o simples, o pueden incorporar forros de encofrado estándar o con textura específica para un proyecto. Los forros de encofrado van desde simples copias de concreto sopleteado con arena o martelinados, hasta costillas lineales, amartilladas, o copias de texturas de piedra natural. Las esculturas exóticas hechas de arena, y los moldeados producidos por artistas se agregan a la lista de diseños posibles.

La textura en el acabado empieza con el acabado más simple en un molde "tal como es colado." El acabado texturizado fino, tal como corrosión con ácido y sopleteado abrasivo ligero, expone principalmente la matriz de arena/cemento, cuyo color determina el efecto final. La corrosión deja la arena definida y limpia, mientras que el sopleteado opaca la superficie, disminuyendo la intensidad de los colores. El sopleteado más profundo, la retardación química o la corrosión con ácido, exponen más agregado grueso, el cual se convierte después en el colorante dominante.

Pueden usarse en el CAP procesos de acabado de piedra natural tales como el esmerilado, acabado mecánico y martelinado, proporcionando texturas algo similares a la piedra.

Los costos en las combinaciones de color/textura se ven afectados por los costos de los ingredientes y la mano de obra. El costo del cemento se basa en el color gris, que es el más bajo; el color ante es ligeramente más alto, y el blanco es el más caro. La grava o la piedra para concreto locales no seleccionada en su color, son los ingredientes más bajos en cuanto a costo. Las piedras y las gravas coloreadas varían en el costo, dependiendo en gran medida de la distribución geográfica, pero son más caras que los materiales de concreto locales. Los costos de la arena son similares a los del agregado. Generalmente se usan pigmentos en muy pequeñas cantidades; su costo depende más de la mano de obra en la dosificación que del costo del material, con la posible excepción de los tonos muy brillantes de azul y verde, que no pueden lograrse con los pigmentos de óxido normales.

El costo de la mano de obra en el acabado es algo subjetivo, con relaciones de costos que varían de un proveedor a otro. Sujeto a las preferencias locales, los costos en el acabado varían como sigue:

1. Acabado de molde tal como queda al colarse (molde simple).

1. Tal como queda al colarse en forros de encofrado en existencia.

1. Acabado liso con costal (con las pequeñas cavidades rellenas).

1. Sopleteado abrasivo (sujeto a regulaciones ambientales).

1. Forro de encofrado liso a pedido especial.

1. Químicamente retardado.

1. Corroído con ácido (sujeto a regulaciones ambientales).

1. Nervaduras martelinadas, amartilladas o con acabado mecánico.

1. Esmerilladas desde lisas hasta pulidas.

1. Las superficies recubiertas pueden variar desde un alisado con costal hasta esmeriladas, dependiendo del recubrimiento elegido.

1. Las unidades para revestimiento con frecuencia se evalúan agregando el costo del revestimiento al costo de los paneles tal como quedan al colarse.