Ingeniería

El valor F-min

Sistemas, problemas y requisitos son algunos de los temas que se abordan en este artículo vinculado a los pisos industriales.
Los almacenes diseñados con pasillos muy angostos entre altos anaqueles (Fig. 1) para el movimiento eficiente de los carros montacargas requieren de senderos de los llamados “superplanos”, de tráfico definido. Desafortunadamente, cuando se especifican las tolerancias de pisos, los diseñadores a veces especifican valores de planicidad y nivelación FF y FL que son más apropiados para pisos de tráfico aleatorio que para aplicaciones de tráfico definido. Este error ha causado problemas en muchos proyectos en el mundo.

Sistemas disímiles
Métodos de planimetría
Se usan dos sistemas diferentes para verificar las tolerancias de pisos (Fig. 2 y 3) para tráfico aleatorio, la planicidad y la nivelación. Típicamente, son evaluados los cambios de elevación a partir de los datos recogidos con un espaciamiento de 30 cm sobre una cuadrícula de líneas de planimetría distribuidas (Fig. 2a y 3a). Para tráfico definido, las tolerancias de nivelación y planicidad se verifican midiendo los cambios de elevación entre las ruedas de un vehículo a lo largo de una línea de planimetría que coincide con las rutas fijas de las ruedas de los carros montacargas (Fig. 2b y 3b).
Los especificadores pueden encontrar información evaluando los pisos de tráfico definido en ACI 117-06(1) y ACI 302.1R-04(2). El primero describe los cuatro aspectos de las elevaciones de los carriles de las ruedas que deben ser evaluadas para tráfico definido, y el segundo los pasos a seguir para construir pisos de Clase 9 para pasillos angostos. Por su parte, el F-min es un producto registrado y actualmente no se describe en ninguna norma de la ASTM.

 

Sobre el autor

David Fudala es miembro del ACI; fundador y CEO de ALLFLAT Consulting Inc. Carlsbad, CA (Miembro
Patrocinador del ACI). Ofrece servicios de consultoría para el diseño de losas de concreto, redacción y revisión de especificaciones, capacitación de colocación y acabado para contratistas, mediciones de perfil de planicidad y nivelación de pisos para aplicaciones de tráfico aleatorio y definido, esmerilado correctivo para losas existentes. Es miembro de los Comités 117, Tolerancias; 302, Construcción de Pisos de Concreto, y 360, Diseño de Losas Sobre Terreno.

 

Problemas en pasillos muy angostos
En las disposiciones para pasillos muy angostos con anaqueles de gran altura, los carros montacargas requieren de postes muy altos para alcanzar los materiales en los estantes superiores. Una pequeña desviación del nivel entre las dos ruedas de carga puede producir un movimiento significativo en la parte superior del poste. Esto se amplifica por los efectos dinámicos, ya que un carro montacargas puede operar a velocidades de hasta 3 m/s, aun con su carga a la máxima elevación. Continuamente se toman mediciones F-min con el perfilógrafo, pero las mediciones únicamente determinan la inclinación estática del carro montacargas y no incluyen los efectos dinámicos.

A velocidades de 3 m/s, la inclinación dinámica en el poste puede alcanzar de 3 a 4 veces la inclinación estática. Para ilustrar el efecto que pueden tener las pequeñas diferencias en las elevaciones transversales de las ruedas, considere una diferencia de 1.16 m a través de un espaciamiento de ruedas de 0.9 m. Esto crearía una deflexión lateral en la parte de arriba de un poste de 10.7 m de alto de cerca de 19 mm. Si se incluyen los efectos dinámicos, el desplazamiento lateral en la parte superior del poste puede ser de hasta 55 a 75 mm. Si el claro de la tarima al anaquel es de únicamente 50 a 75 mm, se puede tener un gran problema con los golpes de los anaqueles, cargas pérdidas, y lesiones al operador. Para aliviar esto, debe bajarse la velocidad de los carros montacargas. Esta solución daña el flujo de productos, y puede acortar la vida de las baterías además de dañar el motor eléctrico en un carro montacargas. La solución consiste en asegurar un acabado de piso de un F-min de alta calidad.

Requisitos de la especificación
La calidad del acabado del piso se especifica con el valor F-min, y se asigna con base en el carro montacargas y la altura de los anaqueles esperados. La Tabla 1 señala valores F-min recomendados para diferentes alturas de anaqueles. Estas especificaciones pueden asegurar que una losa de tráfico definido se desempeñe adecuadamente para pasillos muy angostos.
Las mediciones con un perfilógrafo –como el que se muestra en la Fig. 2b– con tres o cuatro ruedas espaciadas, sirven para coincidir con la disposición de las ruedas para el carro montacargas que se usará en esa instalación. El perfilógrafo evalúa los atributos del piso y el montacargas, incluyendo la nivelación desde el frente a la parte trasera (Fig. 4a), la inclinación de lado a lado (Fig. 4b), y los valores locales de planicidad (Fig. 4c).

La nivelación del frente a la parte de atrás del vehículo, longitudinal o cabeceo (Fig. 4a), se evalúa midiendo y graficando la elevación de las ruedas delanteras relativas a las traseras a medida que el perfilógrafo rueda por el pasillo. Las diferencias en elevación se grafican junto con los límites de diferencias de elevación determinados usando la ecuación:

En donde L es la distancia en mm entre los centros de las ruedas delanteras y traseras. La Fig. 5 es un
perfil de ejemplo para un almacén. Para esta instalación, la L anticipada de la base de las ruedas del montacargas de horquilla (longitudinal) es de 27.20 m, y el valor F-min especificado (longitudinal) es 75 para altura máxima del anaquel de 15 m (Tabla 1). La diferencia en elevación entre las ruedas delanteras y traseras se grafica como una línea de perfil roja que varía con la posición a lo largo del piso. Los límites de diferencia de elevación son las líneas rojas horizontales a ± 4 mm. En este caso, la línea del perfil cae dentro de estos límites en cualquier ubicación a lo largo de la línea de medición.

El piso está, por lo tanto, dentro de la tolerancia. La inclinación transversal (balanceo) (Fig. 4b) es medida usando las elevaciones relativas de las ruedas izquierda y derecha en el perfilógrafo. La diferencia en elevación transversal es graficada como una línea azul que varía con la posición a lo largo del piso (Fig. 5). Las líneas azules horizontales representan los límites superior e inferior. Estos límites se calculan usando L (transversal)=14,60 m y F-min (transversal)=85 para una altura máxima de los anaqueles de 15 m. En este ejemplo, los límites en la diferencia en elevación son ± 2.5 mm. La línea del perfil cae fuera de estos límites entre 29 y 31 m, por lo tanto, el piso estaba fuera de la tolerancia únicamente en la distancia señalada a lo largo de la línea de medición.

Esto se remedia esmerilando la anormalidad para traer el F-min adentro de la tolerancia, indicada con la línea continua azul. Cabe decir que mientras se medía el pasillo, el perfilógrafo automáticamente delineaba la anomalía con marcas de pintura exactamente en donde la ruta de las ruedas necesitaba ser corregida.

Los valores de planicidad longitudinal y transversal (Fig. 4c), se conocen como defectos de inclinación y reflejan la velocidad de cambio permisible sobre una distancia de 30 cm.

Los límites de planicidad longitudinal y transversal en es mm/m se calculan usando las siguientes fórmulas: Límite de planicidad longitudinal o transversal

 

 

Para L entre 30 y 140 cm y límite de planicidad longitudinal o transversal:

Para L entre 140 y 610 cm. Las ubicaciones en donde la planicidad.

 

excede estos límites son indicados en la carta de planimetría, ya sea como marcas rojas o azules punteadas. Para el piso del ejemplo (Fig. 5), un defecto de pendiente está indicado por una gruesa marca roja a 27.4 m. Un piso de concreto con defectos de pendiente tiene muchos “chipotes” y hace que los vehículos vibren y se jaloneen mientras están en movimiento. Estos movimientos pueden causar daños mayores a las partes del ajuste, a los baleros, y a los mecanismos de extensión de prensas de horquillas en las ruedas y en los baleros de los ejes.

 

Las tolerancias se han descompuesto
Hace aproximadamente 35 años antes de que se inventara FF /FL, solamente se especificaba un valor F-min de 100, definición verdadera de un piso superplano. Con el paso del tiempo se redujo hasta un Fmin tan bajo como 40. Estas reducciones son resultado de presiones por la competencia, cada vez que un fabricante aseguraba que su carro montacargas podía funcionar en un piso de menor calidad que los de su competidor. La norma fue bajada para todos.
La única manera de corregir un piso severamente fuera de tolerancia consiste en estabilizar las juntas perpendiculares a la ruta de viaje y esmerilar el ancho del pasillo con equipo especializado para corregir las tolerancias para pisos en pasillos muy angostos. No es barato, pero es mucho menos costoso que remover y reemplazar el piso malo.

Construcción
La construcción de un piso de tráfico definido requiere personal calificado y ambiente controlado, así como de especialistas para el aseguramiento de la calidad. Para asegurar el cumplimiento de Fmin, se debe usar un perfilógrafo digital diferencial para la medición en las rutas exactas de las ruedas del carro montacargas, así como delinear automáticamente las ubicaciones que estén fuera de tolerancia. Los puntos que estén fuera de tolerancia en la losa deben arreglarse hasta que estén dentro de la tolerancia usando esmerilado correctivo, pero únicamente en las rutas de las ruedas del vehículo, tal como lo señalen los perfiles de la planimetría del perfilógrafo. c

Nota: Este artículo es una traducción de “Understanding and Specifying Fmin”, de Concrete International, julio 2008. Reimpreso con el permiso del American Concrete Institute.

Referencias: 1. ACI Committee 117, “Specifications for Tolerances for Concrete Construction and Materials and Commentary (ACI 117-06),” American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2006, p. 41.
2. ACI Committee 302 “Guide for Concrete Floor and Slab Construction (ACI302.IR-04,”American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2006, pp. 59-60.

Por: David Fudala
Fotos: Concrete International

 

Vota por el artículo
	regresar