Durabilidad estructural: estructura de acero frente a otros materiales
Capacidad de soporte de cargas y resistencia a esfuerzos industriales de los sistemas de almacenes prefabricados de acero
En lo que respecta a la manipulación del peso y la gestión del espacio dentro de un almacén, los sistemas de estructuras metálicas son superiores a los materiales más antiguos. Según estudios de la FEMA de 2023, el acero supera al hormigón armado en la relación resistencia-peso en aproximadamente 5 ipfm. Las construcciones de acero permiten luces libres de columnas superiores a 300 pies, lo que incrementa el espacio disponible para los gestores de almacenes. Además, las construcciones de acero presentan aproximadamente un 40 % menos de puntos de fallo relacionados con tensiones y tráfico. En las construcciones de acero, uno de los factores más importantes es el comportamiento del acero durante un evento sísmico. La resistencia a la fluencia del acero suele situarse entre 50 y 65 ksi; por tanto, las construcciones de acero son menos propensas al colapso durante un evento sísmico, a diferencia de las construcciones de madera o ladrillo. Según la NCSEA, los materiales tradicionales se deforman peligrosamente al alcanzar aproximadamente el 30 % de la carga para la que fueron diseñados. Esta diferencia fundamental justifica el uso de construcciones de acero en zonas con riesgo sísmico y de terremotos.
Análisis comparativo de la resistencia del acero galvanizado, el hormigón armado, la madera y la albañilería en el contexto de los almacenes
La longevidad de un almacén depende de la elección del material en relación con las tres métricas de resistencia indicadas a continuación.
A diferencia del hormigón, que es propenso a la corrosión inducida por cloruros, la madera, que también es susceptible a la corrosión, presenta además una vulnerabilidad frente a la humedad, la pudrición y los daños causados por plagas, lo que exige realizar tres veces más inspecciones estructurales que en los almacenes con estructura de acero, conforme a las directrices de mantenimiento de la norma ISO 15686.
Resistencia ambiental y ante peligros de las estructuras modernas de almacenes prefabricados
Los almacenes de acero construidos in situ ofrecen una excelente protección estructural y funcionalidad en cualquier entorno gracias a su diseño ingenieril avanzado.
Un almacén de acero prefabricado in situ con construcción fuera del sitio puede diseñarse para ofrecer protección contra la corrosión debida a los ciclos térmicos y para garantizar su estanqueidad frente a las inclemencias meteorológicas en un entorno de alta humedad. El esqueleto de acero galvanizado del almacén resiste los daños corrosivos provocados por las salpicaduras de sal marina durante más de 50 años. Sellos meteorológicos personalizados evitan que la lluvia penetre en la envolvente de acero del edificio. A medida que aumenta la humedad, se evitan las interrupciones térmicas causadas por la condensación de la humedad. El acero presenta una baja tasa de dilatación térmica (7 millonésimas por ˚F), lo que proporciona al edificio unas dimensiones estables en un rango de temperatura de -40 ˚F a 120 ˚F. Estas dimensiones estables reducen el desgaste de las uniones y prolongan la vida útil del edificio, disminuyendo así los requerimientos de mantenimiento. Evidencia práctica respalda a los gestores de almacenes ubicados en zonas costeras, y informes de ensayos independientes indican que los costes de mantenimiento son aproximadamente un 40 % inferiores a los de los almacenes construidos mediante métodos tradicionales.
Cumplimiento de la clasificación de resistencia al fuego, control de plagas y sísmico
Consideraciones de diseño para cargas de viento en almacenes prefabricados de acero
Los almacenes prefabricados modernos de acero ofrecen altos grados de resistencia al fuego que superan ampliamente los requisitos normativos estándar de construcción. Dado que el acero utilizado para fabricar los almacenes no es combustible, estos reciben la calificación más alta en resistencia al fuego disponible, sin necesidad de tratamientos químicos. Además, los paneles de acero empleados en la construcción de los edificios están firmemente entrelazados, lo que elimina cualquier punto de entrada para plagas. Los almacenes de acero se construyen con estructuras diseñadas para cumplir con los requisitos más recientes de la norma ASCE 7-22, lo que les permite soportar aceleraciones sísmicas de hasta 0,3g y velocidades del viento superiores a 150 mph. El diseño de los almacenes también reduce las fuerzas de levantamiento superior en aproximadamente un 25 %, mejorando su desempeño durante tormentas, según ensayos realizados en túneles de viento. Estas calificaciones de desempeño mejoradas se traducen en menores costos operativos para los propietarios de inmuebles. Los datos de siniestros asegurados indican que los almacenes prefabricados tienen un 30 % menos de probabilidades de dar lugar a una reclamación por daños asegurados, comparados con otros tipos de almacenes construidos en la misma zona geográfica.
Valor a largo plazo del ciclo de vida: flexibilidad de mantenimiento y costo total de propiedad
perspectiva de 30 años del CTP: datos del NIST y la NCSEA sobre la durabilidad de los almacenes prefabricados frente a los convencionales
Estudios recientes del NIST y la NCSEA indican que, durante las primeras tres décadas de operación, los costos de mantenimiento y adaptabilidad de los almacenes recién construidos mediante métodos convencionales de construcción son aproximadamente un 20 % a un 30 % superiores a los de los almacenes construidos con métodos de construcción en acero prefabricado (PS). ¿Por qué ocurre esto? La razón principal es que el acero galvanizado, el material de construcción principal en los almacenes PS, no se oxida y, por tanto, elimina la necesidad de tratamientos químicos costosos que sí requieren los componentes de madera y acero (y acero compuesto) de los almacenes convencionales. Además, el diseño modular y flexible de los almacenes PS permite una expansión sencilla, evitando las costosas reformas necesarias para cambios de inquilinos o ampliaciones, a diferencia de los almacenes convencionales construidos con madera y ladrillo, que exigen un mantenimiento y reparaciones continuos debido a los efectos dañinos de plagas, agua y fuego, lo que implica un aumento de los gastos del 15 % al 25 % en comparación con los almacenes PS. Tras 30 años de servicio, la mayor parte del entramado estructural de acero (el material más reciclado) en los almacenes PS seguirá siendo capaz de soportar el 95 % de su carga de diseño original, en marcado contraste con las composiciones clásicas de viguetas metálicas de celosía abierta, cuya capacidad puede ser inferior al 70 % y, en muchos casos, no superar el 50 % de su carga original. Por último, el aislamiento energéticamente eficiente y el sistema de calefacción eficiente empleados en los almacenes PS permiten una reducción del 18 % al 22 % en los costos de calefacción en comparación con los sistemas de aislamiento y calefacción de construcción convencional (basada en madera). Al considerar todos estos factores, la reforma de edificios existentes y la construcción de nuevos almacenes convencionales resultan, en última instancia, una opción menos conveniente que la adquisición de almacenes en acero prefabricado.
¿Qué ventajas ofrecen las estructuras de acero para la construcción de almacenes en comparación con métodos más convencionales?
En comparación con métodos más convencionales, como la madera y la albañilería, las estructuras de acero son menos costosas de mantener porque el acero también resulta más económico en situaciones de vanos amplios, donde se requiere menos soporte, y en entornos sujetos a movimientos sísmicos, donde el acero presenta mayor resistencia, ductilidad y rendimiento general.
¿Por qué el acero galvanizado resulta más ventajoso en un entorno de almacén húmedo o cercano a la costa?
El acero galvanizado tiene una larga vida útil en ambientes con acero y humedad, ya que el recubrimiento de zinc —conocido como acero galvanizado— es sacrificial y protector; en general, la corrosión comienza con la exposición a la humedad y a la sal.
¿Qué ocurre con la construcción de acero prefabricado en relación con el fuego y las plagas?
El acero como material de construcción tiene una alta calificación en cuanto a resistencia al fuego y a plagas, y como la construcción de acero se trata actualmente con productos químicos ignífugos, esto es así porque el material no arde y porque las plagas no pueden alimentarse de metal; por lo tanto, la construcción de acero obtiene una alta calificación, ya que los paneles y los bastidores pueden ser resistentes a plagas.
Desde el punto de vista de la inversión, ¿es una buena idea utilizar la construcción prefabricada de acero?
La construcción prefabricada de acero implica un menor riesgo de inversión a largo plazo debido al menor mantenimiento requerido, ya que el acero conserva su integridad; además, en comparación con la construcción tradicional, el uso de metal en lugar de materiales convencionales significa que la construcción de acero presenta menos riesgo, pues es adaptable a los cambios en las necesidades empresariales, lo que requiere menores costos de reforma.