¿Cuáles son las fases de la construcción de estructuras de acero?

Fase 1: Planificación y diseño previos a la construcción

Una planificación adecuada con anterioridad a la construcción sentará las bases, tanto técnicas como legales, para los proyectos de estructuras de acero. En esta etapa, comenzamos a considerar la transformación de los requisitos conceptuales en la ejecución de planes de acción, y evaluamos nuestra exposición a riesgos en etapas posteriores.

Ingeniería estructural, coordinación BIM y elaboración de planos detallados listos para fabricación

Como parte del proceso de construcción, los ingenieros estructurales ofrecen servicios de diseño y construcción para transformar los diseños arquitectónicos de una estructura en realidades legales. Durante este proceso, los ingenieros garantizan que las estructuras diseñadas sean óptimas desde el punto de vista de los recursos y mejoren la resistencia del edificio frente a terremotos. Los ingenieros utilizan BIM para eliminar conflictos de diseño entre diversos elementos del edificio. Este enfoque ha demostrado reducir el trabajo de revisión en aproximadamente un 15 %, lo que ahorra tiempo y costes. Se preparan los últimos planos detallados de construcción para la fabricación. Dichos planos contienen todos los detalles necesarios para la construcción, incluida la especificación de las posiciones de los orificios para pernos (con una tolerancia de 1,5 mm), archivos CAD para corte por láser y materiales certificados como conformes con la norma ASTM.

Antes de que comience una competencia, ya se ha ganado al comunicarse con las autoridades locales competentes. Estas pueden señalar los problemas y facilitar la obtención de los documentos necesarios, ya que conocen los códigos locales de zonificación, ambientales y de construcción. Es una buena práctica realizar una revisión previa al inicio de la construcción para determinar si existen problemas relacionados con esta, por ejemplo, que las grúas tengan un alcance insuficiente para atender el lugar de construcción o que haya dependencias en el transporte de materiales. El mejor enfoque consiste en que las partes involucradas en el proyecto entreguen sus requisitos/especificaciones del proyecto integrados contractualmente. El propietario está en la mejor posición para gestionar los conflictos. Los problemas se identifican con anticipación y la construcción puede avanzar.

Se han identificado y resuelto anticipadamente miles de incidencias, lo que permite resolver un mayor número de ellas. Los efectos de este enfoque incluyen un control total sobre el tiempo y los costes de los trabajos adicionales, permitiendo a los propietarios alcanzar su estado deseado. El enfoque se centra en mantener las incidencias pendientes de resolución y las preocupaciones pendientes en su estado deseado.

Fase 2: Fabricación fuera del sitio y garantía de calidad

Fabricación de precisión: corte, soldadura y preparación de superficies (ASTM A6/SSPC-SP6)

Existen tres procesos principales en la fabricación de componentes de acero estructural, y también son los puntos clave de control de calidad. En primer lugar, se cortan láminas de acero mediante tecnología de corte láser o por plasma de precisión. Esta tecnología de corte ofrece una tolerancia de corte de ± 2 mm, lo cual es fundamental para el ensamblaje posterior de los componentes de acero. En segundo lugar, según la norma AWS D1.1, soldadores certificados unen los componentes de acero. Se realiza una prueba con ondas sónicas para determinar si las soldaduras están completas y correctamente fusionadas. Por último, conforme a la norma de preparación superficial SSPC-SP6, se genera un perfil de anclaje por chorro abrasivo de 50 a 85 micrómetros. Este perfil proporciona un sustrato adecuado para que el sistema de recubrimiento se adhiera correctamente, además de eliminar la cascarilla de laminación y la herrumbre. En este proceso podemos controlar tanto la preparación como el entorno de chorro abrasivo, lo cual constituye también una ventaja frente a los entornos de obra, que son incontrolables e impredecibles. Antes del embarque, todos los componentes se evalúan mediante una máquina de medición por coordenadas para verificar si cumplen con las tolerancias permitidas.

Nuestros protocolos de control de calidad en proceso y de inspección por terceros

Construir un sistema de control de calidad sólido nos permite identificar y resolver problemas en cada etapa del proceso productivo. El control de calidad en puntos clave incluye mediciones físicas realizadas por técnicos de control de calidad y fotografías conjuntas tomadas por inspectores de soldadura mediante imágenes digitales de soldadura por rayos X. Las auditorías sorpresa de control de calidad las realizan inspectores independientes certificados según la norma ISO 17020 y consultores especializados en cumplimiento de la norma AISC 303. Según el alcance de la auditoría, se llevan a cabo ensayos no destructivos (NDT) en la lista de verificación: evaluación de grietas superficiales mediante partículas magnéticas, evaluación de dureza (post-recocido) y medición del espesor del recubrimiento. Las auditorías de seguridad del año anterior mostraron, en promedio, una reducción del 66 % en los defectos al aplicar un sistema de control de calidad escalonado de tres niveles, comparado con inspecciones de una sola etapa. Aplicamos un sistema exhaustivo de trazabilidad para rastrear y documentar la historia de cada componente del producto, desde el origen de la materia prima hasta el producto terminado.

Fase 3: Preparación del emplazamiento e integración de la cimentación

La preparación del terreno es uno de los pasos más críticos en la construcción de estructuras de acero. Al comienzo del proceso, el equipo de construcción limpia el sitio de construcción de cualquier resto innecesario de estructuras antiguas, así como de otros tipos de desechos y biomasa, como árboles y arbustos. Una vez limpio el terreno, nivelan el área de trabajo para garantizar que la superficie del suelo sea uniforme con una tolerancia máxima de 25 mm en cualquier dirección. Distintas plataformas y edificios de construcción requieren distintos valores de capacidad portante. Antes de iniciar la excavación de las cimentaciones del edificio, los ingenieros civiles realizan ensayos del suelo para determinar su capacidad portante. Durante el proceso de preparación del suelo, los trabajadores de la construcción compactan el terreno en varias capas y colocan los conductos necesarios para los sistemas de agua, electricidad y telecomunicaciones. Una vez preparado el suelo, se somete al hormigón a un tratamiento térmico y los trabajadores de la construcción colocan pernos de anclaje en hormigón groutado para su alineación futura con el entramado de acero del edificio. Tras el curado completo del hormigón, los trabajadores de la construcción realizan una inspección final para verificar si el sitio de construcción se encuentra dentro de las tolerancias especificadas. Una vez que el sitio de construcción está completamente preparado, los ingenieros civiles inician el proceso constructivo propiamente dicho.

Fase 4: Montaje de la estructura y estabilización de los marcos

Orden de montaje: colocación de los arriostramientos primero, prioridad de los compartimentos resistentes al viento

En condiciones de viento, los ensamblajes estables de la estructura de acero se construyen mejor comenzando con la inserción de los arriostramientos principales tan pronto como se colocan las primeras columnas. Esta técnica reduce las deflexiones verticales y los riesgos de colapso. En cuanto a los compartimentos resistentes al viento, los constructores prefieren operativamente «aislarlos por secciones» y tratarlos como compartimentos individuales, en lugar de abordarlos todos a la vez. Esto también reduce las deflexiones verticales totales sobre la estructura. Estos principios se aplican en los sitios de construcción y mejoran tanto la seguridad del personal como la calidad general del ensamblaje estructural.

Cumplimiento de AISC 360: calibración dimensional, posicionamiento de columnas y vigas inclinadas, e instalación de correas

Todas las desviaciones respecto a las mediciones se encuentran dentro de las tolerancias establecidas en el Capítulo 7 de AISC 360 para los procesos de fabricación y montaje. Las mediciones comprobarán que dichas desviaciones se han mantenido dentro de los límites antes del inicio de la instalación del cerramiento.

Fase 5: Finalización del Cerramiento y Cierre del Proyecto

Revestimiento, Puente Térmico y Revisión Pre-Entrega

La etapa final del envolvente del edificio es la instalación de los paneles de revestimiento. Mejorar la eficiencia energética de un edificio depende de la instalación de dichos paneles. Antes de esto, los contratistas de revestimiento alinean los paneles del edificio mediante un sistema de fijación resistente a la corrosión y crean un sellado estanco en las juntas del edificio. Una preocupación principal durante el proceso constructivo es el puente térmico. Este fenómeno es responsable de aproximadamente el 30 % de las pérdidas energéticas en edificios comerciales. El puente térmico ocurre cuando los materiales aislantes no cubren completamente las uniones del edificio. Para superar este problema, los constructores mantienen un aislamiento constante y continuo a lo largo de dichas uniones. Antes de la entrega del edificio, el equipo del proyecto debe cumplir con una lista de verificación de doce puntos para lograr una barrera funcional contra el aire y el agua, así como evaluar la integridad del sistema de drenaje. La integridad de la barrera contra el aire se evalúa mediante la norma ASTM E283. Las mediciones y las separaciones son verificadas por los contratistas para cumplir con la norma AISC 360. La garantía se completa y se formaliza. Cada una de estas funciones asegura que el edificio esté listo para su ocupación, sea energéticamente eficiente y cumpla con la normativa vigente.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la planificación previa a la construcción en proyectos de estructuras de acero?

La fase de planificación previa a la construcción mitiga los riesgos de retrabajo al establecer el primer marco técnico y normativo y al convertir los requisitos conceptuales en un plano detallado.

¿Qué ventajas ofrece la coordinación BIM en la fase previa a la construcción?

La coordinación BIM permite identificar problemas de diseño desde una etapa temprana, lo que reduce el retrabajo aproximadamente un 15 %. Esto supone un ahorro tanto de tiempo como de dinero.

¿Cuál es la ventaja de la fabricación fuera de obra frente al trabajo en sitio?

Al trabajar fuera de obra, el entorno está mejor controlado, lo que permite ejecutar los trabajos con mayor precisión y una mayor consistencia. Asimismo, los efectos adversos del mal tiempo tienen menor influencia.

¿Qué es la fase de integración de cimentación y qué comprende?

La fase de integración de la cimentación comprende la limpieza del terreno, el nivelado del terreno, la realización de ensayos de suelos, la instalación de las instalaciones subterráneas y el vertido de hormigón para la cimentación con pernos de anclaje correctamente colocados.

¿De qué maneras se garantiza la estabilidad estructural durante la erección de un edificio?

La estabilidad estructural se garantiza principalmente mediante un enfoque basado primero en los arriostramientos y utilizando inicialmente compartimentos resistentes al viento para arriostrar la estructura durante la fase de montaje.