El ferrocemento a disposición del diseño: Aplicado al mobiliario urbano

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD TECNOLÓGICA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

EL FERROCEMENTO A DISPOSICIÓN DEL DISEÑO: APLICADO AL MOBILIARIO URBANO JACOB ANDRÉS CLAUSSEN MARTÍNEZ ELÍAS JACOB CARRIÓN VERA

Profesor guía: RENATO AQUILES VARGAS SALAZAR

Trabajo de Titulación presentado en conformidad a los requisitos para optar al Título Profesional de Tecnólogo en Construcciones con Grado Académico de Bachiller en Tecnologías.

Santiago - Chile 2015

Derechos de autor © JACOB ANDRÉS CLAUSSEN MARTÍNEZ – ELÍAS JACOB CARRIÓN VERA. Se autoriza la reproducción parcial o total de esta obra, con fines académicos, por cualquier forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita bibliográfica del documento.

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Quiero dedicar este logro a mi querida madre Jimena Vera, quien fuera, es y será el mayor regalo que puedo tener, por su compañía incondicional, tolerancia y fuerza otorgada, no solo en este proceso, sino que durante todos los desafíos que me he impuesto. Aunque ella no lo sepa, fue parte esencial para finalizar mi carrera y seguir amándola como siempre.

A mi hermana Valentina Carrión, quien fuese la primera en plantearme el estudio como una opción válida para salir adelante, como lo ha hecho ella, llevando a cuesta una mochila llena de sueños y desafíos, y que no siempre son personales, ella con su inmensurable fuerza y trabajo, ha demostrado que tiene el coraje para alcanzar lo que se plantee, logrando de este modo, ser mi ejemplo a seguir.

Mencionar a mi hermana menor Catalina Carrión, por su grata compañía y fiel apoyo, siempre dispuesta a ayudarme y ofrecerme su respaldo. Admiración hacia ella por su constancia al estudio y superación personal por querer llegar a encontrar su profesión.

Agradecer a mi tía y primos, Susana, Ignacio y Francisca, por ser parte de mi historia y este proceso, ayudando de alguna u otra forma a lograr el objetivo.

Compartir también esta experiencia con mis amigos Alonso, Felipe, Daniel, Franco y “vieja” por su incondicional apoyo; fueron mis principales distractores para hacer de este proceso más grato y ameno, que inconscientemente me motivaron a seguir adelante y a comenzar cada semana con buenas energías, con la convicción de perseverar hasta el final.

Elías Jacob Carrión Vera

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Primeramente, quiero dedicar esta tesis a Dios y darle gracias, quien me fortaleció durante toda esta carrera, y aun cuando estuve a punto de tirar la toalla, en el hallé reposo y descanso. Si no hubiera sido por su gracia y misericordia, jamás hubiera podido concluir esta tremenda empresa que se me había presentado por delante, pues él me proveyó, me sustentó, me animó, me dio fuerzas cuando estaba en flaqueza, me levantó en mis caídas y me consoló en mis tristezas.

En segundo lugar, pero no menos importante, dedico esta tesis a mi madre, quién durante todo mi proceso de estudios fue fiel y abnegada hacia mí. Sin su apoyo y ánimo, hubiera sido aún más difícil de lo que fue terminar la carrera y salir victorioso de ella.

En tercer lugar, dedico esta tesis a mi hermano, quien siempre ha estado conmigo animándome y aconsejándome, siendo usado por Dios para hablar conmigo justo en el momento preciso, alentándome a seguir adelante costara lo que costara. Gracias por esas horas de enriquecedoras conversaciones.

En cuarto lugar, dedico esta tesis a mi novia, la mujer que amo, con quien quiero pasar mi vida.

Ella me ha dado mucho aliento y consuelo en los momentos más duros, quien me ha escuchado en las situaciones más críticas, y quien ha llegado a sacar de mi corazón los dolores más íntimos de mi alma, para ser como bálsamo y medicina que cura mis heridas. Gracias por tan grande amor.

Y en último lugar, dedico este trabajo de tesis a todos mis amigos y conocidos que me han sido de bendición y ánimo durante estos años de estudio, quienes, por medio de una sonrisa o una palabra de aliento, me ayudaban a llevar más fácilmente el duro, pero satisfactorio proceso de la carrera “Tecnólogo en Construcción” impartida por mi amada Universidad de Santiago de Chile.

Jacob Andrés Claussen Martínez

Sin duda, nuestro gozo está en el trabajo.

Labor Laetitia nostra.

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AGRADECIMIENTOS

Después de haber vivido este largo camino, se nos hace difícil agradecer a cada una de las personas que componen esta Universidad, donde hicieron que este proceso fuese más ameno y gratificante, desde el “tío” que nos facilitaba la sala para estudiar después de la jornada, hasta los profesores que se esmeraban por el aprendizaje de cada ramo, permitieron

terminar

satisfactoriamente esta etapa, que de por sí, no ha sido fácil, y sin la acogida de cada miembro de esta institución, habría sido totalmente distinto.

Queremos agradecer en primera instancia a nuestro profesor guía don Renato Vargas, quien nos ayudó de principio a fin, depositando su confianza y dedicación para lograr este trabajo que con tanta dedicación hemos desarrollado. Y no solo esto en particular, sino que su irrefutable convicción como docente por formar profesionales con ética, valoración y dedicación por el buen trabajo, además de su indiscutible dominio académico en su área de desarrollo, que con razón inculca a cada estudiante.

También mencionar a nuestro respetado jefe de carrera don Julio Méndez, por su calidad humana a la hora de solucionar las problemáticas de cada alumno y gestar el agradable ambiente que se vive dentro de la carrera.

Una mención honrosa a nuestra querida secretaria de carrera Julieta Núñez, que más que una secretaria es la “madre de la carrera”, que, con su paciencia, alegría y dedicación, se ha ganado el cariño y respeto de nosotros, acogiendo cada uno de nuestros problemas como si fueran suyos, haciéndose partícipe inconscientemente del desarrollo profesional de los estudiantes.

Otro actor fundamental para la ejecución del proyecto de tesis, al que se le debe agradecer y se le quiere agradecer es al estimado y querido profesor Alejandro Palma, quien se comprometió en ayudarnos a gestionar la obtención por donación del mortero necesario para la elaboración del mobiliario urbano que se ejecutó. Sin su ayuda, hubiera sido imposible la obtención de este material, pues a través de él se pudo contactar a dos profesionales de la construcción, Don Felipe Lepe y la Señorita Paulina Pradena, quienes se comprometieron con gran ahínco en poder gestionar la obtención del Mortero de reparación PRESEC T-09 – 30 MPa de la empresa Melón, sin duda son compañeros profesionales excepcionales. Nuestros más profundos y sinceros agradecimientos a “Usachinos” tan comprometidos con el progreso de este proyecto de Tesis de su amada, de nuestra amada Universidad.

Nuestras más grandes gratitudes a la empresa Melón, quién fue la que nos donó este valioso mortero para la ejecución práctica del mobiliario. iv

TABLA DE CONTENIDOS RESUMEN .....................................................................................................................................x CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................1 1.1

Generalidades .................................................................................................................. 1

1.1.1

Historia ...................................................................................................................... 1

1.1.2

Edificaciones ............................................................................................................ 4

1.1.3

Ambiente marino ...................................................................................................... 5

1.2

Objetivos .......................................................................................................................... 6

1.2.1

Objetivo General....................................................................................................... 6

1.2.2

Objetivos Específicos .............................................................................................. 6

1.3

Alcances ........................................................................................................................... 7

1.4

Limitaciones .................................................................................................................... 7

1.5

Justificación e Importancia del tema ............................................................................ 8

1.6

Metodología ..................................................................................................................... 9

CAPÍTULO 2. EL FERROCEMENTO Y LAS ESTRUCTURAS CURVO – LAMINARES ......... 11 2.1

Estructuras curvo – laminares ..................................................................................... 11

2.2

Ferrocemento: el amigo de las estructuras curvo – laminares ................................ 15

2.3

Materiales que Componen el Ferrocemento .............................................................. 20

2.3.1

Mortero .................................................................................................................... 20

2.3.2

Armadura para Ferrocemento............................................................................... 28

2.4

Recomendaciones para faenas de Ferrocemento ..................................................... 31

2.4.1

Mallas ...................................................................................................................... 32

2.4.2

Mortero .................................................................................................................... 32

2.4.3

Puentes de unión ................................................................................................... 33

2.4.4

Recubrimiento ........................................................................................................ 34

2.4.5

Curado ..................................................................................................................... 34

CAPÍTULO 3. MOBILIARIO URBANO Y LA CONVENCIONALIDAD ...................................... 35 3.1

El mobiliario urbano ...................................................................................................... 35

3.1.1

Definición de mobiliario urbano ........................................................................... 35

3.1.2

La ciudad como marca .......................................................................................... 35

3.1.3

La diferenciación .................................................................................................... 36

3.2

Materialidad, diseño y funcionalidad de las bancas urbanas .................................. 37 v

3.2.1

Causas de la convencionalidad del material ....................................................... 41

3.2.2

Incursionando en nuevos materiales ................................................................... 45

CAPÍTULO 4. LA ERGONOMÍA Y DISEÑO DEL MOBILIARIO URBANO .............................. 47 4.1

Aspectos antropológicos ............................................................................................. 47

4.2

Factores ergonómicos .................................................................................................. 49

4.3

Conceptos de la ergonomía ......................................................................................... 51

4.4

Criterios para un diseño ergonómico ......................................................................... 52

4.4.1

Antropometría ......................................................................................................... 53

4.4.2

Pruebas objetivas................................................................................................... 54

4.4.3

Pruebas subjetivas ................................................................................................ 55

4.5

Consideraciones para ergonomizar ............................................................................ 57

4.6

Diseño ergonómico ....................................................................................................... 59

4.7

Camino al diseño ........................................................................................................... 60

4.7.1

Metodología del diseño del prototipo .................................................................. 61

CAPITULO 5. LA VERSATILIDAD DEL FERROCEMENTO EN EL MOBILIARIO URBANO . 65 5.1

La banca como elemento excepcional del espacio público y su limitante ............. 65

5.2

Unificando los conceptos diseño – materialidad ...................................................... 67

5.3

Ejecución de la banca ................................................................................................... 68

CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES ................................................................................................ 79 6.1

Conclusiones ................................................................................................................. 79

6.2

Recomendaciones ......................................................................................................... 80

CAPÍTULO 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 81 7.1

Bibliografía ..................................................................................................................... 81

7.2

Webgrafía ....................................................................................................................... 81

vi

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1: Proporción de las adiciones en los cementos chilenos ...................................... 21 Tabla 2.2: Resistencia mecánica de los cementos en Chile .................................................. 22 Tabla 2.3 Banda Granulométrica del árido fino ...................................................................... 24 Tabla 2.4: Características de los aditivos................................................................................ 25 Tabla 2.5: Requisitos para morteros de Ferrocemento ......................................................... 27

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Casa unifamiliar en Ferrocemento ........................................................................... 4 Figura 1.2 Bodegas flotantes en Ferrocemento ....................................................................... 5 Figura 2.1 El árbol: Una estructura curvo – laminar .............................................................. 12 Figura 2.2 Estructura ortogonal ............................................................................................... 13 Figura 2.3 Las estructuras ortogonales tienen mayor densidad estructural ...................... 13 Figura 2.4 Palacio de Deportes – vista interior ....................................................................... 18 Figura 2.5 Palacio de Deportes – vista exterior ...................................................................... 19 Figura 2.6 Malla de alambre de tejido hexagonal ................................................................... 29 Figura 2.7 Malla de alambre de tejido cuadrado ..................................................................... 30 Figura 2.8 Malla de metal desplegado ..................................................................................... 30 Figura 3.1 Banca de hormigón ................................................................................................. 38 Figura 3.2 Banca de Hormigón ................................................................................................. 39 Figura 3.3 Banca de Madera...................................................................................................... 39 Figura 3.4 Banca de Madera...................................................................................................... 40 Figura 3.5 Banca de Acero – Madera ....................................................................................... 40 Figura 3.6 Banca de Acero – Madera ....................................................................................... 41 Figura 4.1 La necesidad de utilizar el espacio público .......................................................... 48 Figura 4.2 Mobiliario ergonómico ............................................................................................ 50 Figura 4.3 Consideraciones antropométricas de la postura sentada .................................. 54 Figura 4.4 Comportamiento vertebral de la postura sentada ................................................ 55 Figura 4.5 La postura según la actividad a desarrollar .......................................................... 57 Figura 4.6 Plaza desocupada – banca clásica ........................................................................ 58 Figura 4.7 Render de inventor: Diseño hipotético de la banca ............................................. 60 Figura 4.8 Foto: Molde de la silla ............................................................................................. 62 Figura 4.9 Foto: Contra – molde de la silla.............................................................................. 62 Figura 4.10 Persona sentada con las proyecciones en AutoCAD ........................................ 63 Figura 4.11 Render de inventor: Diseño de la banca a ejecutar ........................................... 64 Figura 5.1 Diagrama “ciclo de diseño” .................................................................................... 67 Figura 5.2 Sección transversal prototipo (armadura) ............................................................ 68 Figura 5.3 Isométrica esquemático prototipo (armadura) ..................................................... 69 Figura 5.4 Sección transversal prototipo (malla discreta) ..................................................... 70 Figura 5.5 Sección transversal prototipo (malla difusa) ........................................................ 70 Figura 5.6 Doblado manual de los fierros ............................................................................... 71 Figura 5.7 Esquematización de doblado de fierros (armadura) ............................................ 72 Figura 5.8 Empalme de los fierros de la armadura ................................................................. 72 Figura 5.9 Enfierradura de la banca ......................................................................................... 73 viii

Figura 5.10 Amarra aplicada a la armadura ............................................................................. 73 Figura 5.11 Enfierradura y malla discreta de la banca ........................................................... 74 Figura 5.12 Armadura de la banca ........................................................................................... 74 Figura 5.13 Armadura y mortero aplicado ............................................................................... 75 Figura 5.14 Armadura cubierta de mortero ............................................................................. 76 Figura 5.15 Amardura cubierta de mortero y moldeamiento de asentaderas ..................... 77 Figura 5.16 Banca de ferrocemento ergonómica ................................................................... 78

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RESUMEN

El siguiente trabajo de titulación consiste en diseñar y construir una banca con un material que se utiliza poco en nuestro país, el Ferrocemento.

En esta tesis se demuestra la versatilidad del Ferrocemento, elaborando mobiliario urbano, que por medio del diseño consigue una óptima funcionalidad gracias a la libertad que proporciona el material constructivo, permitiendo diseñar estructuras curvo – laminares siguiendo parámetros ergonómicos y antropométricos para otorgar una máxima comodidad y/o utilidad para quien haga uso del mobiliario.

En particular, se pensó en aplicar estos conceptos a una banca diseñada y fabricada íntegramente por los autores.

Esta muestra de mobiliario urbano – banca ergonométrica - constituye el resultado de este estudio desarrollado bajo el concepto de Tesis de grado y una demostración de la importancia, factibilidad, satisfacción y orgullo de cumplir con los objetivos planteados.

En este trabajo queda plasmada la recomendación de una metodología de diseño y ejecución para la elaboración de bancas.

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1. CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1

1.1.1

Generalidades

Historia

Joseph Louis Lambot fue quien inventó el ferrocemento en Francia, el año 1848. Su primera aplicación consistió en un bote a remos construido en 1849. En 1856, Lambot obtuvo patentes francesas y belgas con el nombre de “Ferciment”. Uno de sus botes aún se encontraba a flote en 1949, es decir, cien años después. Éste se exhibe en un museo de Brignoles, Francia, y en muy buenas condiciones.

En 1887, se construyó un bote similar en Holanda, el que, con casi 100 años de antigüedad, aún flota en el lago de Los Pelícanos, en el zoológico de Ámsterdam. A partir de esta fecha y a principios de 1900, se construyeron pequeños botes de motor y barcos de río, incluyendo la primera embarcación de hormigón que utilizó el Gobierno de Estados Unidos, a la que se le dio nombre de “Concreta”.

Durante la Primera Guerra Mundial se construyeron barcos con este material, lo que permitió desarrollar y mejorar la técnica. Este impulso se debió a la escasez de materiales tradicionales.

No se obtuvieron más antecedentes acerca del uso del ferrocemento, hasta que un notable Ingeniero-Arquitecto italiano, Pier Luigi Nervi empezó a experimentar con el ferrocemento para construir embarcaciones durante la Segunda Guerra Mundial. Nervi inició una serie de experimentos con este material, y observó que el ferrocemento poseía las características mecánicas de un material casi homogéneo, capaz de resistir fuertes impactos. Es decir, reforzando el mortero con diversas capas de malla de alambre, se obtenía un material que presentaba extraordinarias características mecánicas, gran resistencia al impacto y gran capacidad de impedir el agrietamiento. A través de una serie de pruebas, estableció las características preliminares del material. Diseñó y construyó diversas techumbres que se conservan hasta nuestros días, como modelos racionales y estéticos del diseño estructural y arquitectónico.

Después de la Segunda Guerra Mundial, Nervi construyó el moto–velero “Irene” de 165 toneladas, con casco de ferrocemento de 3,6 cm de espesor y un peso inferior en 5 % al de una embarcación similar de madera, y al 40 % del costo de una de madera.

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Además, en 1947 construyó una pequeña bodega; posteriormente, techó la alberca de la Academia Naval Italiana con una cubierta de 15 m y después techó la famosa Exhibition Hall en Turín, con una luz libre de 91 m. En ambas estructuras se usó ferrocemento como uno de los elementos estructurales, el cual se combinó con hormigón armado “in situ” para materializar las nervaduras.

A principios de la década de los sesenta, se logra una buena aceptación del ferrocemento.

En 1958, se construye en la Unión Soviética, la primera estructura de ferrocemento con techo de bóveda sobre un centro comercial en Leningrado. Desde entonces, se han construido con ferrocemento alrededor de 10 millones de metros cuadrados de techumbres. La mayor de estas estructuras, tienen claros libres entre 24 y 30 m, con techos de ferrocemento de aproximadamente 1 a 2 cm de espesor.

En 1959, M.W. Sulherland, se convierte en el pionero en la fabricación de barcos de ferrocemento, donde además desarrolló la industria de construcción de barcos en Nueva Zelanda.

Utilizando dos sacos de cemento y una cierta cantidad de malla de alambre hexagonal, construye un barco de recreo. Posteriormente, forma una compañía llamada Ferrocement Ltda., dedicada a la construcción de más de 50 barcos pequeños.

En 1965, el “Awahree”, yate de ferrocemento de 16 m de largo, construido en Nueva Zelanda y propiedad de un estadounidense, da la vuelta al mundo sin sufrir daños serios. Desde entonces, el uso de las construcciones de ferrocemento, ha ido en aumento en todo el mundo.

En 1971, la Ferrocement Marine Construction Ltda. construye en Hong Kong un barco de ferrocemento llamado “Rosalyn I”, con 26 m de largo y considerado como el más grande de los barcos pequeños de ferrocemento en el mundo.

En 1972, la U.S. Nacional Academy of Sciences, a través del Consejo de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo Internacional, organizó una mesa redonda sobre el uso del ferrocemento en países en desarrollo, y en 1973, emitió un informe que tuvo un gran impacto sobre la aplicación del ferrocemento. Lo identificó como un material de tecnología apropiada, pero poco conocida, con amplio potencial de aplicaciones.

En 1974, El Instituto Asiático de Tecnología y la Academia de Ciencias de Estados Unidos reunidos en Bangkok, analizaron la utilidad del ferrocemento; donde participaron ingenieros, científicos, administradores y hombres de negocios. Este taller recomendó establecer un servicio internacional de información sobre el ferrocemento; para recopilar, procesar y definir

2

información. Y en 1975, el American Concrete Institute forma su comité 549, para hacerlo posible.

En 1976, se funda el Centro Internacional de información del Ferrocemento (IF IC), en el Instituto Asiático de Tecnología, en Bangkok, Tailandia, el que actúa como un centro de recopilación de información sobre el ferrocemento y publica la revista “Journal of Ferrocement”, que originalmente fue publicada en Nueva Zelanda. Actualmente, esta revista es el principal medio de publicación de dicho centro y la revista periódico más importante en lo que respecta a información sobre ferrocemento.

En 1979, la RILEM (Reunión Internacional de Laboratorios de Ensayo de Materiales) establece el comité 48-FC, para evaluar métodos de prueba para el ferrocemento.

Actualmente, en Brasil, en la Universidad de Sao Paulo, se han hecho numerosos estudios que han usado de base para su aplicación este producto, en el área de techumbres y servicios comunitarios. Se han desarrollado, además, industrias de prefabricados de ferrocemento en varias ciudades de este país, donde actualmente se prefabrican escuelas completas y se han proyectado plantas de agua con este material.

En Chile, las Empresas Constructoras Pablo Torres y Rivano, se han dedicado a la construcción de viviendas en ferrocemento.1

1

Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento.

Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias de la Ingeniería. Escuela de Construcción Civil. Pág.4-7.

3

1.1.2

Edificaciones

El Ferrocemento por ser un material de bajo costo, se vuelve de fácil adquisición, el cual es muy efectivo en la industria de la edificación (particularmente en el área de la vivienda social).

Por su fácil manejo, se pueden diseñar y construir elementos monumentales de producción única, hasta viviendas populares de ejecución en serie.

La principal localidad de desarrollo de uso de ferrocemento en Chile, se sitúa en Concepción.

En el año 1994, se desarrolla el primer proyecto Fontec, que dio como resultado una vivienda prefabricada de 46m 2, en un piso, con paneles de doble cámara de aire en ferrocemento. A partir de este proyecto, se han construido viviendas en la zona de Coronel, Chillán, Talca y Concepción. Destaca la Empresa Pablo Torres de Chillán, que ha construido del orden de 200 viviendas en los años 2003 y 2004, y la Empresa Constructora Rivano.

Figura 1.1 Casa unifamiliar en Ferrocemento Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004.

Es así, que el ferrocemento se considera como una tecnología sustentable en el desarrollo de los pueblos, por diversas razones. Entre ellas se tienen: 2 

Materiales básicos disponibles en la mayoría de los países.



No requiere de maquinaria pesada.



Es fácilmente reparable.



Puede fabricarse de muy variadas formas.

2

Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento.

Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias de la Ingeniería. Escuela de Construcción Civil. Pág.11.

4

1.1.3

Ambiente marino

En nuestro país, el uso de Ferrocemento está directamente ligado con este ambiente, ya que sus primeras incursiones comenzaron aquí, en el uso de embarcaciones en la ciudad de Valparaíso, donde se construyeron algunos barcos de pesca, los cuales no prosperaron debido a dificultades económicas. En 1989, se retoma en Puerto Montt la creación del primer astillero por la Empresa Ferrosur.

La Empresa Ferrosur ha construido desde 1989 a la fecha: 175 bodegas, 14 muelles flotantes, 3 casas e innumerables otros elementos hechos con Ferrocemento.

Figura 1.2 Bodegas flotantes en Ferrocemento Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004.

5

1.2

Objetivos

1.2.1

Objetivo General

Demostrar la versatilidad del ferrocemento para la elaboración de mobiliario urbano a través del diseño y construcción de un elemento en particular.

1.2.2

Objetivos Específicos



Diagnosticar el problema de la materialidad en los mobiliarios urbanos.



Identificar el Ferrocemento como un material usado en construcción, y describir su método constructivo.



Fundamentar la versatilidad del ferrocemento mediante argumentos técnicos y estructurales.



Estudiar la ciencia de la ergonomía para el diseño de mobiliario urbano, adoptando uno en particular.



Diseñar y ejecutar un mobiliario en particular.

6

1.3

Alcances

El diseño estructural se hará basado en experiencias empíricas llevadas a cabo en investigaciones realizadas por la Universidad Austral, realizadas por profesionales para aplicaciones reales. En bibliografía se encontrarán identificados los trabajos que respaldarán el conocimiento y la aplicación a un elemento de ferrocemento.

El diseño del elemento está basado en los fundamentos de la ergonomía. Se empleará mortero pre-dosificado a fin de asegurar su homogeneidad.

Para diseñar el mobiliario, se usarán dos programas de Autodesk con licencia de estudiante, Inventor 2016 y AutoCAD 2010.

Al no haber norma chilena del Ferrocemento, se usarán las recomendaciones técnicas proporcionadas por una obra publicada por el ICH (Instituto Chileno del Hormigón), Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE, escrita por Hoffmann, R.

1.4

Limitaciones

En esta tesis se presentarán las siguientes limitaciones: 

No se realizarán cálculos estructurales formales.



No se efectuarán cálculos de dosificación del mortero hidráulico del ferrocemento.

7

1.5

Justificación e Importancia del tema

A partir de un diagnóstico realizado en diversos emplazamientos públicos de tipo urbano, se divisa una problemática latente y constante en los mobiliarios que en estos lugares existen.

Esta fijación recae principalmente en la comodidad y resistencia a los agentes del clima, factores que en particular las bancas públicas, muchas veces, no cumplen, volviéndose disfuncionales para el ser humano.

En vista de que la problemática apunta a aspectos como, el diseño del mobiliario y propiedades físicas, químicas y mecánicas del material, es que se acoge el desafío de buscar un material idóneo a aquella necesidad.

La constante búsqueda de nuevos materiales que logren satisfacer las necesidades de un proyecto, son parte fundamental en el desarrollo del rubro de la construcción, y más aún, cuando los requerimientos son cada vez más exigentes, en cuanto a la eficiencia que éste debe lograr, ya sea; por su economía, ejecución, versatilidad, resistencia, etc.

En esta incesante indagación por encontrar materiales idóneos, se asoma el ferrocemento como una alternativa privilegiada, que, en cierto modo, cubre con variables significativas a la hora de ejecutar algún proyecto, destacando por su bajo costo, versatilidad arquitectónica, resistencia y ejecución.

Si bien el ferrocemento no es una tecnología nueva, si lo es desde el punto de vista de los sofisticados resultados que se pueden obtener, y es por esto que se tiene la visión de poner en vigencia al ferrocemento, proponiéndolo como una alternativa real para próximas estructuras, donde se presenta demostrando su característica principal y predominante: la versatilidad.

Esta propiedad es significativa a la hora de diseñar estructuras con curvaturas prolongadas, pues rompe con los esquemas clásicos de los materiales comunes (madera, metales, hormigón armado y polímeros), que recaen en el diseño ortogonal, que de por sí, para muchos cuerpos no es necesario; además, es capaz de soportar cargas considerables y los posibles ataques de agentes externos. Cumpliendo, entonces, con los requerimientos mecánicos, físicos y químicos, ya que es sabido que se trata de un mortero con una relación mayor en cemento, acompañado de una estructura esbelta de enfierradura.

A modo de solucionar la problemática planteada de los mobiliarios públicos, se propone el ferrocemento como material para desarrollar en particular bancas públicas idóneas que satisfagan al usuario, a través de la sofisticación de este material en conjunto con el diseño,

8

para que se adapte a las curvaturas propias del humano y al resto de los factores que requiere un bien público.

1.6

Metodología

El desarrollo de esta tesis se efectuará, en primera instancia, diagnosticando un problema específico, donde se propone una solución mediante un pre – estudio de la falencia principal de la problemática, para posteriormente investigar los antecedentes directos que van a orientar el análisis de la problemática primordial, para así enfocar la solución propuesta de forma directa al problema.

De forma objetiva y con la intención de solucionar una falencia apática e imperceptible por el común de la gente, se visualiza en los emplazamientos públicos un problema de mantenimiento, atracción, uso y deterioro de los mobiliarios urbanos que se encuentra disponible.

En vista del diagnóstico planteado, se estudia porqué ocurre constantemente esta situación en diversos lugares, encontrando como factor predominante la carencia de funcionalidad de estos objetos en los espacios públicos, donde se visualiza una interacción ocasional entre las personas y los mobiliarios.

Una vez encontrada la disociación humano – mobiliario, a consecuencia de la disfuncionalidad por diversos factores propios de estos objetos, se busca la problemática, encontrando de forma analítica la materialidad como principal factor de la disfuncionalidad predominante en la confección de estos objetos, pues este factor es el que determina y afecta el diseño, y la funcionalidad del mobiliario.

Como el material es el problema en cuestión, una solución es cambiar el material por uno que no limite ni el diseño ni la funcionalidad del mobiliario. Para esto se investiga el material más idóneo para una fabricación funcional de los mobiliarios, mediante la comparación de distintos materiales, identificando en cada uno de ellos, las propiedades que corroboran su utilización en este tipo de estructuras urbanas.

Tras una indagación sobre la materialidad de estructuras, se encuentra el ferrocemento, cuya composición reúne las propiedades que logran satisfacer de mejor manera las solicitaciones que un mobiliario urbano requiere, como necesidades propias de la fisionomía humana, junto con otros aspectos tales como los sociales, climáticas, físicos, químicos, mecánicos, etc.

9

La manera en que se argumenta la versatilidad de este material, es por medio de la realización de una estructura particular, para así demostrar las características fundamentales del material. Se escogerá dentro de los mobiliarios urbanos “la banca”, para así diseñar la estructura particular, y luego materializar, y posteriormente, fundamentar su utilización en este tipo de estructuras.

Con la finalidad de mostrar de manera práctica los diferentes usos del ferrocemento, se hará tangible la banca. Para esto se ejecutará la confección de ésta, con características ergonómicas que darán solución a algunas de las problemáticas planteadas, mientras que otra lo resolverá el material por sí solo, debido a sus propias características, dejando de manifiesto su versatilidad.

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2. CAPÍTULO 2. EL FERROCEMENTO Y LAS ESTRUCTURAS CURVO – LAMINARES

2.1

Estructuras curvo – laminares

“Un mundo de formas y movimientos se despliega ante nosotros cada nuevo día en que nos es permitido abrir los ojos3”, es como Rodolfo Hoffmann comienza su libro Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE, el cual es una de las mejores obras nacionales que presenta al Ferrocemento como uno de los materiales constructivos más versátiles y útiles que se dispone, pero al que lamentablemente, no se le ha sacado el debido provecho.

Muchas y variadas son las formas que se encuentran en este planeta, sin duda, un mundo de formas, un universo variado que proporciona una variedad de ellas para todos los gustos. Al considerar los seres inmóviles, arraigados a la tierra y silenciosos, tales como las plantas, flores y hortalizas, se observa que están llenos de belleza, la cual es digna de admirar; algo parecido sucede con los seres móviles, tales como las aves, los animales, los peces, los insectos y todos los demás seres vivos que es posible imaginar, entre ellos los seres humanos, que también cuentan con una hermosura digna de ser apreciada. Ahora, todos estos seres tienen en común, algo quizá muy simple, pero que es lo que los hace tan especiales, y es que en su forma casi no encontramos formas ortogonales o perpendiculares.

Por ejemplo, al considerar un árbol, notamos que su tronco tiene forma mayormente cilíndrica, y al crecer en su eje longitudinal, a veces se curva; sus ramas también tienen formas geométricas curvas, al ser más gruesas en la base del eje transversal y más delgadas en su extremo final, como un cono muy alargado, y curvado en su eje longitudinal; las raíces de un árbol, también son como las ramas en su forma, pero mucho más gruesas y curvas en su eje longitudinal; y por último, las hojas, que son por lo general, delgadas láminas curvas tanto en su eje longitudinal como transversal.

3

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 11. Santiago. ICH. 11

Figura 2.1 El árbol: Una estructura curvo – laminar Fuente:http://www.canstockphoto.es/ Año: 2015 Todo esto es beneficioso para el árbol, pues la disposición antes descrita, aporta fundamentalmente a la resistencia mecánica de éste, optimizando por medio de la forma, sus dimensiones. Por ejemplo, las hojas del árbol si fueran planas y largas, como una hoja de papel, no podrían sostenerse por sí mismas, ya que esa disposición hace que la hoja tenga muy poca o nula resistencia para sostener su propio peso, pero con tan solo curvar la hoja en su eje longitudinal, adquiere una resistencia mucho mayor a la que antes tenía, alrededor de 150 veces su propio peso. Sin duda, si hubiera hojas planas en los árboles como las hojas de papel de un cuaderno, estarían todas dobladas, no teniendo la resistencia para sostener su propio peso.

Y este mismo patrón laminar y curvo, se repite en las plantas, flores, hortalizas y demás seres vivos inmóviles, y de igual manera, se repite el patrón curvo – laminar en los seres móviles como animales, insectos, aves, etc. Por ejemplo, las tortugas tienen un caparazón cóncavo, el cual, por su forma curva, le proporciona bastante protección de los depredadores, sin la necesidad que este escudo natural sea tan robusto y pesado, como lo sería si tuviera una forma geométrica ortogonal.

El ser humano en base a este patrón curvo y laminar, ha creado distintos objetos tales como: “vítreos globos de una lámpara, cilíndricos o esferoidales envases y pomos de puertas; la taza y el platillo de la infusión matutina sobre la superficie de la mesa; los blancos, y redondeados sillones de reposo o las óndulas curvas de una silla de Viena.4”

Pero a pesar de que este principio ha sido usado para la elaboración de distintos objetos y artefactos, ha sido muy poco considerado en el terreno estructural. De hecho, la geometría laminar, que reina en el mundo natural, es una completa desconocida en el mundo constructivo, pues ya hay quien reina en este ámbito, “el cubo” y el “paralelepípedo”.

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Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 11. Santiago. ICH. 12

Figura 2.2 Estructura ortogonal Fuente:https://comerciojusto.proyde.org/juegos/1311-cubo-de-maderaparalelepipedo.html Año: 2015

Lo que ha hecho que estas formas geométricas tomen tal relevancia, es su capacidad de multiplicarse o subdividirse hasta el infinito, lo cual permite tener un sistema constructivo estandarizado, el cual, además, utiliza muy bien los espacios, ya que pueden acomodarse varias estructuras cúbicas unas al lado de otras, obteniendo en el menor espacio posible, una gran cantidad de este tipo de estructuras, es decir, una mayor densidad estructural.

Figura 2.3 Las estructuras ortogonales tienen mayor densidad estructural Fuente:http://agrega.educacion.es/repositorio/30052014/4d/es_201405 3012_9082306/fractal_cbico.html Año: 2015 Por ejemplo, meditemos que sucedería si la estructura curva – laminar del huevo la cambiáramos por una estructura ortogonal. “Si los huevos de gallina fueran cúbicos o paralelepipédicos, una caja de una docena ocuparía la tercera parte de espacio, lo cual sería muy práctico para quien tuviera que enviar digamos 5000 cajas, o para los almacenes que 13

deben tener un stock importante.5” Sin duda, un principio muy atractivo desde el punto de vista económico, pero ¿Es tan buen principio desde una perspectiva antropológica y estructural – constructiva?

Cuando se considera al ser humano, éste no se mueve en forma cúbica ni en líneas rectas, sino en formas curvas, pues, por ejemplo, cuando gesticulamos para hacer notar con intensidad algo que queremos comunicar, “lo hacemos describiendo amplios arcos con manos y brazos extendidos, nunca en movimientos lineales, salvo que estemos describiendo con gestos… un cubo6”. En general, toda construcción habitacional se construye con forma cúbica o en forma de paralelepípedo, pero el ser humano por su constitución misma, al no moverse en estas formas, hay espacios que quedan desaprovechados, tales como las esquinas superiores, que no tienen ningún fin en especial, más que ser usados por algunos muebles o ventanas que los puedan aprovechar.

Se procederá a presentar la evaluación y comparación hecha por Rodolfo Hoffmann del sistema clásico ortogonal versus el sistema laminar en su libro “Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE”: “Consideremos un recinto modular ortogonal de 6 x 6 m, losas de 0,15 m de espesor, vigas de 0,25 x 0,40 m en los bordes, de las cuales consideraremos sólo la mitad de su peso propio, y cuatro muros de ladrillo con un 25 % de vanos. En las esquinas, cuatro pilares de hormigón de 0,25 x 0,40 m; este conjunto pesa unos 25000 kg.

Si aplicamos el sistema estructural laminar, … partimos con una losa de hormigón armado (muy especial) de 2,5 cm de espesor promedio, nervada con arcos radiales que ocupan parcialmente aquellos espacios altos que tenían sólo funciones ocasionales. El intradós sería una superficie curva continua (casquete esférico sobre pechinas). En los bordes colocamos vigas también de arco, de sección doble T, del mismo hormigón muy especial. Muros de doble lámina de 1,5 cm de espesor cada una, hechas solidarias con tabiques transversales en disposición escatolar (de caja). Interior con aislante termoacústico. No requieren pilares. Este conjunto, mejor dicho, esta disposición estructural pesaría 8900 kg: algo de un tercio que la solución anterior.7”

Es de notar que este sistema constructivo no es para nada nuevo, de hecho, es bastante antiguo. Los sistemas constructivos góticos, románticos, romano-árabe, usando solo

5

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 12. Santiago. ICH.

6

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 13. Santiago. ICH.

7

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 14. Santiago. ICH. 14

mampostería, conseguían resultados sorprendentes, teniendo estructuras curvas muy resistentes.

Pero hoy en día “en el campo del diseño y construcción de estructuras civiles donde el empleo de láminas curvas es muy restringido… esto sucede por haberse confundido hoy en día la geometría ortogonal con el concepto de funcionalidad, y en parte también por una casi invencible dependencia de los materiales de moldaje utilizados, de suyo planos o rectos, como son las placas y cuartones de madera, que imponen sus limitaciones y generan elementos resistentes – pilares, vigas y losas – que trabajan onerosamente a flexión y por ende, configuran edificaciones toscas, pesadas, donde escasamente se cumple el principio ultra básico de cualquier diseño estructural eficiente8”:

Máxima resistencia con mínimo de material.

Si se vuelve a considerar el ejemplo del huevo antes mencionado, éste sin duda disminuye tres veces el espacio que se ocuparía en una caja de una docena de huevos, lo cual es su aspecto positivo, como ya se hizo notar anteriormente, pero su gran problema, es que no cumple con la ley del principio básico de cualquier diseño estructural eficiente, es decir, no cumple con una máxima resistencia con un mínimo de material. Si el huevo fuera cúbico, su cáscara “pesaría de seguro el doble, pues su capacidad resistente estaría mal distribuida: sería mayor en las aristas y vértices y menor en sus caras planas 9”

Y es aquí donde queda demostrado que las estructuras clásicas ortogonales no son necesariamente la panacea de la funcionalidad estructural, pues carecen del principio anteriormente mencionado, lo cual trae como corolario tener que aumentar las dimensiones, y la robustez de las estructuras ortogonales, para así suplir la carencia de resistencia que éstas tienen, al no seguir el principio básico de cualquier diseño estructural.

2.2

Ferrocemento: el amigo de las estructuras curvo – laminares

Después de haber considerado las estructuras curvo – laminares, queda por responder la siguiente pregunta ¿Cuál es el material idóneo para construir este tipo de estructuras tan eficientes, como las que proporcionan las estructuras curvo - laminares? Y es aquí donde sobresale un material poco conocido, pero, por cierto, ya bastante antiguo, el Ferrocemento, que data de a lo menos 170 años de historia.

8

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 16. Santiago. ICH.

9

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 12-13. Santiago. ICH. 15

“El Ferrocemento es un material poco conocido, casi se diría mal comprendido y hasta puede decirse en un momento dado: un material un tanto misterioso, que a menudo provoca inquietudes de diverso orden en quiénes recién se informan acerca de las obras construidas con él.

Es bien conocida la historia del Hormigón armado, cuya existencia se había iniciado con ciertos artefactos confeccionados por Monsieur Lambot alrededor de 1845, quien, utilizando varillas delgadas de acero y pasta de mortero de cemento, construyó un bote y planteras, ambos objetos configurados con láminas de doble curvatura. Esta especialísima circunstancia no fue registrada debidamente por los observadores, que al parecer captaron sólo el hecho sin duda importante, en aquella Feria de París de 1848, de que ambos materiales podían en verdad trabajar juntos pues tenían el mismo índice de dilatación térmica. Así, principalmente en Alemania, se desarrolló la idea centrándola en el diseño empírico de elementos prismático – paralelepipédicos denominados vigas, losas y pilares, y su posterior sistematización teórica y formulación matemática de la que nació el Cálculo del Hormigón Armado, y con lo cual grandes edificios de este nuevo material comenzaron a invadir las ciudades del orbe, compitiendo con el acero estructural.

La idea y aplicación original, un bote, cuya lámina de doble curvatura obedece a razones hidrodinámicas, guarda en su íntima configuración un poderoso secreto estructural: Resistencia por forma, un principio indisoluble de las estructuras laminares y que hasta hace muy poco no era estudiado, ni siquiera mencionado en las escuelas de ingeniería, de arquitectura y construcción.10”

Pero quien desarrolló este material ampliamente fue Pier Luigi Nervi, quien definió el Ferrocemento como un mortero de cemento armado laminar, el cual agregó un conocimiento que potenció aún más al Ferrocemento, y “es que las armaduras de una estructura de hormigón armado trabajan mejor mientras mayor es la subdivisión de su sección resistente.

A mayor subdivisión corresponde un área mayor de acero en contacto con la masa de hormigón, el cual debe seguirla en su elongación, lo cual significa un importante incremento de elasticidad. El límite práctico a que llegó Nervi en este empreño, fue la utilización de capas múltiples de mallas de alambre de acero soportadas durante el proceso constructivo por barras de acero que quedaban incorporadas a la lámina estructural, colaborando por cierto a la capacidad resistente del conjunto. Esto que suena tan simple y sin novedad, le permitió cubrir con este material grandes espacios de hasta cien metros de luz, con láminas de espesores mínimos constituidas por elementos prefabricados, o también la construcción de embarcaciones monolíticas de una pieza, sin moldaje. 11”

10

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 17 – 18. Santiago. ICH.

11

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 18. Santiago. ICH. 16

Sin dudas el Ferrocemento es un material extraordinario, que despierta el interés de quienes lo oyen por primera vez, queriendo muchos iniciar proyectos constructivos con él, pero en la práctica, esto muy pocas veces se ha concretado, con la excepción de diversos constructores navales que han incursionado en el diseño de embarcaciones en Ferrocemento, pero además de esto, es muy poco lo que se ha hecho con un material tan versátil y de tremendas propiedades estructurales como éste.

Todo esto nos lleva a la pregunta “¿Por qué, tratándose de un material de características tan extraordinarias no se ha masificado su uso en el ámbito constructivo? Una pregunta que no es fácil de contestar, pero que es muy frecuente de escuchar durante las ocasionales oleadas de interés que suscita entre algunos profesionales de la construcción.

Tal vez, una primera respuesta a la pregunta anterior, sería que las estructuras posibles de construir con Ferrocemento son de difícil concepción inicial, pues todas ellas casi sin excepción, corresponden a las de tipo laminar curvo, y, es innegable que por rutina mental, por la disponibilidad de materiales en plaza y de obra de mano especializada, tenemos la tendencia a pensar en soluciones con elementos lineales o planos, que constituirán estructuras cuya geometría será preponderantemente ortogonal. Y este es el reino de los esfuerzos de flexión en los elementos resistentes de las estructuras, poco eficientes, con exceso de material y de peso y costo; en otras palabras, de mal diseño arquitectónico, y pobre diseño estructural.

Las estructuras laminares permiten evitar en mayor o menor grado la presencia de esfuerzos flectores, canalizando en un mismo sentido tensiones puras por áreas opuestas, en un esquema tensional que se ha denominado de membrana. En cualquier sección de la lámina encontraremos en un mismo sentido sólo tracción o compresión, y como se sabe, suelen cruzarse ambas en sentido ortogonal, lo que de ningún modo indica flexión. Donde dichas tensiones se acumulen en exceso, será oportuno diseñar plegaduras progresivas de la lámina, las que aumentarán considerablemente la inercia transversal sin gran aumento de peso, soslayándose así, riesgos de pandeo o abolladura.

Un ejemplo muy frecuente y muy simple de lo anterior, utilizado en la enseñanza de principios estructurales básicos, es el de una lámina de papel de oficio sujeta con la mano por un extremo. Si permanece plana, no soportará siquiera su propio peso, unos 5 g, pues su resistencia a la flexión es nula. Al curvarla, resistirá un peso hasta 6 veces mayor en su extremo libre. Esto es igualmente válido para doble apoyo: plana tampoco resiste su propio peso, pero si la plegamos, sin esfuerzos adicionales resistirá un peso concentrado de 150 g,

17

o más (30 veces su peso propio). Esto que parece a primera vista un juego de niños, es válido para cualquier escala.12”

Respecto a esto mismo, pero en una escala mucho mayor, Nervi aplicó el principio descrito anteriormente en una obra que ganó por licitación pública, la cual competía con soluciones estructurales de acero. Esta obra es el denominado Palacio de Deportes la cual es una de las obras más magníficas que se hayan construido, que consiste en un recinto circular de 100 m de diámetro, cubierto por una cúpula de 30 mm. Por lo general, una estructura de hormigón armado diseñada en tales dimensiones, “aun considerando espesor variable, era de 150 cm de espesor en su anillo de apoyo 13” entonces, ¿Cómo se explica esto? ¿Cómo puede existir una estructura de dimensiones tan esbeltas? ¿Acaso construir un edificio con una cúpula de 3 cm que puede llegar a alojar a 20000 personas no es una irresponsabilidad? Sin duda, si se hizo de hormigón armado solamente, es un rotundo sí, pero ¿si esto no fue así? Entonces es plausible que exista tal construcción, sin tener que calificarlo como una negligencia constructiva.

Figura 2.4 Palacio de Deportes – vista interior Fuente:http://www.tesisenred.net Año: 2015

12

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 19 – 22. Santiago. ICH.

13

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 22. Santiago. ICH. 18

Figura 2.5 Palacio de Deportes – vista exterior Fuente:http://es.wikiarquitectura.com/index.php/Palacete_del_Deporte Año: 2015 En primer lugar, la estructura no estaba hecha de hormigón armado solamente, sino que era una configuración mixta de Ferrocemento – Hormigón Armado. Segundo, “la estructura de la cúpula en cuestión era en base a una lámina corrugada radialmente, progresiva desde la clave hasta el anillo inferior de apoyo, donde se obtenía una enorme, exagerada inercia transversal, dado el peso propio relativamente bajo de dicha cubierta. Fue erigida por medio de elementos prefabricados de Ferrocemento alineados por series circunferenciales sobre andamiaje metálico. En las partes altas y bajas de las ondas, estaban previstas acanaladuras continuas que sirvieron de moldaje para arcos radiales de consolidación, más anchos que altos, de Hormigón Armado, vertido este último una vez completado el armado total. 14”

Sin duda, el Palacio de Deportes construido por Nervi, es considerado como una de las obras constructivas más impresionantes y bellas que se han ejecutado en los tiempos modernos.

De este último hecho, es decir, la belleza que acompaña a tal magnifica estructura, se desprende uno de los valores agregados que poseen las estructuras curvo – laminares, y ésta es: “alta eficiencia estructural determina un alto valor estético.15” De todo esto, se puede afirmar que “construir con el material Ferrocemento es fácil, casi elemental, lo difícil… es diseñar elementos estructurales o estructuras íntegras, adecuadamente equilibradas en un contexto técnico – estético, en que forma y función estén satisfactoriamente fusionadas, lo cual no es nada fácil, dado nuestra carga de perjuicios e inercias16”

14

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 23. Santiago. ICH.

15

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 24. Santiago. ICH.

16

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 25. Santiago. ICH. 19

Ahora que se han visto las cualidades estructurales del Ferrocemento al ser idóneo en la construcción de estructuras curvo – laminares, se procederá a presentar cuáles son los materiales que lo componen.

2.3

Materiales que Componen el Ferrocemento

2.3.1

Mortero

El mortero de alta calidad, o mortero hidráulico, junto con el refuerzo y la malla, funcionan en conjunto para dar forma al elemento, además de soportar esfuerzos a la compresión e impedir que entren agentes nocivos que deterioren la malla y los refuerzos.

El mortero hidráulico está constituido de cemento, áridos o agregados pétreos, agua y aditivos. Las dosificaciones recomendadas por peso para obtener el mortero de alta calidad, son 1 parte de cemento por 1,5 – 2 partes de arena y 0,3 partes de agua.17 A.

Cemento

La Norma NCh 148 of.68 define el cemento como: “un material pulverizado que, por adición de una cantidad conveniente de agua, forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire”.

En la construcción de elementos de ferrocemento, el cemento Portland es el más comúnmente utilizado, debido a que es el representante más genuino de los conglomerantes hidráulicos y la NCh148.Of 68 lo define de la siguiente forma: “Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinker y yeso, y que puede aceptar hasta un 3 % de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado”.

Existen muy variados tipos de cemento cuyo componente principal es el clinker del cemento Portland, el cual es definido de la siguiente forma: “El clinker es la masa aglutinada que resulta de la calcinación, a la temperatura de fusión incipiente, de una mezcla íntima de sustancias calcáreas y arcillosas y/o materiales que contengan óxidos de silicio, aluminio y fierro, debidamente proporcionados y finamente molidos”.

17

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y ciencias del ambiente. FUNDAMENTOS

PARA LA APLICACIÓN DEL FERROCEMENTO. Pág. 8. Lima.

20

A.1 Clasificación

La norma NCh 148.Of 68 establece dos clasificaciones para los cementos nacionales; según su composición y su resistencia.

Los cementos se clasifican, de acuerdo a su composición, en las siguientes clases:

a) Cemento Portland b) Cemento Siderúrgico: 

Cemento Portland siderúrgico.



Cemento siderúrgico.

c) Cemento Puzolánico: 

Cemento Portland Puzolánico.



Cemento Puzolánico.

Tabla 2.1: Proporción de las adiciones en los cementos chilenos

Denominación del

Proporción de los Componentes Clínker + Yeso

Puzolana

Cemento

Escoria de Alto Horno

Portland

100 %

-----

-----

Portland

≥ 70 %

< 30 %

-----

≥ 70 %

-----

< 30 %

Puzolánico

50 – 70 %

30 – 50 %

-----

Siderúrgico

25 – 70 %

-----

Puzolánico Portland Siderúrgico

30 – 75 %

Fuente: Universidad de Santiago de Chile. Apuntes de Tecnología del Hormigón. Cemento Hidráulico. Prof. Renato Vargas.

Año: 2015

21

Los cementos se clasifican, de acuerdo a su resistencia: a) Cemento corriente. b) Cemento de alta resistencia.

Tabla 2.2: Resistencia mecánica de los cementos en Chile

Resistencia Mecánica [ kgf/cm2] de Cementos, según NCh148.Of 68 Grado

Resistencia a

Resistencia

la

Mínima a la

Compresión

Flexión

7

28

7

28

días

días

días

días

Corriente

180

250

35

45

Alta

250

350

45

55

Resistencia

Fuente: Universidad de Santiago de Chile. Apuntes de Tecnología del Hormigón. Cemento Hidráulico. Prof. Renato Vargas.

Año: 2015.

En casos eventuales, puede ser necesario determinar directamente las características del cemento que se va a emplear en obra. Para este objeto debe recurrirse a efectuar ensayos normalizados.

B.

Los Áridos

Los áridos para mortero son aquellos materiales pétreos constituidos por trozos duros, de forma estable, inertes, con el conglomerante y de dimensiones adecuadas; éstos cumplen dos funciones dentro del mortero: 

Son elementos inertes que conforman un esqueleto rígido que, aminora las deformaciones propias del conglomerante.



Disminuyen el costo del mortero al ocupar un gran volumen dentro de la masa a un costo comparativamente bajo.

22

Debido al gran volumen ocupado por los áridos en el mortero hidráulico, es que la calidad resultante de éste dependerá, en gran medida, de las características que presenten estos áridos.

Normalmente son arenas naturales de tamaño nominal de 5 mm, dependiendo el tamaño máximo, en definitiva, del espesor. Es el caso en estructuras de techumbre con nervaduras de espesor de 6 a 10 cm., con varias capas de malla, en que el tamaño máximo puede ser 10 mm. En general, las arenas deben estar constituidas por partículas duras, de forma y tamaño estable, limpio y libre de terrones, partículas blandas, arcillas, sales e impurezas orgánicas, u otras sustancias que por su origen o cantidad afecten la resistencia a la durabilidad del mortero. Al tener agregados pétreos de esta calidad se logra conseguir una buena impermeabilidad, y con la cantidad de agua mínima deben ser capaces de formar una mezcla suficientemente trabajable, para que el mortero tenga una penetración adecuada en la malla.

Cuando se escoge el árido, que generalmente es arena natural, se debe cuidar que éste no sea una arena blanda, ya que es afectada fuertemente por el efecto de la abrasión y las reacciones químicas. También no se deben escoger áridos muy porosos, ya que éstos permitirán la entrada de humedad dentro de la estructura homogénea del ferrocemento, que tiene una armazón y armadura formado de elementos de acero, que se ven afectados por la acción de la corrosión que se produce por la entrada de humedad, afectando la durabilidad y el comportamiento estructural del mortero, ya que éste comienza a agrietarse de adentro hacia afuera, a causa de las capas que se comienzan a formar sobre la armadura debido a la corrosión de ésta.

B.1 Granulometría La norma NCh163:2013 – Áridos para morteros y hormigones - Requisitos, define de la siguiente forma el árido fino: “Material compuesto de arena natural, arena proveniente de la trituración de rocas, grava u otro material con características similares, que pasan totalmente por el tamiz de abertura nominal 4,76 mm”.

La granulometría de las partículas debe ser continua, es decir, que tenga una distribución uniforme de partículas que pasen por los distintos tamices según lo recomendado por la NCh165:2009 – Áridos para morteros y hormigones – Tamizado y determinación de la granulometría. (o la especificación C33 – 86 de la norma ASTM):

23

Tabla 2.3 Banda Granulométrica del árido fino

Banda granulométrica del árido fino, según NCh165:2009 Tamiz

% que pasa

3/8´´ (9,5 mm)

100

N° 4 (4,75 mm)

95 - 100

N° 8 (2,36 mm)

80 - 100

N° 16 (1,18 mm)

50 - 85

N° 30 (0,59 mm)

25 - 60

N° 50 (0,295 mm)

10 - 30

N° 100 (o,147 mm)

2 - 10

Fuente: Universidad de Santiago de Chile. Apuntes de Tecnología del Hormigón. Árido. Prof. Renato Vargas.

Año: 2015.

C.

Agua

Primeramente, el agua debe ser potable o cumplir con los requerimientos indicados en la norma NCh1498:2012 – Hormigón y mortero. Agua de amasado – Clasificación y requisitos.

Su rol como componente del mortero, consiste en dar lugar a las reacciones químicas con el cemento, para formar un material resistente y dar al mortero fresco la plasticidad suficiente para ser colocado.

La norma chilena dice: “el agua de amasado debe ser limpia, exenta de materias en suspensión o en disolución, que puedan ser dañinas para el hormigón, tales como arcilla coloidal y glúcidos”.

D.

Aditivos

Los aditivos son sustancias que pueden agregarse a los morteros y hormigones, con el fin de modificar alguna de sus propiedades o para conferirle otras características, como, por ejemplo: aumentar su docilidad, reducir el agua de amasado, incorporar aire, modificar el tiempo de fraguado, etc.

Actualmente los aditivos n o son un componente eventual del hormigón, a ú n m á s , existen ciertas condiciones o tipos de obras que los hacen indispensables.

24

Aunque parezca obvio, el uso de aditivos estará condicionado por: 

Que se obtenga el resultado deseado, sin tener que variar sustancialmente el diseño.



Que el producto no tenga efectos negativos en otras propiedades del hormigón.



Que un análisis de costo justifique su empleo.

Generalmente, los aditivos que más se usan en la elaboración de ferrocemento son aquéllos que permiten mejorar la trabajabilidad, los que reducen la cantidad de agua disminuyendo las exigencias de ésta para la elaboración del mortero y los que se usan para prolongar su fraguado.

Tabla 2.4: Características de los aditivos

Aditivo y dosis usual

Propiedades

Aplicaciones recomendadas

Limitaciones

a) Incorporadores

Incorpora micro poros al

Protección al hielo-

de aire

hormigón, produciendo:

deshielo.

Resistencia al hielo y

Pavimentos.

Menor resistencia

* 0,03% a 0,05%

deshielo.

Protección contra

mecánica.

del peso del

Mayor docilidad. Menor

agentes químicos.

cemento

permeabilidad. Eventual menor

b) Plastificantes o

exudación.

Mejoran la lubricación

Hormigones

reductores de agua

entre partículas,

bombeados y

obteniéndose:

premezclados.

Mayor docilidad con agua * 0,1% a 0,4% del constante. Menor cantidad peso del cemento

Hormigonado de

de agua para docilidad

elementos estrechos o

constante.

prefabricados.

Mayor facilidad de colocación y

Hormigones de alta

compactación.

resistencia.

25

Continuación Tabla 2.4

Aditivo y dosis usual c) Fluidificantes

Propiedades

Aplicaciones recomendadas

Limitaciones

Aumentan

Hormigonado de

fuertemente la

piezas estrechas

* Para aumentar

docilidad

difícilmente

docilidad 0,5% a

permitiendo:

accesibles.

1% del peso del

Reducir el agua de

Hormigones

cemento.

amasado para

bombeados.

Su efecto dura un

docilidad constante,

Hormigonado en

plazo breve.

* Para reducir

con alto incremento

tiempo caluroso.

agua 1% a 3% del

de resistencia.

hormigones de

peso del cemento.

alta resistencia.

Hormigones para prefabricados.

Reparaciones

d) Aceleradores

Aumentan las

Hormigonado en

Usualmente

de fraguado

resistencias

tiempo frío.

contienen

iniciales.

Hormigonado

productos

* Hormigón no

proyectado.

corrosivos,

armado 1:2 a 15

Hormigones para

por lo que en

(aditivo:agua).

prefabricados.

hormigón armado

* Hormigón

Reducción del plazo

hay que tomar

armado máx. 1:6

de desmolde

ciertas

(aditivo:agua).

Reparaciones.

precauciones

Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004

E.

Algunas consideraciones adicionales al preparar el mortero

Para la ejecución de paneles de ferrocemento, el material base está constituido por un mortero que debe cumplir con una dosificación mínima de cemento de 410 kg/m³.

Esta especificación permite cumplir adecuadamente el requisito de resistencia a la compresión de 200 kg/cm² a los 28 días. La dosificación mínima de cemento establecida es para asegurar el grado de impermeabilidad de los paneles. Con dosificaciones menores a 26

la establecida, no es posible garantizar dicha impermeabilidad; sin embargo, el no cumplimiento de esta especificación, implicará la ejecución de nuevos ensayos para garantizar la calidad del producto.

Las arenas deben ser de

tamaño máximo 5 mm, y que cumplan el requisito

granulométrico establecido en la NCh165 para la arena media o normal, con módulos de finura entre 2,4 y 3,3. Se debe asegurar que la cantidad de finos (cemento y arena) que pasen por el tamiz 0,315 mm sea mayor que 500 kg/m³, siempre que no se exceda el contenido máximo de material fino menor que 0,08 mm en los áridos; permitiendo con ello una adecuada docilidad o fluidez y una capacidad resistente satisfactoria para la mezcla de mortero, asegurando con ello, una adecuada resistencia a la tracción por flexión, compresión, al impacto, a la permeabilidad y durabilidad del material.

Adicionalmente, se puede usar un aditivo superfluidificante que se utiliza en la etapa inicial del proceso de producción de partes, con el objetivo de reducir la razón agua/cemento y obtener un mortero auto – nivelante, lo que facilita su colocación y compactación con un mínimo vibrado.

Dependiendo del tipo de elemento y función que cumple en el sistema, se diseñan mezclas de mortero con dosis variables de cemento y consistencias adecuadas al método de colocación y compactación.

Los requisitos establecidos para los morteros que sirvieron de base para la elaboración de los componentes prefabricados y los elementos que fueron los construidos en obra, son los siguientes:

Tabla 2.5: Requisitos para morteros de Ferrocemento R especificada

Consistencia

Dosis Mínima

A) Mortero Estructural

200 Kg/cm2

Plástica

410 Kg/m3

B) Mortero Impermeable

200 Kg/cm2

Plástica

600 Kg/m3

C) Mortero Relleno

200 Kg/cm2

Plástica

410 Kg/m3

Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004

27

2.3.2

Armadura para Ferrocemento

Uno de los componentes principales del ferrocemento aparte del mortero, es la malla metálica (que pueden ser entretejidas, soldadas y expandidas y/o metal desplegado), ya que el comportamiento mecánico dependerá de las características del material, ya sea la cantidad, orientación y propiedades de resistencia de ésta. Lo ideal es que la malla sea lo suficientemente flexible, para poder doblar y lograr distintas geometrías, como también proporcionar ductilidad y homogeneidad al momento de distribuir el mortero, como lo es la malla entretejida.

El refuerzo en el ferrocemento consiste comúnmente en capas de mallas continuas. Estas mallas se fabrican ensamblando filamentos o hebras de alambre continuas.

La armadura para el ferrocemento se subdivide en dos, la difusa y la discreta que se definen a continuación.

A.

Armadura difusa

Constituida por alambres de pequeños diámetros, formando mallas con espaciamiento pequeño, las cuales se distribuyen uniformemente dentro del mortero. Las más comunes de las mallas, son la malla gallinero hexagonal con abertura de una pulgada o algunas mallas electro – soldadas.

La principal función de esta armadura es la de proporcionar un marco para sostener el mortero en estado fresco, y absorber los estados de esfuerzos de tensión de tracción cuando éste endurezca, que por sí solo el mortero no puede soportar, y además aporta la resistencia a la fisuración.

Una de sus características más importantes de la armadura difusa es que sea lo suficientemente flexible para que se pueda doblar en las esquinas, sin romperse ni perder resistencia al haber sido doblada.

B.

Tipos y características de la armadura difusa

B.1 Malla de alambre de tejido hexagonal (de gallinero)

Este tipo de mallas es uno de los más usados y de mayor disponibilidad comercial en el mercado. Esta malla tiene un entretejido que posee una junta entrelazada entre cada alambre individual. Usualmente está confeccionada con alambres de baja resistencia (para 28

facilitar su manufactura) y, en teoría, tiene una resistencia menos efectiva que la malla soldada.

Una de las virtudes más notables del entretejido hexagonal, es que puede doblarse fácilmente, y en algunos tipos de moldes se adecúa perfectamente. Otra cualidad es que puede ser unido o cocido a capas adyacentes de entretejido. El borde extremo de cada ancho de malla tiene dos alambres longitudinales que ayudan a eliminar terminaciones sueltas y facilitan la unión simple de los bordes.

Figura 2.6 Malla de alambre de tejido hexagonal Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004

B.2 Malla de alambre de tejido cuadrado

La malla tejida o entrelazada consiste básicamente, en un ensamble o entrelazado de alambres perpendiculares, formando perímetros cuadrados entre ellos, y sus intersecciones no están rígidamente contactadas.

La malla tejida simple y cuadrada se consideró, en un principio, inadecuada para la construcción de elementos en ferrocemento, ya que, sus alambres no estaban rectos. Sin embargo, las pruebas indican que esta malla es tan buena o mejor, que la malla soldada o la hexagonal. Una de las dificultades encontradas en su uso es que es muy elástica y es difícil de mantener en posición, a pesar de que toma la forma de curvas compuestas, cuando es estirada.

29

Figura 2.7 Malla de alambre de tejido cuadrado Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004

B.3 Malla de metal desplegado

La malla de metal desplegado, (de uso restringido no es recomendable en estructuras con solicitaciones bidireccionales) y está formada por láminas delgadas de metal que son caladas en una dirección y después extendidas en sentido perpendicular a los cortes realizados.

Esta malla tiene amplia utilización, actualmente, para dar sujeción a estucos. El Ferrocemento ha tenido gran aplicación en paneles de grandes dimensiones, pero éstos sin curvaturas, sólo en formas planas.

Figura 2.8 Malla de metal desplegado Fuente: Santibañes. B. Lisette. Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento. Universidad Austral.

Año: 2004

30

C.

Armadura discreta

Esta armadura constituye el armazón resistente de la estructura, formada por barras de acero de pequeño diámetro, sobre las cuales se sujeta la armadura difusa. Normalmente para esta armadura se utilizan barras de acero Ø 4, 6, 8 y 12 mm.

Esta armadura se subdivide en dos tipos; la armadura de esqueleto y la armadura suplementaria, las cuales se definirán a continuación.

D.

Tipos y características de la armadura discreta

D.1 Armadura de esqueleto

Está constituida por barras de acero de diámetro entre 4 mm y 12 mm; van soldadas o amarradas entre sí, para luego sostener las mallas de alambre. Su uso está normalmente limitado a aplicaciones artesanales, sin uso de moldaje.

D.2 Armadura suplementaria

Las armaduras suplementarias tienen función estructural, actuando en conjunto con las mallas de alambre. Está constituido por barras de acero, normalmente utilizadas en obras civiles.

2.4

Recomendaciones para faenas de Ferrocemento

En esta sección, las recomendaciones que aquí se presentarán, se tomaron de la publicación hecha por el Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, “Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE” escrito por Rodolfo Hoffmann M. Ante todo, se vuelve a insistir que el Ferrocemento “es un material apto para trabajar en forma de láminas curvas, mejor en dos grados de curvatura que en una, entendiéndose por doble curvatura, o curvatura compuesta, aquella superficie en la cual no es posible inscribir una línea recta18”.

18

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 52. Santiago. ICH. 31

2.4.1

Mallas

Es de suma importancia poner capas múltiples de mallas, pues de esta manera se potencian las notables características del Ferrocemento, debido al fuerte aumento del área de contacto del acero con la matriz cementicia, es decir, con el mortero, lo que produce un elevado incremento en la elasticidad del material terminado.

“Por muchas razones didácticas por la práctica, somos terminantes: ninguna malla tiene el conjunto de cualidades de las mallas de alambre negro N° 18 – 1,28 mm Ø – en cuadrados de 12 mm y ondulación simple… También es necesario ser capaz de construir la malla que se usará, entrenando un operario para tejer las mallas antes dichas. 19” “Las uniones y cruces de barras de acero pueden ser simplemente amarradas, como en el caso del Hormigón Armado y como se aconseja generalmente en las instrucciones de cómo construir en Ferrocemento20”

2.4.2

Mortero

El mortero de cemento:arena:agua, utilizado en Ferrocemento de alta calidad deberá ser preparado con máxima atención, dada la gran responsabilidad que se le exige. Arena óptima en cuanto a dureza de granos, granulometría y limpieza, son desde luego exigencias de primera prioridad.

En cuanto al tipo de arena, da buen resultado una mezcla de 50 % chancado y 50 % canto rodado de arena de río. Con la primera de ella, de granos poliedros y cantos agudos, se obtienen resistencias mayores, con la segunda, de granos esferoidales, una mejor trabajabilidad del mortero.

Agua potable y cemento corriente que es de fraguado moderadamente lento. Aditivos: Retardadores de fraguado en el caso de gran exigencia en cuanto a la terminación de la superficie. Los superfluidificantes dan buen resultado al aumentar la trabajabilidad de la mezcla manteniendo una baja razón A/C. Dosificaciones usuales de cemento: 600 kg/m 3 para obras terrestres donde no es imperativa la impermeabilidad, hasta 1200 kg/m 3 (28 sacos x m3) en trabajos marítimos.

19

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 56 – 57. Santiago. ICH.

20

Hoffmann, R. Ferrocemento: UN DESAFIO PENDIENTE. Pág. 57. Santiago. ICH. 32

A.

Preparación del mortero

Si se trata de Ferrocemento que merezca tal nombre, es imperativo el uso de mezcladora de paletas móviles giratorias, de eje vertical. Betoneras o “Trompos” usuales en la construcción no son utilizables dada la baja razón A/C que hace que la masa íntegra que se quiere mezclar, se adhiera a las paredes del recipiente giratorio.

El mezclado a pala, queda terminantemente excluido.

Uno de los detalles más importantes en la preparación del mortero de Ferrocemento, es dejar reposar la mezcla recién preparada, de 20 a 30 minutos antes de aplicarla. En esa primera media hora se produciría, según opiniones muy respetables, el 80 % de la retracción inevitable de la pasta cementicia, muy alta dadas las dosificaciones empleadas… con ello, prácticamente se elimina el peligro de fisuras por retracción, que a menudo plagan los trabajos de muchos entusiastas de este material. No por ello se evitan otras fisuras, que pueden producirse por una desecación excesiva de la masa en el proceso de fraguado, durante las primeras dos o tres horas posteriores a la colocación del mortero. La causa es por igual, o calor ambiente intenso o viento fuerte o ambos a la vez, por lo que el ideal para concretar un artefacto de dimensiones considerables, es dentro de un galpón cerrado, lo que no siempre es factible, debiéndose muchas veces recurrir a un pulverizado fino de agua, para el ambiente en forma permanente.

B.

Aplicación

Casi todos los especialistas en Ferrocemento aconsejan la colocación del mortero completa y total en una sola jornada: Partir a las 4 de la mañana con todo ya dispuesto el día anterior y terminar a la hora que sea, para lo cual se deberá contar con el suficiente número de operarios, ayudantes e inspectores de control de calidad, tanto de la empresa como de la compañía aseguradora si se trata de un barco.

2.4.3

Puentes de unión

Se han ensayado puentes de unión epóxicos entre coladas, con aparente buen resultado, pero según se informa, tampoco ha provocado dudas o problemas el simple puente de unión clásico de los maestros albañiles: una espesa mezcla agua – cemento puro, debidamente reposada durante 30 minutos, y aplicada luego a brocha, con generosidad, inmediatamente previa la aplicación del mortero de continuación. Esta práctica está terminantemente prohibida actualmente en aplicaciones con hormigón. Esto es especialmente útil en las coladas de dos 33

etapas, en que se observan a menudo cavidades profundas en zonas de cruce de armaduras gruesas, y que el mortero de baja razón A/C rellenaría con mucha dificultad.

2.4.4

Recubrimiento

Hay consenso entre constructores e investigadores, de que el recubrimiento necesario para las láminas no debe ser mayor de ½ a 1 mm, y se produce naturalmente durante el proceso de platachado final de la mezcla, con los alambres más salientes de las mallas como guía y apoyo del platacho de madera o de goma esponja, en su normal movimiento giratorio.

2.4.5

Curado

Durante un tiempo de 25 a 28 días de humedad permanente o utilizar el sistema ideal: Vapor fluente bajo encarpados, hasta llegar lentamente a una temperatura de 66° C durante 24 horas.

34

3. CAPÍTULO 3. MOBILIARIO URBANO Y LA CONVENCIONALIDAD

3.1

3.1.1

El mobiliario urbano

Definición de mobiliario urbano

El mobiliario urbano es un elemento o conjunto de elementos diferenciadores de la ciudad.

Se puede considerar como mobiliario urbano a toda la serie de elementos que forman parte del paisaje de la ciudad, habiendo sido añadidos tanto en plano de superficie como en el subsuelo o en la parte aérea de dicho espacio.

Son elementos que sirven para jugar, recepcionar basura, iluminar una zona, informar, proteger de la lluvia, esperar el autobús, enviar una carta, llamar por teléfono, comprar el periódico, hacer gimnasia o, sencillamente, sentarse a tomar una copa al aire libre.

En general, se habla de elementos que se instalan en el espacio público con un propósito común al ciudadano: el de ser ÚTIL. En todos los casos, el mobiliario urbano afecta al orden de las ciudades, al confort de sus habitantes y a su calidad de vida. 21

3.1.2

La ciudad como marca

Ya se ha mencionado que el mobiliario urbano es un elemento diferenciador de la ciudad, y esto se debe a que este equipamiento tiene, la virtud y la posibilidad de dotar a la ciudad de una imagen propia, diferenciadora.

María Teresa Muñoz Roncero (Vicepresidenta de la Asociación Española de Parques y Jardines Públicos y técnicos del Ayuntamiento de Salt [Gerona]) explica en su informe cómo es posible retener en la memoria el mobiliario característico de diferentes ciudades en donde se ha estado. Incluso se puede identificar rápidamente una ciudad mirando una fotografía en donde aparezca cualquier elemento del mobiliario urbano. Por ejemplo, un buzón de correos o un grifo bomberos, pueden situarnos automáticamente en Nueva York; una cabina telefónica, en Londres; una fuente, en Granada; un pavimento, en el norte de Europa…

21

Rebollos, Marta Fernandez. Arquitectura del paisaje: Construcción del medio ambiente.

Mobiliario urbano: un elemento diferenciador en las ciudades. 2004. Malaga, España.

35

Pero esto no sucede en todos los casos. Otras veces, imágenes tomadas en esos mismos lugares llegan a producir una sensación de desconcierto: son elementos no capaces de situar al que mira su imagen en ningún espacio concreto, ni de proporcionar ninguna referencia de estos lugares.

¿Cómo se integra el mobiliario urbano en las ciudades? ¿Por qué permite recordar unos lugares y otros no? El diseño del mobiliario urbano es la clave. Una de las ventajas que ofrecen cada vez más fabricantes de mobiliario urbano es la facilidad de diseñar para espacios concretos; pero ¿resulta muy caro este servicio?

Muñoz Roncero hace hincapié en la necesidad de que diseñadores y gestores se sienten en la misma mesa desde el principio para hablar de espacios urbanos pensando de forma global, buscar diferentes posibilidades y diseñar un mobiliario que se ajuste a las necesidades de la ciudad, a su historia y a su estética, además de ser flexible y coherente y complementar la dinámica de la ciudad.

En unos casos, elementos repetitivos pueden servir para dar una unidad al espacio; en otros, el diseño original y específico puede ofrecer un punto de vista global. En todo caso, se trata de promover la identidad del lugar a través de su equipamiento, y esto es responsabilidad de un grupo amplio de profesionales relacionados con diversas materias; y lo principal es que trabajen de manera coordinada.22

3.1.3

La diferenciación

Los ciudadanos quieren que su ciudad se conozca y “se reconozca”; diferenciarse de “el de al lado”. Pero ¿implica esto que cada ciudad debe tener un mobiliario diferente, fabricado con distintos materiales: de fierro, aluminio, con escudos, sin escudos, con anagramas, papeleras redondas o cuadradas, o por el contrario, una misma pieza bien escogida, con un diseño correcto, bien ubicada, bien utilizada, fabricada en serie, pero planificada y pensada para un lugar correcto, puede proporcionar sensaciones diferentes?

Hay ciudades que han homogeneizado los colores de sus fachadas. “Las paletas de colores son iguales en unas ciudades y en otras, pero es el conjunto de todas ellas, la propia

22

Rebollos, Marta Fernandez. Arquitectura del paisaje: Construcción del medio ambiente.

Mobiliario urbano: un elemento diferenciador en las ciudades. 2004. Malaga, España.

36

homogeneización del producto, lo que forman un todo diferenciador. La <<marca>> de una región”, explica la expositora.23 Otras ciudades han escogido un tipo de luz – de sodio, de mercurio – con un mismo tratamiento y tipo de luminaria que proporcionan unos afectos de identificación, del patrimonio, de la ciudad, de la región. 24

En resumidas cuentas, se puede notar que los mobiliarios urbanos son parte constituyente del ADN de la identidad de la ciudad, pues identifican la ciudad y a través de ellos podemos conocer y reconocer las ciudades.25

3.2

Materialidad, diseño y funcionalidad de las bancas urbanas

Sin duda los mobiliarios urbanos son de gran valor para las personas, pues proporcionan varios beneficios a los transeúntes que andan a diario por la ciudad. La utilidad prestada por los paraderos de micro por ejemplo, son de gran ayuda a las personas ancianas y con movilidad reducida, pues pueden esperar sentados hasta que pase el bus, micro, taxi o colectivo que estén esperando, sin la necesidad de cansarse más de lo necesario considerando ya las dificultades que tienen por su realidad personal; pero para el ciudadano promedio, quien es sano y no tiene ninguna dificultad más allá del cansancio normal por el trajín del día, de igual forma son de gran ayuda, pues de igual forma, hacen uso de ellos para esperar la locomoción colectiva sin tener que estar parados perdiendo energía; y la utilidad de un paradero no queda solo reducida a estar sentado, sino a que proporciona protección y resguardo en días lluviosos.

Algo semejante sucede con otros mobiliarios urbanos, como por ejemplo los juegos que se ponen en las plazas para los niños, proporcionando el beneficio de entretención y distracción, que muchas veces los padres no pueden proporcionar en casa a sus hijos, pero que si lo pueden hacer llevándolo a una plaza; o los bebederos públicos, los cuales son de gran ayuda cuando las personas están haciendo deporte y necesitan beber agua o en un día caluroso cuando lo único que se desea es tener agua para refrescase del calor, las piletas también son mobiliarios urbanos que prestan un beneficio a los transeúntes, proporcionándoles recreación estética al ver como los chorros de agua salen de diferentes formas generando un bello

23

Rebollos, Marta Fernandez. Arquitectura del paisaje: Construcción del medio ambiente.

Mobiliario urbano: un elemento diferenciador en las ciudades. 2004. Malaga, España.

24

http://www.horticom.com/pd/imagenes/61/273/61273.pdf

25

http://www.arquitexs.com/2011/02/mobiliario-urbano-con-diseno.html 37

espectáculo, o de igual forma que los bebederos también ayudan a refrescarse del calor, o también por la envergadura de éstas son usadas como punto de encuentro por las personas.

Y, por último, se quisiera hacer mención a las bancas, las cuales son los mobiliarios urbanos más usados por los peatones, y sin duda, los que generan una percepción de servicio mayor con respecto a todos los demás mobiliarios urbanos, pues en todo momento del año hay personas que desean sentarse para descansar en algún momento del día.

Pero a pesar de todos los beneficios y usos que proporcionan los mobiliarios urbanos, hay una problemática que todavía no se ha logrado solucionar en aquéllos que son para sentarse, que es la comodidad y el confort pleno que éstos podrían entregar a los usuarios. Por ejemplo, las bancas, generalmente son estructuras hechas de hormigón armado, de madera o de madera con acero, los cuales son materiales que limitan el diseño y la funcionalidad óptima que éstos pueden prestar a los usuarios. Es innegable que estar sentado mucho tiempo en una banca de hormigón armado, de madera o de madera con acero, produce cierta molestia e incomodidad en la espalda, piernas y asentaderas, pues la forma mayormente rectangular de las bancas, no es la que más se ajusta al cuerpo humano. Este mismo análisis se aplica a los paraderos de la locomoción colectiva, los cuales en su mayoría tienen el mismo problema.

Para hacer más evidente esto que se ha venido argumentando, se mostrarán algunas imágenes de las bancas descritas anteriormente.

Figura 3.1 Banca de hormigón Fuente:http://www.vanghar.cl/BANCA_BARCELONA_180.html Año:2015

38

Figura 3.2 Banca de Hormigón Fuente:http://www.vanghar.cl/BANCA_IBIZA.html Año:2015

Figura 3.3 Banca de Madera Fuente:http://www.mueblesparaexterior.net/c_bancas.html Año: 2015.

39

Figura 3.4 Banca de Madera Fuente:http://www.rosmixalapa.com/catalogo/banca-palermo-madera-chica/ Año: 2015

Figura 3.5 Banca de Acero – Madera Fuente:http://www.archiexpo.es/cat/espacios-publicos/bancos-publicos-o-1430.html Año: 2015

40

Figura 3.6 Banca de Acero – Madera Fuente:http://www.archiexpo.es/cat/espacios-publicos/bancos-publicos-o-1430.html Año: 2015

En las imágenes de estas bancas, se puede notar que hay casi un patrón común, ya que las primeras cuatro, tanto las de hormigón como las de madera corresponden a diseños ortogonales, los cuales, sin duda, después de estar una persona sentada cierto rato, le proporcionarán incomodidad en su espalda, piernas y asentaderas, pues la forma del cuerpo humano en la zona lumbar y dorsal no es recta. Otro de los problemas que presentan estas bancas es, que los materiales son duros, y al contar con el diseño ortogonal, se percibe aún más esa característica.

Las imágenes de las bancas de madera con acero presentadas anteriormente, tienen forma convexa para la zona lumbar y dorsal, y forma cóncava en la zona del asiento intentando emular la forma del cuerpo humano, lo cual sin duda es una mejora sustancial respecto de las cuatro primeras, pero aún tienen el problema de la dureza, que, aunque se percibirá menos que en las anteriores, de igual manera se hará patente.

3.2.1

Causas de la convencionalidad del material

Es de notar que los materiales mencionados con anterioridad son los más convencionales para confeccionar mobiliarios urbanos como bancas y paraderos de locomoción colectiva, pues sin duda tienen características que los hacen idóneos para esto.

41

A.

Bancas de hormigón armado

Las bancas de hormigón armado son muy resistentes a la intemperie, lo cual las hace una de las mejores candidatas para emplazamientos públicos como plazas, parques, paseos peatonales, áreas verdes, etc. puesto que resisten las lluvias, los efectos del sol, los agentes químicos y biológicos del ambiente. Sus propiedades mecánicas además son formidables, pues es resistente a la tracción, a la compresión y la flexión, y además es un material ignífugo. Éste, al ser bien ejecutado tiene una duración permanente, sin necesidad que se le incorporen protecciones adicionales o se le haga mantenimiento, si es que las condiciones del entorno son normales.

Pero no todo es perfecto, ya que, como todos los materiales, el hormigón también tiene sus desventajas, tales como la retracción por cambios de temperatura, lo cual puede producir grietas afectando la estructura cuando sus extremos están empotrados. La baja conductividad térmica del hormigón armado es perjudicial, pues cuando las estaciones del año llegan a temperaturas extremas de frío y calor, nadie quiere sentarse en una banca de hormigón armado. Otro de los problemas que presenta el hormigón es su elevado peso de carga muerta respecto a las cargas de uso. Y la otra gran dificultad, es que cuesta mucho hacer bancas o paraderos de hormigón armado que tengan la forma de la figura humana promedio, para que, de esa manera, estos mobiliarios se acoplen correctamente con el cuerpo humano entregando una sensación de comodidad y confort a quien hace uso de ella.

Así se puede ver cómo el material de hormigón armado limita el diseño de estos mobiliarios urbanos, requiriendo siempre estructuras robustas y ortogonales, las cuales no se adaptan siempre con el entorno donde son puestas, teniendo éste que ser intervenido, cambiando el terreno donde se va a instalar, removiendo la capa de suelo para luego compactar y así evitar que el mobiliario se asiente en el terreno. El diseño al estar limitado por el material, también limita la funcionalidad, ya que no cumple con aspectos tales como la comodidad plena y confort de quien hace uso de ellas.

B.

Bancas de madera

Las bancas de madera también son una de las más utilizadas como mobiliario urbano, puesto que son fáciles de armar, debido a la facilidad que hay para trabajar con ese material, lo cual permite construir más rápidamente que con otros materiales. También la madera tiene la ventaja en su conductividad térmica, por lo cual, cuando las estaciones del año llegan a temperaturas extremas de frío o calor, no se perciben temperaturas extremas en ellas. Otra de las ventajas de la madera, es su buena resistencia mecánica, ya que resiste bien las solicitaciones de carga, y, además, es un elemento flexible y liviano. Sin duda la madera es 42

un material excepcional para la construcción de muchas cosas, y en particular también de los mobiliarios urbanos, pero también tiene grandes limitaciones que se procederá a mostrar.

La madera al ser un material higroscópico, varía su volumen y forma con la humedad ambiente, produciendo en el mediano plazo el deterioro de su estructura y diseño.

La madera es afectada fuertemente por los agentes atmosféricos, que producen un debilitamiento estructural de ésta, ya sea por exceso de sequía o de humedad. En el primer caso, las radiaciones infrarrojas y ultravioletas del sol oscurecen, y en el segundo caso, produce que proliferen los hongos, lo cual puede generar la total destrucción de la madera.

Por esto la madera que se use para mobiliarios urbanos debe estar protegida con productos hidrófugos, que la protegen del agua y de la humedad, lo cual a veces no es hecho por quienes elaboran los mobiliarios con este material, dejándola vulnerable a cualquiera de las situaciones antes mencionadas.

También la madera es atacada fuertemente por insectos sociales como las termitas, y por insectos de ciclo larvario, los cuales pasan por varias fases (huevo, larva, crisálida e imago) donde mayormente la fase larvaria es la más dañina para la madera, pues de ella se alimenta y en ella vive. Esto hace que sea necesario someter a la madera a tratamientos como ACB (Arsénico, Cromo, Boro) para protegerla de estos insectos.

Además de todo esto, generalmente los mobiliarios urbanos de madera, al igual que los de hormigón, tienen forma ortogonal, debido a la forma en que se comercializa, entregando la madera siempre forma de escuadrías cuadradas o rectangulares, lo cual limita el diseño del material. Esto sin duda pudiera tener solución, pues la madera es un material que puede llegar a tomar formas más sofisticadas y elaboradas que las típicas perpendiculares cuando es tallada, pero esto toma mucho más tiempo, aumenta los costos y sale del área industrial, ya que es un campo más artesanal. El diseño al ser limitado por la materialidad, a su vez, limita la funcionalidad de la estructura, pues aun cuando se pueden usar con el fin para el cual se hicieron, que es sentarse, pues no cumple con las máximas expectativas de confort y comodidad.

C.

Bancas de acero y madera

Una de las bancas más usadas en plazas, parques y en emplazamientos urbanos son las bancas hechas de acero con madera, las cuales durante años han tomado relevancia respecto a las bancas antes mencionadas. Estas bancas tienen la ventaja de ser montadas rápidamente, debido a que las estructuras de acero son prefabricadas, lo cual permite 43

ponerlas en el sitio destinado e instalarlas con facilidad, y así luego queda unir las tablas de madera a la estructura y queda lista para ser usada. Considerando esto desde un punto de vista productivo en masa, es muy bueno, pues se optimizan gastos y recursos.

También estas bancas tienen la ventaja respecto a las de madera y hormigón en el diseño que tienen. Se ha mencionado que el problema de diseño en las bancas de madera y hormigón son sus formas ortogonales, las cuales no van acordes al cuerpo del ser humano que es curvo y arqueado en la zona lumbar y dorsal, sin olvidar también las asentaderas, las cuales también son curvas. Pero las bancas que están hechas de acero y madera, buscan dar la forma curvada y arqueada que es característica de la espalda humana, junto con proporcionar una forma curva en la zona de las asentaderas.

Sin duda éste es un gran avance respecto a las dos bancas anteriores, ya descritas, pero, aun así, no se ajustan a un diseño basado en la anatomía humana, la cual es más que curvar y arquear la parte dorsal y lumbar en la zona donde la banca recibirá la espalda humana, y poner otra curva cóncava en la zona donde la banca recibirá las asentaderas. Sin embargo, el cuerpo humano posee una curvatura y arqueamiento mucho más complejo que las que tienen estos mobiliarios, y para esto es necesario considerar las medidas estándar del cuerpo humano en el lugar para el cual se instalará la banca.

Otro de los aspectos a considerar es la materialidad de esta banca y las consecuencias que se desprenden de ésta. Es bien sabido que las grandes desventajas del acero son su mantención, ya que la mayor parte de ellos son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire, lo que implica que deben pintarse periódicamente; otra de las desventajas de este material, es que debe ser protegido contra el fuego, ya que al ser un gran conductor del calor puede provocar la propagación de incendios. Por ejemplo, eleva la temperatura de habitaciones donde no hay flamas o chispas de ignición, más por el alto calor conducido, ha logrado inflamar otros materiales como madera, tela, etc.

También hay que considerar que el coeficiente de dilatación térmica lineal de la madera es distinto al del acero, ya que la madera tiene un coeficiente de 3,9 *10 -6 °C-1, mientras que el acero tiene un coeficiente de 1,2*10-5 °C-1, lo cual implica que el acero se dilata más rápido que la madera, lo que significa que la madera que está unida al acero en este tipo de mobiliario tiene que soportar los esfuerzos que produce la dilatación del acero, forzando las fibras de la madera y produciendo la común rotura o rajadura de las fibras en las tablas de madera que se logran apreciar en las antiguas banca hechas de acero – madera.

Todas estas desventajas que se han presentado requieren mantención y reparación periódica, pues son materiales que, al estar expuestos a la intemperie, se estropean con el

44

paso del tiempo y del clima, lo cual implica gastos periódicos y continuos en este tipo de mobiliarios urbanos.

De igual manera que en las anteriores, se nota que este tipo de bancas están limitadas por su materialidad, pues, aunque éstas tienen un diseño curvo que intenta considerar la forma de la anotomía humana, no proporciona una plena comodidad para quien se sienta en ella, ya que no se ajustan a un diseño basado en este factor importante.

3.2.2

Incursionando en nuevos materiales

Ya se ha considerado que los materiales convencionales limitan el diseño y la funcionalidad de los mobiliarios, en especial de las bancas urbanas, y esto se ha mostrado por lo menos en dos aspectos. Primero, los materiales convencionales tienen problemas con la intemperie; y segundo, los materiales convencionales no permiten crear un diseño óptimo, limitando la funcionalidad del mobiliario, pues, aunque cumplen con el propósito de proporcionar un lugar donde sentarse, no proporcionan la comodidad ni el confort necesarios para que su funcionalidad sea completa e integra.

De todo esto surge la pregunta ¿Cuál es la solución para esta problemática? ¿Habrá un material que sea lo suficientemente resistente ante las difíciles condiciones que presenta la intemperie? Y además de esto ¿Qué sea lo suficientemente versátil para poder diseñar estructuras que no vean limitada su funcionalidad?

Sin duda, existe y ya se ha presentado en el capítulo anterior. Este material es el Ferrocemento, el cual tiene propiedades y características que lo hacen un material constructivo muy versátil y apropiado para ser usado en la intemperie.

Primero que todo, consideremos las propiedades y características que hacen al Ferrocemento un material idóneo para diseñar mobiliarios urbanos, que serán sin duda expuestos a la intemperie. 

No requiere de equipos sofisticados para su confección y montaje.



Su durabilidad está garantizada por la calidad del material y del sistema constructivo, no traspasando gastos de mantención al usuario.



Costo competitivo frente a las construcciones tradicionales.



Excelentes cualidades estructurales, sísmicas y de resistencia al fuego.



Impermeabilidad al agua garantizada (siempre y cuando haya sido bien dosificado y construido).

45

Segundo, sus propiedades y características estructurales curvo – laminares hacen al Ferrocemento un material idóneo para construir complejas estructuras como los mobiliarios urbanos, en especial las bancas, pues éstas en sí, requieren diseños estructurales curvo – laminares para así proporcionar una máxima comodidad y confort considerando la anatomía humana, y así obtener una estructura con un máximo nivel de funcionalidad.

Tampoco se caerá en el error de afirmar que el Ferrocemento es la panacea de los materiales constructivos, pues aunque es muy bueno, y quizá para el contexto constructivo de los mobiliarios urbanos es el más idóneo, aún tiene ciertas limitaciones al igual que los materiales mencionados con anterioridad, por ejemplo, la conductividad térmica del Ferrocemento, es igual a la del hormigón armado, por lo que no debería ser grata la sensación al contacto, también sufre el peligro de la retracción si es que es mal ejecutado y mal curado, produciendo fisuración en el mortero de Ferrocemento.

Pero, aun así, por sus demás cualidades y propiedades intrínsecas a él, el Ferrocemento es un material adecuado e idóneo, por lo menos, para el contexto constructivo de los mobiliarios urbanos.

46

4. CAPÍTULO 4. LA ERGONOMÍA Y DISEÑO DEL MOBILIARIO URBANO

4.1

Aspectos antropológicos

La necesidad del ser humano por relacionarse entre sí, es fundamental para su desarrollo como persona, logrando de manera íntegra formar, tanto su vida, como la de la sociedad que le rodea. Pero dentro de este ejercicio necesario por vincularse con sus pares, se visualizan factores predominantes, como lo son las condiciones que el entorno le provee, para que esta característica propia del ser humano se desarrolle. Esta asociación debe ser capaz de retroalimentarse entre sí; o sea atender tanto las necesidades que el ser humano como individuo autónomo tiene y las que en sociedad es posible desarrollar.

El hecho de hacer sociedad, se condiciona directamente con lo que el entorno le permite ocasionar, siendo un factor esencial para el desarrollo de esta interacción, donde la ciudad toma un rol protagónico al momento de permitir que esta vinculación se genere, dejando de manifiesto una dependencia de dos factores que se necesitan para la interacción de la gente; un primer factor, como lo puede ser la sociedad, es consecuencia de lo que el ser humano es capaz de ejercer y lo que la ciudad le permite desarrollar, refiriéndose a ciudad como el entorno o espacio físico con el que se dispone para practicar las relaciones humanas; un segundo factor, es la ciudad, aquel espacio que permite o limita la acción de agrupar y reunir gente, una de las características primordiales de ella, cuya confección está adaptada a la ciudadanía y compuesta por espacios públicos diseñados para alimentar o satisfacer esta necesidad.

Al momento de crear emplazamientos propicios para las personas, surge la interrogante de como ésta se debe diseñar, puesto que la creación de la obra puede ser desarrollada a partir del contexto de la ciudad que le rodea, donde la búsqueda de pertenencia de los individuos que allí residen es primordial; o también se puede diseñar con la intención de generar una sensación distinta a la que la sociedad ya tiene impuesta, a partir de un diseño que busque otro tipo de percepción en la ciudadanía, o sea intervenir de manera invasiva la ciudad para generar algún efecto en las personas.

En el contexto de ocasionar e incentivar la utilización de los espacios públicos, sería ideal modificar de manera holística los emplazamientos públicos que provocan una disociación entre las personas y de las personas con el espacio. Para encontrar esta disyuntiva es necesario realizar un diagnóstico. Si visualizamos los centros urbanos, y buscamos un factor constante, necesario e ineludible en la composición de éstos, encontramos a los mobiliarios como sujeto infaltable en su confección, puesto que es el elemento que llama a urbanizar o sofisticar una zona determinada, de otro modo, serían solo áreas verdes en caso de 47

implementar vegetación, provocando una dispersión, inutilidad y adaptabilidad de la gente con el espacio. Pues si tuviéramos zonas amplias cubiertas de asfalto, desiertas, insípidas, solo llamarían a la disgregación de la gente y no permitirían lograr el objetivo de agrupar a las personas. Por ende, los mobiliarios, a grosso modo, son relevantes para la elaboración de un espacio urbano, pues van a condicionar la utilización del espacio en conjunto con el entorno.

A consecuencia de lo anterior, es fundamental, intervenir desde esa tribuna, la sofisticación y humanización de los espacios públicos, donde la necesidad de compartir, sentir, ver y escuchar sea satisfecha, entregando de manera directa una solución a la utilización y funcionamiento de los emplazamientos públicos.

Figura 4.1 La necesidad de utilizar el espacio público Fuente: http://cdn.plataformaurbana.cl Año: 2015

Los mobiliarios urbanos son diversos, con distintas funciones y, por ende, de condiciones también distintas. Podemos encontrar, por ejemplo, un farol que bien mantenido e instalado, seguramente, al estar encendido, proporcione una sensación de seguridad y atracción, en consecuencia, la utilización del espacio sería inminente. Ocurrirá lo mismo si se construye una pileta en condiciones de contemplar y atraer al espacio, como también una banca en buen estado y adecuada para la comodidad de la gente.

En vista de lo planteado anteriormente, queda de manifiesto la forma en que el mobiliario urbano interviene, de cierto modo, en la sofisticación y utilización de los emplazamientos públicos. Y en la que, en este caso, como ya se ha mencionado en capítulos anteriores se abordará uno en particular, estudiando como mobiliario primordial, la banca.

48

4.2

Factores ergonómicos

Cualquier mueble debe cumplir con la función para la que ha sido planeado, y su fabricación debe ser viable desde el punto de vista económico y tecnológico. Pero, además, debe tener una forma agradable y adecuada al ambiente en el que se va a utilizar, y proporcionar comodidad y seguridad al usuario. La importancia de estas últimas consideraciones en el diseño de muebles, depende del destino final del producto y del valor añadido que el consumidor reconoce en ellas26.

Cuando un usuario se sienta, busca un apoyo corporal estable. Con ello consigue un mayor control de los movimientos y una mayor capacidad visual, necesarios para determinadas tareas. Además, la actividad muscular y las tensiones internas se ven reducidas, lo que le proporciona un mayor descanso.

Como cualquiera otra postura que se mantiene durante largo tiempo, la postura sentada puede tener consecuencias no deseadas sobre el organismo. Entre las más comunes se encuentran dolores en el cuello, los hombros y la espalda. Los cambios posturales y fisiológicos que aparecen al sentarse, son los causantes de estos dolores. Los cambios que aparecen han sido ampliamente estudiados: La curvatura del raquis lumbar, la presión intra – discal, la actividad muscular de diferentes zonas, la circulación sanguínea, los nervios, la presión que soportan los tejidos de las nalgas, el calor corporal, y las vísceras 27.

Dado el hecho de que la postura más frecuente en los países industrializados es la sentada, los asientos deberían facilitar posturas cómodas y saludables. En la postura adoptada en un asiento, influyen tanto las características del usuario y del mueble como las de la tarea. Por tanto, al evaluar asientos, hay que comprobar el efecto de esta interacción usuario-muebletarea. De entre los posibles parámetros para evaluar como lo son, la comodidad, eficiencia, salud, el parámetro más conveniente es la comodidad, dado que los efectos en la salud se manifiestan a largo plazo y no siempre la eficiencia en la tarea, es un buen indicativo28.

26

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 7.

27

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 3.

28

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 16.

49

Figura 4.2 Mobiliario ergonómico Fuente: http://www.mypinkadvisor.com Año: 2015 Como ya se mencionó, el principal factor que se ha de valorar en evaluación de asientos es la comodidad. La comodidad es una sensación personal que experimenta el usuario, mientras utiliza un asiento y comprende muchos factores. Uno de estos factores es la tarea que se desarrolla. No se espera el mismo nivel de comodidad en un sillón que en una silla de oficina o comedor. Además, es difícil conseguir una silla aceptable para toda clase de tareas 29.

Desgraciadamente, como es la tendencia de las industrias actuales de producir una gran cantidad para bajar costos, es frecuente que, al fabricarlas, ésta se realice en serie y se profundice en aspectos tecnológicos o bien en factores puramente estéticos, sin considerar las necesidades ni las características de los usuarios 30.

El diseño de una silla es un problema complejo. Su diseño está condicionado en primer término a la actividad para la cual será destinada. Por lo tanto, el estudio y el análisis de la actividad realizada en ese contexto específico, resultan de primordial importancia. La ergonomía ha desarrollado su propia metodología de intervención y técnicas de evaluación para tales efectos31.

29

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 8.

30

Acevedo. Á. Miguel. Elegir una silla ergonómica. Ergonomía en español. Pág. 2.

31

Acevedo. Á. Miguel. Elegir una silla ergonómica. Ergonomía en español. Pág. 3.

50

4.3

Conceptos de la ergonomía

Esta disciplina que nos permite estudiar la relación de los humanos con los objetos, en su etimología derivada del griego se define como leyes del trabajo, donde “ergon” significa trabajo y “nomos” leyes, cuya palabra se utiliza para denotar la ciencia del trabajo que se extiende a todos los aspectos relacionados con la actividad humana.

La ergonomía o factores humanos, es la disciplina científica que se relaciona con el entendimiento de las interacciones entre seres humanos y otros elementos de un sistema, y la ciencia que aplica teoría, principios, datos y métodos para diseñar a fin de optimizar el bienestar humano y el sistema global de rendimientos, tanto de las personas como objetos.

El objetivo de estudiar la ergonomía es contribuir al diseño y evaluación de las tareas, trabajos, productos, entornos y sistemas, con el fin de hacerlos compatibles con las necesidades, capacidades y limitaciones de las personas.

La ergonomía, a grosso modo, ayuda a armonizar los cuerpos que interactúan con la gente en términos de necesidades, que no tienen que ser puramente estéticos y compatibles con el entorno, sino que también eficientes para la salud y bienestar de la gente.

La ergonomía estudia diversos aspectos de la relación humano – sistema; es decir, la ergonomía promueve un enfoque integral en el que se tienen en cuenta las consideraciones de los factores físicos, cognitivos, sociales, organizativos, ambientales y de otra índole. Ergonomistas a menudo trabajan en determinados sectores económicos o ámbitos de aplicación. Los dominios de aplicación no son mutuamente excluyentes y evolucionan constantemente; otros nuevos se crean y los viejos adquieren nuevas perspectivas. Existen dominios de especialización dentro de la disciplina, que representan competencias profundas en atributos o características de la interacción humana – humanos específicos. Los dominios de especialización dentro de la disciplina de la ergonomía básicamente son los siguientes:

Ergonomía física: Se ocupa de anatomía, antropometría, fisiología y biomecánica del hombre, cuyas características que se relacionan con la actividad física.

Ergonomía cognitiva: Se ocupa de los procesos mentales, tales como la percepción, la memoria, el razonamiento y la respuesta del motor, ya que afectan a las interacciones entre los seres humanos y otros elementos de un sistema.

Ergonomía organizacional: Se refiere a la optimización de los sistemas socio – técnicos, incluyendo sus estructuras organizativas, políticas y procesos.

51

Muchas personas sufren porque sus condiciones en el trabajo y el hogar son incompatibles con sus necesidades, capacidades y limitaciones. Esta situación afecta a su seguridad y bienestar, así como, el de las organizaciones y las sociedades. La alta tecnología puede hacer que nuestras vidas sean más eficientes y emocionantes. Sin embargo, la fascinación por la tecnología y excesivamente ambiciosa expectativa de negocio, puede hacernos pasar por alto factores humanos riesgosos. Descuidar estos riesgos puede tener efectos graves en los fabricantes, proveedores y empresas de servicios. Por lo tanto, la ergonomía y factores humanos serán más importantes en la era posmoderna que cuando fue introducido por primera vez en el siglo XIX32.

4.4

Criterios para un diseño ergonómico

Un primer requisito, necesario para que un asiento sea cómodo, es la adecuación dimensional del mueble al usuario. Resulta evidente que un mueble de dimensiones no apropiadas al usuario, por excesivas o por escasas, nunca podrán alcanzar niveles de comodidad aceptables. Por esta razón, el uso de la antropometría para la definición de las principales dimensiones del mueble, es algo que la mayoría de los diseños contemplan como base inicial.

Pero una buena adecuación dimensional no asegura la comodidad del asiento; es necesario tener en cuenta otros criterios.

Para la definición de estos otros criterios de diseño, se han utilizado ampliamente métodos subjetivos de valoración de asientos. Estos métodos se basan generalmente en escalas de comodidad general o por zonas del cuerpo. Además, con el fin de obtener información sobre la adecuación dimensional del mueble a las preferencias personales del usuario, se ha utilizado también otro tipo de pruebas sobre opiniones acerca de algunas características significativas y pruebas de ajustes. Estos métodos se han aplicado no sólo a la evaluación de muebles, sino también a la generación de criterios de diseño directamente.

Se han hecho también muchos esfuerzos para definir cuál es la postura ideal desde el punto de vista médico, en base a mediciones y estudios fisiológicos y biomecánicos. Se han medido presiones en la interfase asiento – ocupante, niveles de esfuerzos musculares, posturas, entre otros, con el fin de relacionar los parámetros de diseño de los asientos con la respuesta corporal inicial. La definición de esta postura ideal, se ha hecho casi siempre intentando minimizar esfuerzos internos concretos. Aunque, en muchos casos, las recomendaciones de diseños se basan en la medida de un único parámetro fisiológico o biomecánico, descuidando otros que pueden ser importantes. Además, en muchas ocasiones, este parámetro se ha medido durante los primeros minutos de utilización de un asiento, a sabiendas de que ninguna

32

http://iea.cc/whats/index.html 52

postura se puede mantener indefinidamente y que, en estos cambios de postura, los parámetros fisiológicos o biomecánicos medidos también cambian. Por otra parte, no siempre cualquier disminución de esfuerzos internos provoca una mejora de la comodidad global percibida por el usuario33.

Como se observa, se pueden distinguir tres grupos de técnicas de análisis, evaluación y generación de criterios ergonómicos de diseño de muebles: antropometría o adecuación dimensional usuario – mueble, pruebas subjetivas de comodidad basadas en juicios emitidos por los usuarios, y pruebas objetivas de medición de parámetros fisiológicos y biomecánicos.

4.4.1

Antropometría

La antropometría ha sido utilizada ampliamente como fuente principal, y a veces única, de criterios de diseño tanto de mobiliario como otros productos. De hecho, la mayoría de las normas de mobiliarios la utilizan como fuente principal de las recomendaciones (BS4667:199, ISO5970-1979).

La aplicación de criterios antropométricos al diseño de mobiliario se basa en el establecimiento de determinadas relaciones entre las dimensiones del mueble y las dimensiones relacionadas del usuario. El criterio general es diseñar para acomodar al mayor número de usuarios posibles, por lo que la mayoría de las recomendaciones están basadas en la aplicación de estos criterios antropométricos a los percentiles extremos de la población, 95 percentil de hombres y 5 percentil de mujeres.

Sin embargo, respecto al uso de criterios de uso antropométrico en el diseño de mobiliarios, hay que matizar algunos aspectos. En primer lugar, existe una falta evidente de estudios antropométricos amplios en la mayoría de los países. Un estudio antropométrico requiere mucho esfuerzo y dinero, sobre todo si se pretende que los datos obtenidos sean fiables. Por una parte, hay que medir a un gran número de dimensiones para que el estudio sea fiable y completo. Y, por otra parte, los estudios deberían repetirse cada cierto tiempo, pues la población va cambiando y sus dimensiones con ella. En nuestro país, en concreto, la información disponible es bastante escasa.

En segundo lugar, para la obtención de estos criterios de diseño, se parte de la postura normalizada estándar en la cual el tronco está erguido y la cadera, la rodilla y el tobillo están

33

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 8.

53

flexionados en ángulos rectos. Sin embargo, si se observa a cualquier usuario mientras está sentado, ninguno, o casi ninguno se sienta en posición “normal”, y aunque algunos aspectos no varían, existen otros que sí34.

Figura 4.3 Consideraciones antropométricas de la postura sentada Fuente: https://tempsnouveau.files.wordpress.com/2015/03/antropometria-1.jpg Año: 2015

4.4.2

Pruebas objetivas

Consiste en el análisis de parámetros posturales, biomecánicos y fisiológicos, con el objetivo de conseguir una postura ideal que minimice los esfuerzos a los que se ve sometido el organismo; o sea este tipo de pruebas ayuda a estimar criterios para diseñar en su forma los mobiliarios. Entre las técnicas de medición más utilizadas están:

Medición de postura: Los parámetros más observados en la evaluación de sillas han sido la flexión lumbar mediante diferentes dispositivos de medida, la inclinación de la pelvis y el tronco, y la flexión del cuello. Por lo general, se ha considerado que las mejores posturas son

34

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 9.

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aquéllas en las que existe una menor flexión lumbar y del cuello, y una menor inclinación del tronco y la pelvis, con relación a la postura erguida de pie.

Modelos biomecánicos: Se han utilizado básicamente para la estimación de esfuerzos en la columna, generalmente a nivel lumbar y del cuello. Se aplican las leyes de la mecánica al cuerpo humano, considerado éste como un sistema mecánico sobre el que actúa la gravedad y diversas fuerzas exteriores, y donde los músculos ejercen fuerzas internas 35.

Cambios de estatura: Se estudia esta característica para cuantificar la carga a la que se ve sometida la columna vertebral; cuanto mayor es la carga a que están sometidos los discos, más se comprimen éstos, y esta compresión llega a ser residual, recuperándose al dormir durante la noche. Por lo general, su utilización se limita a comparar diferentes configuraciones de sillas36.

Figura 4.4 Comportamiento vertebral de la postura sentada Fuente: http://de-salud-y-bienestar.blogspot.cl/2014/03/como-puedo-cuidar-miespalda.html Año: 2015.

4.4.3

Pruebas subjetivas

En este tipo de pruebas se busca recabar las sensaciones de confort que un mobiliario determinado les puede transmitir a las personas. Para esto se analizan las preferencias y opiniones de los usuarios que experimentan sus sensaciones, mientras utilizan un

35

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DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 13.

36

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 14.

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determinado mueble. Se conocen tres tipos de pruebas que buscan analizar y evaluar un mobiliario37:

Pruebas de confort: En este tipo de pruebas se cuantifican las sensaciones e incomodidades que perciben las personas al momento de utilizar un asiento, para esto existen una serie de test que arrojan las cantidades de personas que sintieron comodidad o molestias en determinadas partes del cuerpo o simplemente en su anatomía general.

Pruebas de preferencias de usuarios: Tienen como objetivo cuantificar las opiniones de los usuarios de un producto acerca de sus características funcionales o dimensionales. Estas opiniones se suelen expresar en términos de escalas ordinales, también conocidas como niveles de satisfacción, o de tipo binario, de las cuales se expresa una buena o mala experiencia.

Por lo general, el resultado obtenido es una puntuación global de la característica del mueble.

Por ello, su utilización más frecuente se limita a comparar diferentes sillas o partes de éstas.

Pero también es posible obtener restricciones de diseño más o menos generales, relacionándolas con la antropometría del sujeto.

Pruebas de ajuste: Tienen como objetivo seleccionar parámetros de diseño a partir de las preferencias de los usuarios. El usuario ajusta un prototipo regulable hasta conseguir la configuración preferida38.

Para el análisis de los datos es bastante común relacionar las características antropométricas del sujeto, con las preferencias seleccionadas, llegando a tablas que relacionan la talla o alguna otra dimensión antropométrica con las dimensiones preferidas.

Este tipo de técnicas son ampliamente utilizadas en cualquier industria que busca satisfacer de buena forma a sus clientes, pero es complejo determinar a partir de las sensaciones un criterio único y estándar para la elaboración de un mobiliario, puesto que los factores humanos son diversos y de difícil manipulación.

37

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DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 10.

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Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 11.

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Por ende, este tipo de pruebas tiene mayor cabida en el análisis de satisfacción al producto, ya que categoriza un determinado mobiliario, pero que no entrega claramente un criterio de diseño para un objeto de este tipo.

Para hallar un criterio a partir de este tipo de ensayos, es necesario analizar los resultados análogamente y discriminar las sensaciones entregadas por los usuarios para determinar a partir de la forma, la postura que el mobiliario debiera tener; es decir, este tipo de pruebas ayuda a determinar si la forma y dimensión del objeto son los adecuados, puesto que entrega un criterio de confort a partir de la postura de la banca y sus sensaciones, evaluando si los resultados son los óptimos.

Figura 4.5 La postura según la actividad a desarrollar Fuente: http://www.interstuhl.de/I/de-de/contents/fakten00030_accordion1.jpg Año: 2015

4.5

Consideraciones para ergonomizar

La constante aceleración tecnológica ha hecho que el ritmo de vida de las personas, se vaya modificando a la frecuencia de ésta, cuestión que enajena de cierto modo a la gente en la calidad de su diario vivir, despreocupándose involuntariamente de las cosas que verdaderamente les afecta. Y es así como ello también ha impactado al sistema productivo de las empresas, donde la importancia u objetivo de éstas ha dejado de ser el cliente, y se ha priorizado por alimentar a la industria y no al mercado como debería ser, puesto que se deja entre ver un desinterés por entregar productos verdaderamente beneficiosos para la gente.

La tecnología provee de eficiencia en la generación en serie de los productos, aumentando considerablemente la producción y, en consecuencia, las ganancias de las empresas, pero deja de lado la importancia del producto y sus objetivos a satisfacer, como lo es en el caso de las bancas, la comodidad y confort.

57

Este afán de la industria por satisfacer los intereses económicos propios, ha derivado en desatender los requerimientos que las personas necesitan, y una de las áreas perjudicadas es el de los mobiliarios y más preciso aún, el de las bancas públicas, denotando a simple vista una despreocupación por atender de buena forma los requerimientos que una silla debería tener, dejando de manifiesto una desconsideración de una ergonomía eficiente para confeccionar sus productos.

Otro problema más grave aún, es que estos mismos mobiliarios que desestiman la ergonomía son material de exportación, siendo repartidos a diversas partes del mundo, teniendo como resultado una segunda desconsideración por satisfacer las necesidades de las personas, debido a que la anatomía de las personas es distinta según su lugar de origen, cambian consigo, sus posturas y dimensiones anatómicas. Por lo tanto, no existe una real preocupación por considerar de buena forma a la ergonomía, como característica principal de los mobiliarios.

Bajo la mirada de éstas y otras falencias en la fabricación de asientos, bancas, sillas o cualquier otro mobiliario urbano, es que se hace necesario aplicar criterios ergonómicos para diseñar la banca a construir. Ésta se realizará considerando los criterios y recomendaciones expuestas en párrafos anteriores.

Figura 4.6 Plaza desocupada – banca clásica Fuente:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3a/PlazaChuqui2.j pg/500px-PlazaChuqui2.jpg Año: 2015

58

4.6

Diseño ergonómico

Si bien es cierto que las dimensiones antropométricas determinan la mayoría de las dimensiones funcionales de las sillas, no ayudan a la definición de otros parámetros relacionados con las sensaciones de confort, cómo, por ejemplo, la forma y material del asiento, o la inclinación y curvaturas del asiento. Además, tampoco tienen en cuenta las preferencias personales de los usuarios sobre dimensiones y forma del mueble, sino más bien la opinión personal del que aplica los criterios. Por ello, los criterios obtenidos a partir de datos antropométricos deben ser utilizados básicamente, para obtener una base de referencia en determinadas dimensiones del mueble, y deben ser considerados como una primera aproximación al diseño, que, en ciertos casos, son relaciones generales, pero en otros, deben ser estudiados en base a consideraciones adicionales sobre posturas, tareas y preferencias de los usuarios39.

Para encontrar el diseño ergonómico de la banca, se rigidizará la búsqueda, mediante los siguientes criterios; en primera instancia, bajo los lineamientos antropométricos adoptados según la fisiología nacional, donde por medio de la estatura, se buscará a la persona más representativa que cumpla con esas dos particularidades, para que posteriormente su figura humana se utilice como molde del mobiliario a construir, obteniendo de forma inmediata las dimensiones.

A través de la anatomía promedio de un chileno que cumpla con las características que arrojen los estudios, se diseñará la banca, en este caso se acoge lo citado en un estudio realizado en 2014 por la Universidad de Chile de la Facultad de Economía y Negocios, comandado por los señores Javier Núñez y Graciela Pérez, donde señalan que la estatura promedio del chileno es de 1,71m.

Para encontrar la postura de la banca, es necesario saber cuál es la sensación que ésta quiere entregar, como se trata de una banca pública de la cual su funcionalidad, es comúnmente de ocio o relajo, se estima, arbitrariamente, por parte del sujeto que modelará la banca, que tome una posición “cómoda” de descanso o relajo, para que, a partir de su sensación de confort, se obtenga la postura del mobiliario.

Entonces, se establece que por medio de la estadística se alcanza el dimensionamiento, y la subjetividad de la persona, la postura de la banca.

39

Vergara. M. Margarita. Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS

DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Universitat Jaume I. Valencia, España. Facultad de Ingeniería. Pág. 16.

59

Teniendo solucionada la parte más importante de la banca, como lo es su funcionalidad, a partir de las sensaciones y dimensiones de las personas, se debe concluir la forma de ésta, buscando un diseño que, en conjunto con lo definido anteriormente, modele por completo la banca.

A modo de demostrar lo versátil que puede llegar a ser este material, se estima de manera subjetiva un diseño, que resalte esta particularidad, donde la utilización de ortogonalidad quede fuera, y se incluya a la curva como recurso para construir novedosos y atractivos diseños.

Figura 4.7 Render de inventor: Diseño hipotético de la banca Fuente: Propia.

Año: 2015

4.7

Camino al diseño

Al emprender el diseño de una pieza de equipo o de mobiliario, al idear cualquier ambiente de trabajo o de ocio, siempre se busca una situación ideal para una o muchas personas. Este ideal será relativo para una situación particular, pues la finalidad de aquella estructura resultará del diseño que estimará lo confortable pueda llegar a ser. Por ejemplo, al diseñar una banca que cumpla con funciones de ocio, será necesario la oportuna adaptación de la banca a la figura humana, adaptando así el volumen a distintas formas oblicuas que amolde la silueta del ser humano. Para aquello, se deberá analizar la postura que se desea obtener a la hora de dejar en reposo el cuerpo sobre la banca.

60

Como parte principal de una banca, es sabido que el asiento, donde los glúteos concentran la mayor parte del peso a la hora de sentarse y, por ende, ejercen una mayor presión tanto para la banca, como para el individuo, será el eje central tanto de comodidad, estructural y diseño, para cumplir con el objetivo, derivando desde esta zona, la estructuración tanto del respaldo como el apoyo en el suelo.

Si nos centramos en el respaldo, será posible identificar la oblicuidad propia de la columna vertebral, que nos amoldará con una comba en la zona lumbar con una pequeña inclinación, para garantizar una cómoda posición y así proponer la sofisticación del usuario a la estructura.

4.7.1

Metodología del diseño del prototipo

Aludiendo a párrafos anteriores, una vez encontrada la persona idónea para el modelamiento de la postura y dimensión del mobiliario, se procedió a la búsqueda del método para hallar la figura a requerir.

Como primera cuestión a considerar, se debe determinar el molde que va a dar los lineamientos de la figura humana, donde se buscan las curvaturas de los muslos, espalda, dorso y nalgas. Para conseguir esto, se debió indagar en el material más idóneo que permite moldear lo requerido, para así adquirir la postura y dimensión de la banca. En este caso se optó por utilizar un mortero de baja calidad y bastante consistente, con la finalidad de obtener lo más rápido posible el curado y la forma. Ya obtenido esto, se introdujo el mortero en una bolsa, con el objetivo de obtener una especie de “cojín” de mortero. Apoyando esta creación en una silla, se concurrió a tomar posición por parte de la persona a modelar, buscando de este modo el molde deseado.

Pasado el tiempo de fraguado, se continuó con el curado durante tres días. Teniendo lista la figura de mortero, con la ayuda de yeso, se empastó el molde, para afinar las formas curvas y obtener de buena manera la postura y dimensiones necesarias.

Para finalizar con esta primera etapa, se realizó el “contra – molde” de la silla, con el objetivo de utilizarlo para que al momento de ejecutar la banca se aprecien y sientan las curvaturas de la figura humana, asentando el contra – molde en la zona en la que se necesita de las curvas, como lo son, las ante – piernas, nalgas, caderas, dorsos y espalda. El método se realizó utilizando yeso, revistiéndolo en la figura de mortero, previa cubertura de nylon, para sacar y obtener de buena forma, tanto el molde de mortero como el contra – molde de yeso.

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Figura 4.8 Foto: Molde de la silla Fuente: Propia.

Año: 2015

Figura 4.9 Foto: Contra – molde de la silla Fuente: Propia.

Año: 2015

Ya conseguidos los moldes, se pasa a una segunda etapa, que consiste en encontrar la forma, dimensión y postura de la banca. Para hallar estos requisitos se recurrió a la utilización del software AutoCAD, mediante el siguiente método:

Con el molde de mortero posicionado en una silla y una persona cualquiera sentada en ella, se procedió a tomar las medidas de la postura que la persona encontró en la silueta expuesta en el molde. Posterior a esto, con la ayuda de una cámara y la captura de una foto tomada de perfil a la persona sentada en su posición natural sobre el molde de mortero, se obtiene la figura que la banca requiere. Esta foto se capturó con la finalidad de registrar digitalmente las 62

dimensiones de la banca a través del programa AutoCAD, (se pasa la imagen registrada al software mencionado para identificar las dimensiones y proyectar la postura arrojada), esta digitalización sirvió para encontrar las medidas reales que la postura del molde arrojó. Esto se realizó proyectando por encima de la foto las curvaturas o líneas rectas que se desprenden de la captura. Así, de este modo, se obtuvo de mejor forma las dimensiones necesarias para confeccionar y ejecutar la banca.

Figura 4.10 Persona sentada con las proyecciones en AutoCAD Fuente: Propia.

Año: 2015

Teniendo las dimensiones y postura arrojadas en el paso anterior, se procedió a diseñar la banca en una tercera etapa, modelando el diseño más idóneo para demostrar la versatilidad del ferrocemento, en conjunto con los moldes que darán las curvaturas correspondientes, para darle utilidad al mobiliario, teniendo además en consideración, la ejecución de la banca y como se mencionó en párrafos anteriores, de manera arbitraria se concluyó en el siguiente diseño.

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Figura 4.11 Render de inventor: Diseño de la banca a ejecutar Fuente: Propia.

Año: 2015

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5. CAPITULO 5. LA VERSATILIDAD DEL FERROCEMENTO EN EL MOBILIARIO URBANO

Con la finalidad de recopilar la investigación, análisis y planteamientos expuestos en los capítulos anteriores, se presenta la última parte de esta tesis. La cual reúne la hipótesis del proyecto en conjunto a su estudio y la concreción de éste, mediante la metodología de ejecución de la banca.

5.1

La banca como elemento excepcional del espacio público y su limitante

Las estructuras que cumplen un rol público tienen la necesidad de ser diseñadas mediante un diagnóstico global del emplazamiento a disponer. Como primera parte, se debe visualizar una necesidad, siendo ésta el fiel reflejo de lo que el entorno infiere a través de las personas, ambiente y arquitectura, por consiguiente, se debe realizar un análisis a la funcionalidad que la figura desempeñará en el lugar, para posteriormente, diseñar el objeto en cuestión.

El cuerpo a confeccionar tiene que responder a las solicitudes antes mencionadas, además de las que el mismo necesitará, como lo son el diseño, material y ejecución, dándole a ésta, características propias que definirán a la estructura como un bien público. Por ende, la necesidad de cuestionarse la confección de la estructura es inminente. ¿Qué hacer? ¿Qué diseñar? ¿Qué material utilizar?, estas interrogantes deberían ser primordiales una vez que se pretende comenzar con un proyecto de este tipo.

A consecuencia de lo planteado, surgen dos disyuntivas necesarias; el saber si comenzar diseñando y luego buscar el material que satisfaga la figura propuesta, deseando que ésta se adapte al objeto creado; o escoger primero el material, antes de diseñar.

Al escoger la materialidad de la estructura, se aprecia que los materiales a utilizar son acotados, recurriendo generalmente a la madera, hormigón armado, y acero. Si se analizan bien las propiedades de estos tres materiales, es posible encontrar distintas limitaciones, como las que se observaron en capítulos anteriores.

La disyuntiva de adaptar el diseño al material, no parece ser una pequeña interrogante, pues, esta duda es consecuencia de diversos cuerpos mal proyectados que no cumplen con lo que el entorno necesita, puesto que la recurrente elección del material recae en estos tres, siendo el común denominador de todas las estructuras, derivando frecuentemente a cuerpos ortogonales clásicos, no muy atractivos y con poca vida útil, a consecuencia de la disfuncionalidad entregada a la comunidad que inconscientemente los deja de ocupar.

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La creación de los mobiliarios urbanos como principal agente decorativo y ocupacional, es excepcionalmente la columna vertebral de cualquier emplazamiento público, debido al objetivo fundamental que estos recintos cumplen, agrupar o atraer a las personas, de las cuales la mayor parte del tiempo de ocio la pasan sentados, por lo tanto, se recurre frecuentemente a las bancas. Es por esto, que esta necesidad antropológica es el respaldo primordial de qué tan servicial o acogedor puede llegar a ser un espacio urbano.

Del análisis recientemente planteado, derivan diversos aspectos que se ven reflejados en un “ciclo de diseño” a la hora de realizar algún proyecto (Ver Figura 5.1).

Este ciclo converge de la problemática por diseñar objetos idóneos para la finalidad deseada; es decir, que se debe diagnosticar una necesidad que satisfaga una función a cumplir, y a la vez, ésta requerirá de un diseño ideal para la necesidad a satisfacer. Es así como se definen tres grandes aspectos (diseño, funcionalidad, necesidad humana) al momento de solucionar una problemática.

En la búsqueda por encontrar la problemática del diseño, se divisan otros tres sub-aspectos que nos acercan a una limitante coyuntural al momento de proponer un cuerpo excepcional para su funcionalidad. Dentro de estos sub-aspectos, es donde se experimentan las disyuntivas antes planteadas, haciendo del material, el recurso limitante para favorecer al diseño y necesidad que el entorno necesita (refiérase a clima, agentes externos, arquitectura, etc.), y por consecuencia, a las que la estructura debe satisfacer. Puesto que cualquier objeto necesita del material idóneo según la finalidad que el cuerpo creado va a cumplir. En el caso en cuestión, se deben considerar diversos factores que quedan plasmados en el esquema propuesto y son variables a considerar para cualquier tipo de proyecto a crear.

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Figura 5.1 Diagrama “ciclo de diseño” Fuente: Propia Año: 2015

5.2

Unificando los conceptos diseño – materialidad

Con la finalidad de satisfacer aquella necesidad antropológica en zonas destinadas a los peatones en general, donde la diversidad fisiológica es imposible de cuantificar, se hace necesario acudir a estudios ergonómicos y/o antropométricos que linearán el diseño del mobiliario, para que éste resulte estándar y accesible a todo público.

A consecuencia de la problemática planteada, se acude al ferrocemento, un material versátil e idóneo para construir estructuras de este tipo, destacando como característica principal, la facilidad para adaptarse a cualquier tipo de diseño, sin perder la resistencia estructural.

Además, permite diseñar estructuras que son resistentes por su forma, es decir, que la potencian, unificando eficientemente la utilización del material y libertad de crear. Por fin se han concatenado estos dos conceptos, diseño y materialidad.

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El ferrocemento como ya se ha mencionado, se caracteriza por permitir diseñar estructuras curvo – laminares, las cuales cumplen con la ley de “resistencia por diseño”, lo cual empalma adecuadamente a un diseño ergonómico, basado en la antropometría de las personas, la cual busca satisfacer al usuario, junto con obtener un mobiliario adecuado para los espacios urbanos.

5.3

Ejecución de la banca

Para comenzar la fabricación de la banca antes presentada, se debió realizar un análisis de la estructuración y materialidad que ésta requerirá, puesto que la forma determinará algunas solicitaciones propias de ella, además de las cargas externas que recibirá.

 Estructuración de la banca

Sabiendo el diseño de la banca y la composición estructural del ferrocemento, se presenta la estructuración de la enfierradura, precisando la posición de cada una de las mallas y los empalmes a contemplar.

Figura 5.2 Sección transversal prototipo (armadura) Fuente: Propia Año: 2015

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Con la finalidad de interpretar el dibujo antes presentado (Fig. 5.2), se presenta el esquema de la figura 5.3, para precisar la posición de los fierros y apreciar la distribución de éstos en la banca.

Se debe considerar que el largo de la banca es de 95 cm, por lo que se contempla un recubrimiento para el borde de 2.5 cm, teniendo como resultado un largo de los fierros longitudinales de 90 cm.

Figura 5.3 Isométrica esquemático prototipo (armadura) Fuente: Propia Año: 2015

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Figura 5.4 Sección transversal prototipo (malla discreta) Fuente: Propia Año: 2015

Figura 5.5 Sección transversal prototipo (malla difusa) Fuente: Propia Año: 2015

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Las figuras antes expuestas (Fig. 5.2, 5.3, 5.4 y 5.5) tienen como objetivo presentar una metodología para indicar por medio de planos estructurales, la ejecución de la banca, además de ayudar a la cubicación y presupuesto del proyecto.  Materiales:

Para la ejecución de la banca en cuestión, se utilizaron los siguientes materiales, acotados previa cubicación, para garantizar una eficiente utilización de éstos, teniendo en cuenta la sobrevaloración del inmobiliario.

Fierros: Ø8 y Ø12 mm de A440 – 280H

Malla discreta: malla soldada galvanizada de 1 mm de espesor, con una repartición de 25x25 mm. (Malla comercial de 90x500 cm)

Malla difusa: Malla tejida galvanizada de 1 mm de espesor, con una repartición de 5x5 mm.

(Malla comercial de 60x150 cm)

Alambre: Alambre N°18 recocido.

Mortero: Mortero de reparación PRESEC T-09 – 30 MPa.  Metodología de ejecución:

La primera actividad a ejecutar para comenzar la banca, es el doblado controlado de los fierros de la armadura, en este caso se realizó de forma manual con la ayuda de una grifa y un tornillo mecánico, debido a la curvatura presentada en el diseño.

Figura 5.6 Doblado manual de los fierros Fuente: Propia Año: 2015 71

Figura 5.7 Esquematización de doblado de fierros (armadura) Fuente: Propia Año: 2015

Posterior al doblado de los fierros, se empalman las barras en los lugares críticos, previo el reconocimiento de los lugares propicios para garantizar continuidad entre éstos, ya previsualizados en el plano estructural, y generar un refuerzo en la zona de traslape, considerando a posterior, una adecuada ejecución en la aplicación del mortero.

Figura 5.8 Empalme de los fierros de la armadura Fuente: Propia Año: 2015

Ya teniendo los fierros empalmados que son la base de la armadura, se procede a la unión de los fierros longitudinales, que aportan rigidez y arrostramiento de éste, absorbiendo a la vez, las cargas verticales que recibirá la banca.

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Figura 5.9 Enfierradura de la banca Fuente: Propia Año: 2015

Con la finalidad de garantizar una adecuada unión entre los fierros transversales y longitudinales, se concluyó unirlos con la amarra de la figura 5.10, donde se asegura un buen acoplamiento y rigidez de la estructura completa.

Figura 5.10 Amarra aplicada a la armadura Fuente: Propia Año: 2015

Obtenida la armadura, se procede al adosamiento de la malla discreta en todas sus caras. En este caso, la amarra para la unión fue simple, procurando solamente la buena conexión.

Estas uniones se realizaron por todo el perímetro de la banca, en las intersecciones de los fierros transversales y longitudinales, y cada fierro por medio de la armadura, tanto longitudinal como transversal, para permitir la buena aplicación del mortero y su fluidez por todos los espacios.

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Figura 5.11 Enfierradura y malla discreta de la banca Fuente: Propia Año: 2015 Siguiendo la misma metodología del adosamiento de la malla discreta, se procede a desplegar la malla difusa, concretando de este modo, la armadura completa de la banca, y pudiendo dar paso a la aplicación del mortero.

Figura 5.12 Armadura de la banca Fuente: Propia Año: 2015

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Figura 5.13 Armadura y mortero aplicado Fuente: Propia Año: 2015

El proceso de aplicación del mortero se realizó por capas, asegurando el recubrimiento de una de las caras con mortero bien consistente, que, según el diseño, contendrá una segunda capa de mortero más fluido, permitiendo el escurrimiento de éste por medio de las mallas, y así ocupar todos los espacios, evitando posibles “nidos”, concluyendo con una última capa de mortero bien consistente, para así dejar sellada la matriz de mortero.

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Figura 5.14 Armadura cubierta de mortero Fuente: Propia Año: 2015

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Obtenida la armadura cubierta de mortero, se procedió a utilizar el moldaje de yeso fabricado ergonómicamente, mencionado en capítulos anteriores (ver figura 4.9), con la finalidad de conseguir las curvaturas encontradas. Para lograr esto, se revirtió el mortero en la armadura antes sellada, una vez localizada la posición y postura del molde.

Figura 5.15 Amardura cubierta de mortero y moldeamiento de asentaderas Fuente: Propia Año: 2015

Para finalizar la fabricación de la banca, se lijó y humedeció por completo, para posteriormente, cubrir con una “lechada” a base de cemento y agua, logrando conseguir, un buen acabado.

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Figura 5.16 Banca de ferrocemento ergonómica Fuente: Propia Año: 2015

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CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES

6.1

Conclusiones

En el desarrollo investigativo de este trabajo se encontró una interrogante, la cual es difícil de responder ¿Por qué un material constructivo tan eficiente no es utilizado en el rubro de la construcción? ¿Acaso es poco competente frente a otros materiales? Sin duda que no; ¿Requiere mano de obra especializada? Todos los materiales lo requieren. Se concluye que la escasa utilización de este material se debe a la industrialización de procesos constructivos ya establecidos por los ingenieros y arquitectos, puesto que los diseños creados y normados por ellos, trae como consecuencia el uso de los materiales convencionales.

Algunos de los factores que determinan la industrialización de procesos constructivos son: el dinero y el tiempo. Frente a esto, sin duda que estos procesos al ya estar comprobados y corroborados, hacen difícil incentivar la utilización de otros materiales menos conocidos, los cuales no tienen procesos de línea de producción industrial.

El Ferrocemento, al no estar normado y al no tener una metodología de cálculo como el hormigón o el acero, sino más bien, solo tiene unos cuantos tratados donde se recomienda como ejecutar ciertas construcciones con este material, no es llamativo para la industria.

Pero el Ferrocemento tiene mucho que entregar a quienes estén dispuestos a investigar. Una de las deudas pendientes en la investigación de este material, es el desarrollo de ensayos, metodologías de cálculo, planos estructurales y otros aspectos para la estandarización de éste, y así conseguir establecer una norma o modo de cómo ejecutar estructuras en Ferrocemento de una forma más consensuada.

El Ferrocemento, es un material innovador para la elaboración de mobiliario urbano, pues debido a sus características, es fácil diseñar con él mobiliarios funcionales que satisfacen la necesidad de éstos en los espacios urbanos, demostrando con ello su versatilidad.

Se concluyó que el Ferrocemento es un material idóneo para diseñar ergonómicamente, por ser un material que se caracteriza por buscar diseños curvo – laminares, los cuales cumplen con la ley de “resistencia por diseño”.

Al momento de elegir los materiales para la ejecución de la banca, éstos se sobredimensionaron para asegurar el buen desempeño de la banca al momento de su utilización, a consecuencia de esto, el espesor de la banca es aproximadamente en todas sus partes de 4 cm, y no la propuesta en la hipótesis antes planteada, la cual era de 3,5 cm. Pero 79

sin duda, se pudieron conseguir espesores aún menores de lo propuesto en la hipótesis, por todos los antecedentes que se mostraron en la investigación del material.

6.2

Recomendaciones

Establecer una planificación de ejecución de trabajo inteligente, el cual estará determinado por el diseño de la estructura, y así evitar retrasos innecesarios, y peor aún, una mala ejecución de la estructura.

Es de suma importancia tener las herramientas adecuadas para el doblado de los fierros, pues sin éstas se hace casi imposible la correcta ejecución de la estructura. Sin duda, hay herramientas estandarizadas para estos fines, pero en sí, cada diseño puede requerir de una herramienta específica para lograr la correcta ejecución, la cual no necesariamente estará dentro de las más convencionales.

Debido a que a veces será necesario doblar fierros de forma manual, es de suma importancia, establecer criterios de control del doblado, para así evitar la micro – fisurasión o rotura del acero.

Se recomienda el uso de espátulas tanto cuadradas como redondeadas para la correcta aplicación del mortero en las armaduras discreta y difusa, las cuales recibirán la matriz conglomerada.

Para conseguir un buen acabado en las orillas y bordes, se recomienda humedecer la zona donde se ejecutará el acabado, y pasarlas suavemente sobre la superficie, para así conseguir una buena terminación.

80

CAPÍTULO 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

7.1

Bibliografía

Lisette, S. B. (2004). Tesis. Construcción de vivienda social de Altura en Ferrocemento.

Valdivia , Chile.

Margarita, V. M. (Enero de 1998). Tesis. EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LAS SILLAS. CRITERIOS DE EVALUACIÓN BASADOS EN EL ANÁLISIS DE LA POSTURA. Valencia, España .

Miguel, A. Á. (s.f.). Elegir una silla ergonómica. Ergonómia en español.

Miguel, A. Á. (s.f.). Elegir una silla ergonómica.

Rebollos, M. F. (2004). Mobiliario urbano: un elemento diferenciador en las ciudades.

Arquitectura del paisaje: Construcción del medio ambiente. Malaga, España.

Tesis de “DISEÑO Y ELABORACIÓN DE CERCHAS DE FERROCEMENTO” presentada por el alumno Jorge Alfredo Mas Maragaño en el año 2003 para optar al título de Ingeniero Civil en Obras Civiles de la Universidad Austral de Chile, teniendo como profesor guía a Hernán Arnés Valencia, Constructor Civil, Ingeniero Civil U.C. Tesis de “DISEÑO, FABRICACIÓN Y ENSAYO DE VIGAS CON PERFIL “T” DE FERROCEMENTO” presentada por el alumno Rodrigo Andrés Carrillo Mora en el año 2003 para optar al título de Ingeniero Civil en Obras Civiles de la Universidad Austral de Chile, teniendo como profesor guía a Hernán Arnés Valencia, Constructor Civil, Ingeniero Civil U.C. Tesis de “DINTELES PREFABRICADOS DE FERROCEMENTO” presentada por la alumna Alejandra Evelyn Torres Ojeda en el año 2007 para optar al título de Ingeniero Constructor de la Universidad Austral de Chile, teniendo como profesor guía a Hernán Arnés Valencia, Constructor Civil, Ingeniero Civil U.C.

7.2

Webgrafía

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