"Sistemas prefabricados con aislamiento sísmico" Mario Alvarez

Seminario y foro: Prefabricados en el Sector Industrial y Minero, Proyectos Recientes SANTIAGO 6 DE DICIEMBRE 2012 AUDITORIO CÁMARA CHILENA DE LA CONSTRUCCIÓN

Sistemas prefabricados con aislamiento sísmico: eficiencia en costos y protección sísmica Mario Alvarez S. SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

Proyecciones de inversión en minería abren grandes oportunidades Inversión proyectada en la minería chilena1 (Millones de dólares) 22,430

15,182

16,637

16,022 12,741

• Positivo impacto para proveedores de bienes y servicios

10,448

2012

2013

2014

2015

2016

• US$ 50.000 millones en construcción al 2020 (~50% inversión2)

20172020

Fuente: (1) Cochilco (Inversión en la minería chilena, Abril 2012, (2) Comité de Contratistas Generales Cámara Chilena de la Construcción

SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

Desafíos del sector minero e industrial En este escenario de grandes inversiones, los proyectos de infraestructura deberán abordar 4 desafíos Asegurar continuidad operacional Contar con capacidad técnica y humana para ejecutar la inversión planificada Responder exigencias medioambientales y laborales Enfrentar escenario de escasez de mano de obra

SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

1. ASEGURAR CONTINUIDAD OPERACIONAL

Brecha Sísmica en el Norte de Chile País

Año

Chile 1960

Mensaje

Magnitud

9.5

Alaska

1964

9.2

Rusia

1952

9.0

Japón

2011

9.0

Indonesia

2004

9.0

Chile 2010

8.8

Ecuador

1906

8.8

Alaska

1957

8.8

Islas Kuriles

1958

8.7

Alaska

1965

8.7

Chile 1922 8.5 SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

1. ASEGURAR CONTINUIDAD OPERACIONAL

Brecha Sísmica en el Norte de Chile

Mensaje

SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

Sistema Constructivo MOMENTA® Sistema prefabricado de hormigón armado aislado sísmicamente 1

Menor tiempo construcción Mejor calidad

2

Menor dependencia mano de obra

3

Mayor certidumbre de plazos y costos

4

Menor impacto ambiental

5 6 7 8

Mayor seguridad laboral Viable en condiciones extremas

Seguridad frente a terremotos Reducción fuerzas y deformaciones entre 70% - 90% Protección de contenidos/Continuidad operacional

SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

Sistema Constructivo MOMENTA® Elementos distintivos del Sistema Nueva generación de uniones     

Rápida ejecución en terreno No requieren faena húmeda en el montaje No requieren coplas para unión de barras Diseñadas para cargas sísmicas Ensayadas en laboratorio a escala real

Optimización Diseño estructural Coordinación en etapa de diseño Adecuación del sistema al proyecto Retroalimentación post construcción

Reducción de plazos de obra gruesa entre 40%-50% Costo O.G. en edificación similar a sistemas convencionales SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

Caso 1: Edificio prefabricado con aislamiento sísmico

SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

CASO 1: Edificio oficinas Chacay, Temuco Principales elementos del proyecto Menor tiempo construcción • Montaje estructura prefabricada en 11 días • Inicio de terminaciones en paralelo con obra gruesa

Diseño especial de uniones • Uniones rápidas sin faena húmeda durante montaje • Flexibilidad de diseño para adaptarse a distintos tipos de unión viga-columna

Sistema de aislamiento de bajo costo • Sistema simplificado de anclaje y montaje aisladores • Dispositivos de bajo costo

Edificio de 6 pisos y 1 subterráneo Superficie construida: 2,675 m2 Edificio estructurado en base a márcos rígidos de hormigón armado y aislado sísmicamente

Diseño estructural optimizado • Uso reducción fuerzas debido al aislamiento sísmico • Estructuración de pórticos sin muros de H.A. • Estandarización de elementos prefabricados

Solución integral prefab. + obras in-situ • Coordinación de trabajos en obra con prefabricado

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CASO 1: Edificio oficinas Chacay, Temuco Desempeño de sistema de aislamiento sísmico

PARÁMETRO

BASE FIJA

AISLADO

% RED.

Período fundamental (seg)

Tx = 0.937 Ty = 0.825

Tx = 2.814 Ty = 2.805

-

Aceleración máxima en el techo (g)

0.72

0.13

82%

Deformación máxima de entrepiso (0/00)

8.4

1.9

77%

Cuantía acero columnas (Kg/m3)

176

140

20%

Cuantía acero vigas (Kg/m3)

146

138

5%

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CASO 1: Edificio oficinas Chacay, Temuco

Video construcciรณn obra gruesa Chacay

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Caso 2: Proyecto industrial con aislamiento sísmico

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CASO 2: Planta Cristalerías Chile, Llay Llay Principales elementos del proyecto Sistema de aislamiento sísmico

máxima

Cant. Aisladores elastoméricos: Cant. deslizadores friccionales: Período estructura aislada: Peso Sísmico Estructura aislada: Deform. máxima aisladores (DTM):

• • • • •

80 (φ 70 a 85cm) 18 x SL 2.66 s 14.800 tonf 41cm

Gentileza

Ventajas del aislamiento sísmico Estructura de 1 nivel Dimensiones estructura: 75 x 55 m = 4.125 m2 Edificio tradicional de H.A. estructurado en base a pilares y estructura metálica de techo

• • • •

Se garantiza continuidad operacional Se protegen los contenidos Se protege la estructura Se viabiliza el uso y certificación de distintos equipos frente a solicitaciones sísmicas

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CASO 2: Planta Cristalerías Chile, Llay Llay Sistema de aislamiento sísmico

Losa de fundación

Gentileza

Instalación aislador sísmico SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

CASO 2: Planta Cristalerías Chile, Llay Llay Desempeño de sistema de aislamiento sísmico 81% 87%

Gentileza

83% SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

77%

CASO 2: Planta Cristalerías Chile, Llay Llay Construcción

Dificultades en obra • Consumo intensivo de mano de obra para colocación de armadura y moldaje • Instalación y retiro de moldajes y alzaprimas de losa aislada • Instalación de dispositivos y sus anclajes • Complejo control de calidad en terreno • Extensión de plazo de ejecución dadas estas dificultades

Gentileza

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CASO 2: Planta Cristalerías Chile, Llay Llay Factibilidad para prefabricar este tipo de proyectos es alta

Principales elementos a tener en cuenta Incorporación del prefabricado desde la etapa de diseño Configuración eficiente de la grilla de dispostivos de aislación dada la distribución de cargas y la estructura Uso coordinado de las normas NCh.2369 (diseño sísmico de estructuras industriales) y NCh.2745 (diseño de estructural con aislación sísmica) CORTE MINIMO ESTRUCTURAS PREFABRICADAS Ventaja uso

FIJO

Pref. + aislación

AISLADO

0.25 I A0 W (uniones humedas) 0.40 I A0 W (uniones secas) 0.17 I A0 W

Red. 30% - 60%

Flexibilidad para el diseño de distintos tipo de uniones (secas, húmedas, rotuladas, semi-empotradas, empotradas)

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Conclusiones Un sistema constructivo prefabricado con aislación sísmica responde a necesidades críticas para la infraestructura en el sector minero e industrial (continuidad operacional, menores plazos, mayor productividad y calidad, mayor seguridad laboral y menor impacto ambiental) La implementación de este tipo de sistemas requiere capacidades de ingeniería e innovación integradas en todo el proceso. Con esto se logran soluciones técnicamente eficientes y a costos competitivos frente a sistemas tradicionales El mercado actualmente está demandando soluciones industrializadas, por lo que los distintos actores debemos hacer un esfuerzo conjunto en innovación y generación de nuevas soluciones para satisfacer los requerimientos actuales, lo que ayudará a mejorar la productividad de la industria de la construcción SEMINARIO: PREFABRICADOS EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO, PROYECTOS RECIENTES

MUCHAS GRACIAS

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