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Noviembre de 2010 “SEGUIMIENTO Y PROPUESTAS AL PROCESO CONSTRUCTIVO DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO” PROYECTO DE TESIS, QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTA: MÉNDEZ VELÁZQUEZ LUIS INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA INGENIERÍA CIVIL 1 2 3 4 DEDICATORIA: A MIS PADRES: Por esperar pacientemente durante este tiempo para ver terminado este trabajo de tesis, producto de la construcción de lo que hoy es un hermoso y moderno hospital que ya esta en servicio. Hoy sé con certeza que no habría podido llegar hasta este punto sin su apoyo, confianza y guía, ya que son para mí la brújula que me guía para encontrar el rumbo correcto. Al terminar esta tesis no sólo corono cuatro años de estudio y casi dos de trabajo, sino también el esfuerzo y sacrificio que han hecho por traerme hasta acá. Gracias. A MI HERMANO: Amigo del alma. A LA E.S.I.A.: Mi alma mater que más que los conocimientos me brindó las herramientas para afrontar casi dos años de trabajo, de los cuales me atrevo a plasmar la gratificante experiencia que significa para mí el proyecto “Ajusco Medio”. Hoy con esta tesis, más que cumplir con un requisito regreso a la E.S.I.A. un pequeño tributo esperando que algún día pueda servir a los compañeros estudiantes. Dedico el presente trabajo a la comunidad de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco, en especial a quienes integran el turno vespertino. A UN AMIGO FIEL: Que fue a abrir caminos en nuevos horizontes… AGRADECIMIENTO ESPECIAL: CONSTRUCTORA GLOBO S.A. DE C.V. SUPERVISIÓN EXTERNA. 5 HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO… “Existen tres cosas que nunca regresan: La flecha lanzada, la palabra dicha y la oportunidad perdida.” Proverbio chino ANTES: Servicio social. Dirección General de Obras Públicas Subdirección de Edificación “B” DURANTE: Supervisión de obra y control de calidad. Constructora Globo S.A. de C.V. Proyecto para la construcción de la Unidad de Salud en Ajusco Medio Planta de prefabricados ICA- PRET “Texcoco” DESPUÉS: Proyecto de tesis I Í n d i c e ÍNDICE Oficio de asesor y tema de tesis Carta de cesión de derechos Dedicatoria INTRODUCCIÓN VIII ANTECEDENTES XI MARCO TEORICO XV METODOLOGIA XIV CAPÍTULO I CONCEPCIÓN DEL PROYECTO HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO I.1 DELEGACIÓN TLALPAN: SITUACIÓN GEOGRÁFICA Y MEDIO FÍSICO NATURAL 6 I.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS DE LA DELEGACIÓN TLALPAN 8 I.3 ACCESO A SERVICIOS DE SALUD EN LA DELEGACIÓN TLALPAN: OFERTA SERVICIOS DEL PRIMER NIVEL DE ATENCIÓN EN LA DELEGACIÓN TLALPAN SERVICIOS DEL SEGUNDO NIVEL DE ATENCIÓN EN LA DELEGACIÓN TLALPAN PERSONAL MÉDICO EN LA DELEGACIÓN TLALPAN 10 12 12 13 I.4 ENFERMEDADES Y PRINCIPALES CAUSAS DE MORTALIDAD EN TLALPAN: DEMANDA TERRITORIO DE INFLUENCIA TIPO DE POBLACIÓN BENEFICIADA POBLACIÓN SIN PROYECTO DEMANDA ESTIMADA PERFIL EPIDEMIOLÓGICO DE LA DELEGACIÓN TLALPAN 14 14 14 14 15 15 I.5 MODELO CONCEPTUAL MÉDICO ARQUITECTÓNICO DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO 16 17 I.6 ELECCIÓN DEL PREDIO 24 I.7 PROGRAMA DE NECESIDADES MÉDICO ARQUITECTÓNICAS 28 I.8 PROYECTO INTEGRAL: CONTRATO DE LA EMPRESA 41 II Í n d i c e CONSTRUCTORA Y SUPERVISIONES EXTERNAS I.9 NOMBRE DEL PROYECTO, DE UNIDAD DE SALUD A HOSPITAL GENERAL 48 CAPÍTULO II INFRAESTRUCTURA Y CONSTRUCCIÓN DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO II.1 ANTEPROYECTO 49 II.1.1 PROGRAMA ARQUITECTÓNICO Investigación de campo Trabajo de gabinete 49 49 49 II.1.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL COMPLEJO HOSPITALARIO Edificio principal Estructuras complementarias Área no permeable Área permeable 51 51 56 57 63 II.1.3 ANTEPROYECTO ARQUITECTÓNICO Definición Elaboración de anteproyecto arquitectónico 63 63 64 II.2 PROYECTO ARQUITECTÓNICO: INTEGRACIÓN DE PROYECTO EJECUTIVO 69 II.2.1 PROYECTO ARQUITECTÓNICO Definición Requisitos de elaboración 69 69 69 II.2.2 INTEGRACIÓN DE PROYECTO EJECUTIVO 71 II.2.3 MODALIDAD FAST TRACK 72 II.3 EL SITIO DE LA OBRA 73 II.3.1 DESCRIPCIÓN DEL PREDIO 73 II.3.2 GEOLOGÍA 76 II.4 MECÁNICA DE SUELOS 79 Sondeos mixtos Pozos a cielo abierto Estratigrafía Sondeos con Cono Dinámico PANDA Sondeos de avance controlado Trabajos de laboratorio 80 85 86 88 89 91 III Í n d i c e II.5 MOVIMIENTO DE TIERRAS 94 II.5.1 TRABAJOS PRELIMINARES Limpieza, tala, demolición, acarreos, trazo y nivelación y despalme Equipo utilizado 94 94 96 II.5.2 TRABAJOS DE TERRACERÍA Plataforma superior Plataforma inferior Estructuras complementarias Equipo utilizado Ataque en roca Observaciones al proceso 100 100 100 104 105 108 109 II.6 SUBESTRUCTURA (Cimentación y muros de contención) 111 Generalidades Sistema constructivo planteado para el Hospital General Ajusco Medio Tipo de cimentación analizada Condiciones de carga Materiales Análisis sísmico NTC-RCDF Bajada de cargas Capacidad de carga 111 113 114 115 117 117 117 119 II.6.1 ZAPATAS AISLADAS Y CANDELEROS DE CIMENTACIÓN II.6.2 ZAPATAS CORRIDAS Estructura principal Estructuras complementarias II.6.3 PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CIMENTACIÓN II.6.4 MUROS DE CONTENCIÓN Muros de contención dentro del edificio principal Muros de contención en obras exteriores II.6.5 PROPUESTA # 1 PILAS DE CIMENTACIÓN Objetivo de la propuesta Problemática Teoría de Pilas Proceso constructivo propuesto Recomendaciones del autor Dimensionamiento de pilas Recomendaciones de las NTC para la construcción de cimentaciones a base de pilas Propuesta económica Caso práctico: Cimentación del Hospital General Enrique Cabrera 120 122 122 122 124 128 130 131 138 141 141 149 166 168 171 175 177 180 II.7 SUPERESTRUCTURA: CONCRETO PRESFORZADO 185 Generalidades La idea del presfuerzo: superposición de esfuerzos II.7.1 MÉTODOS DE PRESFUERZO Presfuerzo por pretensado Presfuerzo por postensado II.7.2 LOS MATERIALES Acero de presfuerzo Concretos utilizados en presfuerzo II.7.3 APLICACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE PRESFUERZO II.7.4 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA PRESFORZADA DEL HOSPITAL 185 185 188 188 190 192 192 194 194 196 IV Í n d i c e GENERAL AJUSCO MEDIO II.7.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN 1ª Etapa: Fabricación Observaciones al proceso de fabricación 2ª Etapa: Montaje 3ª Etapa: Rigidez de la estructura II.7.6 CONCRETO AUTOCOMPACTABLE II.7.7 PROPUESTA # 2 FACHADAS PREFABRICADAS DE CONCRETO Objetivo de la propuesta Sistema de fachadas Precor Problemática Prefabricados arquitectónicos Ventajas de un sistema de fachadas prefabricadas de concreto Concreto ligero Proceso constructivo propuesto Desventajas del sistema Comparativa de costos Casos prácticos 196 196 207 210 220 221 223 223 223 224 229 231 236 240 243 244 245 II.8 ALBAÑILERÍAS 246 II.9 ACABADOS II.9.1 ACABADOS ESPECIALES Protección radiológica Sistemas Polyflor 248 249 249 249 II.10 HERRERÍA 253 II.11 CARPINTERÍA 254 II.12 OBRAS EXTERIORES Estructuras complementarias Urbanización 255 255 255 II.13 OBRAS COMPLEMENTARIAS Alcantarillado exterior Trabajos de acometida eléctrica 256 256 257 II.14 HELIPUERTO Generalidades Helipuerto elevado Identificación del helipuerto Sistema de luces Requerimientos médicos de los helipuertos en hospitales Helicópteros de emergencia en la Ciudad de México, EUROCOPTER A350 Helipuerto elevado del Hospital General Ajusco Medio 258 258 258 263 264 266 267 268 V Í n d i c e CAPÍTULO III FUNCIONAMIENTO DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO III.1 GENERALIDADES 272 III.2 INGENIERÍA HIDRÁULICA 273 III.2.1 ABASTECIMIENTO 273 III.2.2 REDES GENERALES 274 III.2.3 GENERALIDADES DE LAS REDES GENERALES 278 III.2.4 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS 279 III.2.5 SISTEMA DE CALENTAMIENTO SOLAR 284 III.2.6 EQUIPO DE INSTALACIÓN PERMANENTE, CASA DE MÁQUINAS, SECCIÓN HIDRÁULICA 285 III.2.7 TANQUES DE COMBUSTIBLE 289 III.2.8 SISTEMA DE ALCANTARILLADO 289 III.3 INGENIERÍA ELÉCTRICA 290 III.3.1 REQUERIMIENTOS 290 III.3.2 CAPACIDAD DE EQUIPOS DE SUBESTACIÓN, CASA DE MÁQUINAS SECCIÓN ELÉCTRICA 292 III.3.3 SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA 294 III.3.4 SISTEMA DE ALUMBRADO EN ÁREAS CUBIERTAS 296 III.3.5 SISTEMA DE RECEPTÁCULOS 297 III.3.6 SISTEMAS AISLADOS 297 III.3.7 SISTEMAS HOSPITALARIOS 297 III.3.8 SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ELÉCTRICAS ATMOSFÉRICAS 299 III.3.9 SISTEMA DE TIERRAS FÍSICAS 300 III.4 INGENIERÍA DE GASES MEDICINALES 301 III.4.1 GENERALIDADES 301 III.4.2 REQUERIMIENTOS DEL HOSPITAL 302 III.4.3 EQUIPOS CENTRALES 302 III.4.4 CUADROS DE VÁLVULAS 304 III.4.5 SISTEMA DE ALARMAS DE GASES MEDICINALES 306 III.5 INGENIERÍA DE AIRE ACONDICIONADO 309 III.5.1 GENERALIDADES 309 III.5.2 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN DE AIRE ACONDICIONADO 310 III.5.3 ÁREAS ACONDICIONADAS POR MEDIOS MECÁNICOS 311 III.5.4 EQUIPOS CENTRALES 315 III.6 INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES 318 III.6.1 SISTEMA DE SONIDO Generalidades Descripción general del sistema Ubicación de equipos centrales Componentes del equipo central 318 318 319 320 320 VI Í n d i c e III.6.2 SISTEMA DE INTERCOMUNICACIÓN ENFERMO-ENFERMERA Objetivo Equipos 323 323 323 III.6.3 SISTEMA DE TELEFONÍA E INFORMÁTICA Red de telefonía Red de informática Video portero 324 325 326 328 III.6.4 SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIÓN Generalidades Equipos generales 328 III.7 INGENIERÍA BIOMÉDICA 330 3.7.1 GENERALIDADES III.8 ESTRUCTURA DEL HOSPITAL Sistema Asistencial Sistema Administrativo Contable Sistema Gerencial Sistema de Información Sistema Técnico Sistema de Docencia e Investigación 331 332 332 333 333 334 335 III.9 DISPOSICIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS BIOLÓGICO- INFECCIOSOS (R.P.B.I.) Clasificación de los R.P.B.I. Clasificación de los establecimientos generadores de R.P.B.I. Manejo de los R.P.B.I. 335 336 338 338 CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE RESULTADOS ANALISIS DE RESULTADOS 346 IV.1 Resultados esperados 346 IV.2 Resultados obtenidos 348 CONCLUSIONES XXI RECOMENDACIONES XXXV MEMORIA FOTOGRAFICA XXXVII BIBLIOGRAFIA LXXV GLOSARIO Términos tipo hospitalario Tipología de servicios médicos en el Sistema Nacional de salud LXXV LXXV LXXIX VII Í n d i c e Edificios destinados a servicios de salud LXXIX INDICES DE TABLAS Y FIGURAS LXXXII Índice de figuras LXXXII Índice de tablas LXXXVIII VIII I n t r o d u c c i ó n INTRODUCCIÓN El objetivo principal del presente proyecto de tesis, SEGUIMIENTO Y PROPUESTAS AL PROCESO CONSTRUCTIVO DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO, es proponer mejoras a los procesos empleados en la construcción del inmueble denominado Hospital General Ajusco Medio Dra. Obdulia Rodríguez Rodríguez, concretamente las etapas correspondientes a cimentación y sistema de fachada. A la par de realizar las propuestas, el presente trabajo ilustra el proceso mediante el cual se lleva a cabo el proyecto y la ejecución de una obra de infraestructura, en el muy particular caso de un hospital. Una de las misiones de la Ingeniería en cualquiera de sus ramas es la optimización de los recursos, es por ello que la primera propuesta del presente trabajo plantea una cimentación semiprofunda a base de pilas cortas cuya ejecución, al menos para este caso resulto más económica y más eficiente, que un sistema a base de zapatas rectangulares que para su construcción tuvieron que realizarse rellenos a base de concreto simple para alcanzar niveles de desplante. La segunda propuesta plantea un sistema de fachadas prefabricadas a base de concreto arquitectónico, que si bien sus costos de adquisición inicial pueden resultar elevados dependiendo del diseño arquitectónico y del acabado que se desee, las ventajas estructurales y mecánicas del concreto, la variedad de acabados disponibles y los adelantos de la industria cementera con la producción de materiales más ligeros y el escaso mantenimiento necesario hacen del concreto arquitectónico más rentable que algún sistema de fachada a base de procesos de albañilería. Para ambas propuestas se presentan las respectivas problemáticas base de memorias fotográficas, se presentaron los apoyos teóricos necesarios para la comprensión de los sistemas propuestos y se plantean los nuevos sistemas constructivos. Para ambos casos se hace un breve análisis de costos y se presentan casos prácticos en obras similares Para la propuesta de pilas de cimentación con los datos de la estructura original se llevo a cabo el diseño de las pilas y la adaptación al sistema estructural, se presenta la secuencia de IX I n t r o d u c c i ó n diseño, algunas consideraciones prácticas y los detalles constructivos se presentan en planos anexos al trabajo de tesis. Para la segunda propuesta se hizo una recopilación de elementos presentes en el mercado actual tales como concretos ligeros y acabados, se hace una comparativa de costos con un sistema igualmente eficiente a base de paneles de aluminio con lo cual se demuestra que con una planeación correcta se puede absorber el costo de adquisición. De la misma manera se presenta un plano con los detalles constructivos de la propuesta en solo una de las fachadas del edificio con el fin de hacer comprensibles los resultados y no con el fin de realizar un proyecto ejecutivo. Para lograr la segunda parte del objetivo principal este trabajo se dividirá en tres capítulos, cada uno de ellos con objetivos particulares para no limitar este trabajo sólo al aspecto constructivo de la estructura e ilustrar el proceso completo de la concepción y construcción de un proyecto. Los tres apartados se mencionan a continuación: I CONCEPCIÓN DEL PROYECTO: Este capítulo tiene como objetivo ilustrar los pasos que se siguieron para dar pie al proyecto del Hospital General Ajusco Medio, para ello es prioridad el análisis de los siguientes temas: Aspectos físicos y sociales del sitio de construcción: Tlalpan. Necesidades médico-arquitectónicas y requerimientos de la autoridad del nuevo inmueble. Selección del predio donde se construirá el proyecto. Proyecto Integral. II INFRAESTRUCTURA Y CONSTRUCCIÓN: Este capítulo tiene como objetivo el planteamiento de las mejoras al proceso constructivo del hospital, para ello se tiene que partir de la información relativa a esta estructura y del sitio donde fue construida, para este capítulo es prioridad el análisis de los siguientes temas: Proyecto Ejecutivo. Geología del lugar de construcción y características de la estructura. X I n t r o d u c c i ó n Cimentaciones: teoría, práctica y lineamientos de la reglamentación vigente. Elementos prefabricados de concreto: teoría y práctica para la aplicación en sistemas de fachada. Albañilería y acabados. Helipuerto: Lineamientos de Aeronáutica Civil para construccióny operación del mismo. III FUNCIONAMIENTO DEL HOSPITAL: Este capítulo tiene como objetivo ilustrar los aspectos que hacen funcional a un hospital moderno. Para ello se analizará lo siguiente: Instalaciones. Ingeniería Eléctrica. Ingeniería Hidráulica. Ingeniería de gases medicinales. Ingeniería de aire acondicionado. Ingeniería de Telecomunicaciones. Estructura Administrativa. Residuos sólidos. XI A n t e c e d e n t e s ANTECEDENTES POBLACIÓN DEL DISTRITO FEDERAL: ACCESO A SERVICIOS DE SALUD La Ciudad de México es el centro político y económico del país y es, a su vez, la novena metrópoli más poblada del mundo, en su crecimiento demográfico, la Ciudad de México fue incorporando a numerosos poblados que se encontraban en las cercanías. A mediados del siglo XX su área metropolitana desborda los límites del Distrito Federal y se extiende sobre 40 municipios del estado de México y un municipio del estado de Hidalgo, según la más reciente definición oficial de 2003 los gobiernos locales, estatales y federal sobre la Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM). La ZMCM estaba habitada en el 2005 por alrededor de 19, 300,000 personas, casi el 20% de la población total del país. De los 19 millones de personas que habitan la ZMCM de acuerdo con las proyecciones del Consejo Nacional de Población se estimaba una población cercana a los 8,800,000 habitantes para la ciudad de México, casi un 50% de la población total de la ZMCM. De la población total de la Ciudad de México según cifras oficiales se estima que cerca de un 42% del total de la población (Tabla T1), carece de seguridad social y con ello del acceso a servicios de salud de calidad, registrándose en aquellos sectores donde se encuentran nuevos asentamientos humanos producto del crecimiento urbano y la migración. Ante la necesidad de elevar el nivel de salud de los habitantes del Distrito Federal, principalmente en aquellos sectores de la sociedad que por su situación socioeconómica carecen de atención médica, el Gobierno de la Ciudad ha diseñado y puesto en marcha una serie de programas prioritarios, con el fin de proporcionar este servicio de manera gratuita e institucional a estos grupos de la población, dentro de estos programas está contemplada la construcción de nuevos hospitales, lo cual se ha puesto en marcha desde 2005 con la construcción del Hospital de Especialidades Dr. Belisario Domínguez en Iztapalapa. XII A n t e c e d e n t e s Dentro del territorio de la Ciudad de México, dividido políticamente para su administración en 16 delegaciones políticas (Figura F2), el crecimiento poblacional se ha desplazado principalmente hacia el sector metropolitano sur de esta urbe, que es una zona de gran extensión territorial compuesta por las delegaciones de Coyoacán, Magdalena Contreras Xochimilco, Milpa Alta y Tlalpan donde aún existe la posibilidad de crear nuevos asentamientos urbanos, los cuales exigen de la autoridad acceso inmediato a servicios urbanos y de calidad. El sector metropolitano sur, en la región sur- poniente, cuenta con una población de 2,401,476 habitantes, de los cuales 1,027,813 carece de seguridad social con un perfil socio epidemiológico de enfermedades infecto- contagiosas y de enfermedades crónico- degenerativas. Para afrontar la problemática antes descrita se ha planteado por parte del Gobierno del Distrito Federal la construcción de un hospital general dentro de esta área, específicamente en la Delegación Tlalpan, el cual se agregará a la red hospitalaria de la Ciudad de México. Actualmente la Secretaría de Salud del Gobierno del Distrito Federal cuenta con 28 hospitales en diferentes puntos de la Ciudad; sin embargo, con la dinámica de crecimiento de la población, hay áreas con una fuerte demanda de servicios médicos y con insuficiente oferta (Figura F1). Tabla T1. POBLACIÓN NO ASEGURADA POR ENTIDAD FEDERATIVA. XIII A n t e c e d e n t e s Al Hospital de Especialidades Dr. Belisario Domínguez, prosiguió en el año siguiente (2006) la construcción de otro hospital en una de las delegaciones deficientes de servicios de salud, la Delegación Álvaro Obregón, donde fue edificado el Hospital General Dr. Enrique Cabrera. El nuevo hospital planteado para la Delegación Tlalpan ya se encuentra en operación y está en servicio para la población del Distrito Federal, reforzará la red de hospitales ya existentes junto con otros dos nuevos hospitales también en construcción, uno de ellos, El Hospital General de Tlahuac, en la Delegación Tlahuac, y La Clínica Hospital Emiliano Zapata en Iztapalapa, donde también se lleva a cabo la ampliación y modernización del Hospital General Iztapalapa. Como mención especial, a la fecha los tres nuevos hospitales se encuentran ya terminados, con la ejecucion de estas importantes obras la Ciudad de México para el año 2010 contará con 31 hospitales, teniendo al menos un hospital por cada una de sus delegaciones políticas. XIV A n t e c e d e n t e s SE ENCUENTRA EN CONSTRUCCIÓN Figura F1. RED HOSPITALARIA DEL DISTRITO FEDERAL (2009). (Secretaria de Salud del D.F. recuperado del sitio www.salud.df.gob.mx el 1° de septiembre de 2009) XV M a r c o t e ó r i c o MARCO TEÓRICO DEFINICIÓN: Se denomina hospital al establecimiento público o privado en el cual se atiende a individuos que padecen una determinada enfermedad y que acuden a él con el objeto de recibir un diagnóstico y un posterior tratamiento para su afección. Los hospitales se encuentran entre las edificaciones más complejas en cuanto a diseño y construcción debido al constante avance de la tecnología médica. Un edificio destinado a prestar servicios de salud requiere de un grupo de especialistas de diversas disciplinas de la ingeniería, tanto en construcción como en instalaciones, y equipo médico destinado a la atención y cuidado de la salud de los individuos que acuden. ORIGEN DE LOS HOSPITALES Para entender el origen del cuidado de la salud y por consecuencia el establecimiento de las edificaciones que hoy conocemos como hospitales debemos entender las etapas por las que ha pasado el conocimiento médico: Conocimiento empírico Pensamiento mágico Conocimiento científico Conocimiento empírico: El cuidado de la salud inició con los primeros habitantes de la Tierra quienes se basaban en el conocimiento empírico, con la recopilación de elementos de origen vegetal, mineral o animal que proporcionaran beneficios y lograran la recuperación de fuerza y energía para continuar con las actividades propias como la cacería o el desplazarse a un lugar mejor. Por consecuencia de la evolución del hombre y la aparición de aquellos hombres que destacaban por su capacidad de razonamiento llevó a la creación del prototipo del médico XVI M a r c o t e ó r i c o actual, el cual recolectaba y proveía a los demás los elementos benéficos para la salud a cambio de algún recurso de trueque. Pensamiento mágico: En esta etapa se aprecia un reconocimiento a aquellos elementos de la comunidad que tenían un mayor número de resultados acertados, por lo que es posible considerar que la medicina fue una de las primeras actividades, actualmente catalogadas como profesionales, que surgió con la transmisión de los conocimientos adquiridos entre las nuevas generaciones de individuos ya que los padres fungían como profesores y lo hijos como estudiantes. Con la evolución del pensamiento humano se fueron creando elementos naturales y ficticios que darían explicación a todas las actividades diarias del hombre. Crearon un grupo de dioses a quienes demostraban agradecimiento por favores recibidos o por no haber recibido daño alguno. Se cree queen este momento se fusionaron las dos áreas profesionales existentes en los primeros pasos del hombre en la Tierra: la medicina y la arquitectura, ya que es posible, lo sabemos por el estudio de las culturas antiguas, que quienes fungían como guías impusieran la edificación de templos para la adoración de dioses donde aquellos que padecieran alguna afección física pudieran acudieran para ser atendidos. Conocimiento Científico: Es con la investigación y la inventiva del hombre que se logra desarrollar el conocimiento médico, uno de los principales aportes a la medicina en el siglo XVII es la invención del microscopio con el cual es posible el estudio de los microorganismos causantes de las afecciones del hombre. A partir de la mitad del siglo XIX el número de hospitales creció mucho, debido sobre todo al descubrimiento de la anestesia y de las técnicas quirúrgicas asépticas. Durante el siglo XX la demanda de hospitales ha aumentado a la par que el progreso. El antecedente de un hospital moderno en México fue el llamado Hospital General de México. El 1° de abril de 1897 el Presidente Díaz anunció la iniciación formal de la XVII M a r c o t e ó r i c o construcción. El Hospital General se erigió en la colonia Hidalgo de reciente creación, el propietario, Sr. Pedro Serrano, ofreció al Consejo Superior de Salubridad proveer en ese lugar el terreno necesario para la construcción de un edificio, cuando se le propuso la edificación del Hospital General, de inmediato puso a disposición de las autoridades una extensión mayor. En septiembre de 1901, durante el Informe, el Presidente comentó que faltaban pequeños detalles para concluir la edificación del hospital En el lapso de 1902 a 1905 se adquirió el material médico y los equipos procedentes de Europa. Desde 1903, en el Hospital de Maternidad e Infancia, funcionaba una Escuela de Enfermería y una de Farmacia para cubrir las necesidades del moderno nosocomio. Durante casi 60 años el Hospital General de México fue el antecedente más claro de la construcción de hospitales modernos y de especialidades en nuestro país, fue hasta 1960 cuando se inicia con el proyecto de otro de los aportes a la salud pública en México, El Centro Médico Nacional, siendo una realidad 4 años más tarde. Hoy en día ya no es necesaria, ni funcional, la existencia de los viejos pabellones donde se agrupaban a todos los enfermos, gracias a las ventajas que aportan las técnicas y los equipos especializados hay hospitales independientes para las mujeres y los niños y para el tratamiento de enfermedades oculares y trastornos como el cáncer. Este tipo de hospitales suelen estar asociados a instituciones dedicadas a la investigación y la enseñanza. Los hospitales generales modernos pueden consistir en un centro médico urbano con un millar o más camas, del que dependen varios hospitales especializados; o puede ser un hospital con 10 a 20 camas al servicio de una comunidad de unas cuantas miles de personas, con medicina general, cirugía y maternidad. Un hospital moderno, incluso de tamaño mediano, es una institución compleja. Además de las funciones propiamente médicas el hospital debe proporcionar también a sus pacientes y personal: alojamiento, alimento y otros servicios. Una zona importante del edificio del hospital se debe reservar a la sala de calderas, lavandería, cocina, cafeterías, ropa y almacén. Los servicios médicos requieren espacio para laboratorios, rayos X y otros equipos de diagnóstico, farmacia, sala de urgencias, quirófanos, salas de partos, laboratorio de anatomía patológica, controles de enfermería, depósito de cadáveres y XVIII M a r c o t e ó r i c o salas para diversos tipos de tratamientos como fisioterapia y terapia ocupacional. El alojamiento de los pacientes consiste en salas, habitaciones semiprivadas (dos a seis camas) y habitaciones privadas, salas de aislamiento, salas de recién nacidos y salas especiales para prematuros, salas para enfermos y salas de espera. La administración del hospital debe contar con oficinas y archivos. Muchos hospitales grandes incluyen escuela de enfermería que requiere la asignación de aulas y laboratorios para los estudiantes. XIX M e t o d o l o g í a METODOLOGÍA La manera de lograr los objetivos de este trabajo será basándose en la investigación de los temas de competencia para este proyecto de tesis, de la cual deberán derivarse conclusiones sobre los procesos empleados en obra y los propuestos en la tesis. La investigación y propuestas que de ella se deriven estarán basadas en la bibliografía apropiada. El planteamiento del anteproyecto de tesis será en tres capitulos tal y como se establece en los objetivos de este trabajo: 1.- CONCEPCIÓN DEL PROYECTO Con base en la investigación teórica y práctica se desarrolló este primer capítulo partiendo de la idea general y la necesidad planteada por el Gobierno del Distrito Federal para construir un Hospital General en la Delegación Tlalpan. Dando seguimiento a los pasos que llevan a la realización de un proyecto de infraestructura, este capítulo ilustra cómo fue concebido el proyecto “Unidad de Salud Ajusco Medio” partiendo de los datos generales de la Delegación Tlalpan, que se tradujeron en necesidades médico-arquitectónicas que sentaron las bases para realizar el proyecto ejecutivo del nuevo inmueble. En este capítulo se toca el tema de Proyecto Integral, el cual es de interés para la carrera de Ingeniería Civil. La investigación de este capítulo se llevará a cabo con base en datos oficiales, normativas vigentes y artículos publicados por dependencias oficiales, además de bibliografía apropiada. 2.- INFRAESTRUCTURA Y CONSTRUCCIÓN En este capítulo se explica la manera en que fue construido el Hospital General Ajusco Medio, partiendo de la integración del Proyecto ejecutivo, según lo establecido por Las normas de Construcción del Distrito Federal. Tomando como punto de partida lo anterior, este capítulo ilustrará los procesos constructivos empleados en las diferentes etapas de construcción del hospital, dado el carácter de la carrera de Ingeniería Civil, en este capítulo se llevaran, con base en la investigación, dos propuestas que según el autor pudieron XX M e t o d o l o g í a reflejarse en mejoras al ya construido Hospital General Ajusco Medio. Esas propuestas son de carácter enunciativo y no buscan desacreditar el criterio del proyectista. Al final se hará una comparativa de las propuestas del autor con lo ya construido para sacar las conclusiones pertinentes. Este capítulo es el eje central del presente trabajo. Para este capítulo se llevará a cabo la investigación con base en la bibliografía apropiada y se tomará lo dictado por el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias. 3. HOSPITAL EN FUNCIONAMIENTO En este capítulo final se hablará de las instalaciones que darán el funcionamiento adecuado a la estructura, cuya construcción se analiza en el Capitulo 2, así mismo se hablará de los elementos complementarios a la atención médica requeridos por un hospital de la magnitud e importancia como el que nos ocupa en el presente trabajo. En este apartado se llevará a cabo investigación teórica y se mostrarán los elementos con los que contará el nuevo Hospital 6 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o CAPÍTULO I CONCEPCIÓN DEL PROYECTO HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO I.1 DELEGACIÓN TLALPAN: SITUACIÓN GEOGRÁFICA Y MEDIO FÍSICO NATURAL La Delegación Tlalpan tiene una superficie de 30,449 hectáreas que representan el 20.7% con respecto a la superficie total del Distrito Federal cuya superficie es de 148,353 hectáreas. El territorio de la Delegación Tlalpan está formado por suelo urbano (5,023 hectáreas) y por suelode conservación (25, 426 hectáreas) representando el 16.4% y el 83.6% respectivamente. Estos porcentajes no alteran la zonificación primaria del Plan Parcial 1987 que determinaba el área limítrofe entre el suelo urbano y el suelo de conservación ecológica, sin embargo el suelo de conservación se modifica en cuanto a los desbordamientos del área urbana, de los poblados rurales, así como la presencia de desarrollos irregulares. El territorio de Tlalpan se ubica geográficamente a 19° 09´ 57” de latitud norte y 99° 09´ 57” de longitud oeste, la máxima altitud es de 3,930 MSNM en la cumbre del cerro del Marqués, la mínima es de 2,260 y se ubica en los alrededores del cruce de las avenidas Anillo Periférico y Viaducto Tlalpan, colinda al norte con las delegaciones de Álvaro Obregón y Coyoacán, al oriente con las delegaciones de Xochimilco y Milpa Alta, al poniente con la Delegación Magdalena Contreras y hacia el sur con los limites de los estados de México y Morelos. Desde la década de los años 60´ Tlalpan fue una zona para el crecimiento poblacional, aunque en terrenos no aptos al Desarrollo Urbano y de poca accesibilidad; a excepción del Anillo Periférico Sur, las vías de comunicación so sinuosas y de lenta circulación, debido a la orografía de la zona. 7 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o El territorio de la Delegación tiene un relieve predominantemente montañoso (Cerro del Marqués, Cerro Pico del Águila, Volcán Cerro Pelado, Volcán Acopiaxco, Volcán Tesoyo y el Volcán Xictle) y de origen volcánico. Es una zona boscosa, generadora de oxígeno y de recarga acuífera; actualmente presenta un gran deterioro sobre todo en la parte colindante con suelo urbano, motivados por la tala inmoderada de árboles, agricultura de subsistencia e invasiones. La red hidrográfica de este lugar la forman arroyos de carácter intermitente que por lo regular recorren trayectos cortos para perderse en áreas de mayor permeabilidad, de los ríos de caudal importante hoy sólo existen los causes, estos son los ríos San Buenaventura y San Juan de Dios. Respecto a las características del clima las temperaturas medias anuales en las partes más bajas de la demarcación oscilan entre 10° C y 12° C mientras que en zonas de mayor altitud son inferiores a los 8° C, la precipitación total anual varía de 1,000 a 1,500 milímetros, registrándose en la región sur la mayor cantidad de humedad. En cuanto a suelo, la Delegación Tlalpan agrupa los tres tipos de suelo estipulados por el Reglamento de construcciones para el Distrito Federal: lomas, transición y lacustre. Los orígenes históricos de la Delegación Tlalpan están ligados con la Pirámide Circular de Cuicuilco y otros restos arqueológicos contemporáneos que dan testimonio del primer asentamiento humano relativamente estable y con una organización social desarrollada dentro de los límites de la cuenca de México. Este asentamiento se funda en la parte norte de lo que hoy es Tlalpan. Hacia el año 200 a.C. este asentamiento permanece ahí hasta que el volcán Xictle hace erupción en los albores de la época cristiana. Posteriormente en el siglo XII nacen el pueblo de Topilejo y el ahora conocido como San Miguel Ajusco. Durante todo el periodo colonial el actual territorio de Tlalpan se identifica como San Agustín de las Cuevas. Este nombre lo conserva hasta 1827, cuando por decreto del Congreso del Estado de México, entidad federativa a la que pertenecía hasta 1824, se le denomina Tlalpan, que significa “Lugar sobre la tierra”. Finalmente, por decreto presidencial, en 1854 queda incorporado al Distrito Federal. 8 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Con la llegada de las fábricas de papel de Loreto y Peña Pobre se impulsó el desarrollo económico de la demarcación. En la década de los años 70 en la zona oriente de Tlalpan (Villa Coapa) se empiezan a desarrollar conjuntos habitacionales de interés medio y residencial con la ubicación de servicios, equipamientos e infraestructura suficientes. En ese mismo periodo, pero en la zona poniente de la Delegación, con la construcción de la Carretera Panorámica al Ajusco se empiezan a crear colonias como Héroes de Padierna y Lomas de Padierna. Debido a promociones fraudulentas el desarrollo de la Delegación Tlalpan se extendió hacia el sur creando colonias como San Nicolás, El Zacatón y El Paraje 38. En las últimas dos décadas del siglo pasado (1980-2000) Tlalpan logró su consolidación como una delegación de servicios, principalmente en la zona de Coapa, donde se encuentran tiendas departamentales, centros educativos y grandes zonas de viviendas unifamiliar y plurifamiliar Otra zona consolidada es la parte central de la Delegación, donde se ubican la zona de hospitales, el edificio delegacional y diversos centros administrativos, oficinas públicas y privadas, centros educativos y zonas de vivienda unifamiliar. Sobre vialidades importantes como Periférico Sur e Insurgentes Sur se han establecido en los últimos años edificios corporativos y centros comerciales. También en este lapso (1980- 2000), colonias como la zona de Padierna han logrado un nivel de consolidación satisfactorio al igual que la zona de Miguel Hidalgo, Santa Úrsula Xitla y Ejidos de San Pedro Mártir. I.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS DE LA DELEGACIÓN TLALPAN En México la población se divide en asegurada y abierta (no asegurada). La primera se compone de las personas que están afiliadas principalmente a organismos como el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS), Instituto de Seguridad y Servicios Sociales a los Trabajadores del Estado (ISSSTE). Mientras la segunda se integra por aquellas personas 9 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o que no están aseguradas y se atienden en instalaciones del sector salud de cada estado o en instituciones privadas. Según las proyecciones del Consejo Nacional de Población, para el año 2005 la Delegación Tlalpan contaba con 610,642 habitantes. Para los años subsecuentes las proyecciones son las siguientes, mostradas en la Tabla #1: Año Proyecciones de CONAPO (Miles de habitantes) 2005 610, 642 2006 614, 092 2007 616, 716 2008 619, 250 2009 621, 674 2010 623, 970 Población Total Tlalpan 632,337.00 100% Hombres 311,256.00 49.22% Mujeres 321,081.00 50.78 Población no asegurada 305,603.00 48.32% Hombres no asegurados 150,428.00 23.78 Mujeres no aseguradas 155,176.00 24.54 Para el año 2007 la población total y por grupos, según cálculos de la Secretaría de Salud del Gobierno del Distrito Federal, constaba de 632,337 habitantes, discrepando de los cálculos de CONAPO, mostrándose una proyección mayor del número de habitantes, los grupos de edad de la Delegación Tlalpan se conformaron según lo mostrado en la Tabla #2 tomando el total de población calculado por la Secretaría de Salud del Gobierno del Distrito Federal, quien fue la encargada de estudiar los aspectos de la localidad para el proyecto del nuevo hospital general para la Delegación Tlalpan; para la conformación de la Tabla #2 se tomaron en cuenta grupos cuya edad va desde infantes menores de un año hasta adultos mayores de 85 años de ambos sexos. Tabla #1. PROYECCIONES DE POBLACIÓN PARA TLALPAN SEGÚN CONAPO FUENTE: Proyecciones Municipales de población 2005-2050 CONAPO. Tabla #2. POBLACIÓN NO ASEGURADA EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. 10 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o I.3 ACCESO A LOS SERVICIOS DE SALUD EN LA DELEGACIÓN TLALPAN: OFERTA La estimación de la oferta deberá considerar todos los servicios que ofrecerá el proyecto y que también se otorgan en las clínicas, hospitales o institutos de l zona de influencia siempre y cuando estos sean de la misma calidad de la que ofrecerá el proyecto. En México, los serviciosde salud son ofrecidos en consultorios, clínicas, hospitales e institutos tanto públicos como privados. En general, el Sistema Nacional de Salud se divide en tres niveles de atención, los cuales han sido diseñados de acuerdo a la complejidad de los casos que se presenten. Primer nivel de Atención: Se otorga en centros de salud y consultorios por medio de citas programadas de control o de forma espontanea cuando la persona percibe algún malestar. Se estima que el primer nivel de atención satisface el 80 y 85% de la demanda de servicios de salud. Este nivel no tiene la capacidad de hospitalización. Segundo nivel de Atención: Se otorga en hospitales generales, en los cuales, la mayor parte de sus servicios son programados, con excepción del servicio de urgencias. Este nivel atiende aquellos casos que rebasan la capacidad resolutiva del primer nivel de atención y que son considerados de complejidad media. En este nivel cuenta con la capacidad de hospitalización y observación en casos ambulatorios; se estima que este nivel satisface entre el 12 y 15% de la demanda. Tercer nivel de atención: Se otorga en hospitales regionales, nacionales generales o en institutos especializados, la atención se otorga por medio de la programación de citas por servicio. En este nivel de atención llegan los casos de alta complejidad que han rebasado las capacidades de los niveles anteriores; se determinan los centros de atención en este nivel como Hospitales de Especialidades; se estima que este nivel satisface del 5 al 8% de la demanda. 11 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o En el caso particular de la Delegación Tlalpan se cuenta con la infraestructura hospitalaria de los tres niveles de atención, ya en eta demarcación existen centros de salud, hospitales públicos y privados, destacando en este despliegue médico la conocida Zona de Hospitales de Tlalpan que alberga en su mayoría a Institutos de alta especialidad, pero al contar con casi un 50% de carencia de seguridad social y zonas de alta marginación y pobreza dificulta el acceso a servicios de salud, sobretodo de segundo nivel a un gran sector de la población. Para efectos del presente trabajo sólo se analizará la infraestructura perteneciente al Gobierno del Distrito Federal quien otorgará el servicio en el nuevo hospital. El resto de la infraestructura existente pertenece al Gobierno Federal o instituciones de seguridad social. La Secretaría de Salud del Distrito Federal en cada una de las 16 delegaciones políticas cuenta con un organismo llamado Jurisdicción Sanitaria; una unidad técnico-administrativa desconcentrada por región que cuenta con recursos y facultades para otorgar atención médica a la población abierta, con el propósito de conducir adecuadamente las acciones del sector en su área de influencia. Dentro del proceso de regionalización y descentralización de los servicios de salud, la Jurisdicción Sanitaria tiene un papel relevante, debido a que es el área técnico- administrativa que está más próxima al sitio donde la comunidad requiere de los servicios. 85% 12% 3% Servicios de salud por nivel de atencion 1er Nivel de Atencion 2do Nivel de Atencion 3er Nivel de Atencion Figura I.1. NIVELES DE ATENCIÓN DE LA SALUD EN MÉXICO, imagen desarrollada por el autor 12 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o La Jurisdicción Sanitaria Tlalpan cuenta con los siguientes servicios médicos. Servicios de primer nivel de atención: Dentro de la demarcación dan servicio 22 centros de salud: a) Centros de salud Tipo I: 14 unidades b) Centros de salud Tipo II: 3 unidades c) Centros de salud Tipo III: 5 unidades La tipología anterior la obtienen los centros de salud según la población a la que pueden atender. Servicios de salud de segundo nivel en la Jurisdicción Sanitaria Tlalpan: a) Hospital Materno Infantil Topilejo: Dependiente del Gobierno del Distrito Federal, cuenta con 30 camas censables. b) Hospital General Dr. Manuel Gea González: Depende del Gobierno Federal, atiende a pacientes tanto locales como del Interior de la República. Cuenta con 238 camas censables. Dentro del sector sur de la ciudad de México se cuenta con los siguientes servicios de atención del segundo nivel en otras Jurisdicciones Sanitarias cercanas; Coyoacán, Magdalena Contreras, Álvaro Obregón y Cuajimalpa y en el caso del Hospital General Xoco es posible que población de Tlalpan acuda a este a recibir atención médica. a) J.S. Coyoacán: Hospital Pediátrico de Coyoacán: depende del G.D.F., cuenta con 64 camas censables y 38 no censables. b) J.S. Magdalena Contreras: Hospital Materno Infantil Magdalena Contreras depende del G.D.F. y cuenta con 26 camas censables y 3 más no censables. 13 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o c) J.S. Álvaro Obregón: Hospital General Dr. Enrique Cabrera, depende del G.D.F. y cuenta con 114 camas censables y 72 no censables. d) J.S. Cuajimalpa: Hospital Materno Infantil Cuajimalpa, depende del G.D.F. y cuenta con 35 camas censables y 12 no censables. e) J.S. Benito Juárez: Hospital General Xoco: depende del G.D.F. y cuenta con 199 camas censables y 22 no censables. PERSONAL MÉDICO EN LA DELEGACIÓN TLALPAN A continuación, en la Tabla #3 y Tabla #4 se enlista el personal médico con el que cuenta la Secretaría de Salud del Distrito Federal en Tlalpan. Los hospitales mencionados en la lista anterior son relativamente cercanos al perímetro de la Delegación Tlalpan, pero dado que esta demarcación sólo cuenta con vialidades secundarias, el traslado de un paciente hacia servicios hospitalarios de segundo nivel es difícil, problemática que se acentúa aún más con lo accidentado de la orografía al sur de Tabla #3. PERSONAL MÉDICO EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. Tabla #4. PERSONAL DE ENFERMERÍA EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. 14 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o esta ciudad. Salvo el Añillo Periférico y el Viaducto Tlalpan que son vialidades primarias con las que cuenta Tlalpan, pero son periféricas a la demarcación y tienen un gran volumen vial, así que la única vía de comunicación que ofrece movilidad vial al interior de Tlalpan es la Carretera Picacho Ajusco. El Hospital General de Tlalpan atenderá a los sectores de población abierta, dentro principalmente del territorio de la Delegación Tlalpan, ya que con los datos estadísticos se proyectó el nuevo hospital de Tlalpan. En los párrafos anteriores se ha visto que alrededor de la Delegación, y dentro de ésta, existen servicios de salud para los cuales el nuevo hospital representara un apoyo logístico. De igual manera se puede observar en el análisis anterior que predominan servicios de salud para la población femenina en edad fértil y para neonatos e infantes, quedando rezagada la atención a personas adultas mayores y en edad productiva, para los cuales el nuevo proyecto proveerá la atención necesaria, ya que los hospitales que ofrecen atención a adultos mayores son lejanos; el Hospital “Xoco”, queda inmerso de la mancha urbana del Distrito Federal, y el Hospital “Enrique Cabrera” es el más cercano que puede ofrecer servicios de hospital general dentro de los dependientes del Gobierno del Distrito Federal. I.4 ENFERMEDADES Y PRINCIPALES CAUSAS DE MORTANDAD EN TLALPAN: DEMANDA Para el diseño de un hospital, poder estimar sus alcances y sobre todo llegar a tener una idea de la magnitud del edificio que se va a construir, es fundamental conocer aspectos sobre las enfermedades que aquejan a la población del territorio de influencia del hospital; a continuación con datos oficiales de la Secretaría de Salud del Gobierno del Distrito Federal y de INEGIse muestran las principales enfermedades y causas de muerte entre la población de la Delegación Tlalpan y el Distrito federal. a) Territorio de influencia: Delegación Tlalpan. b) Tipo de población beneficiada: Abierta / no asegurada, 211,000 habitantes. c) Población sin proyecto: Se desconoce el número de habitantes que recurran a servicios particulares de salud. 15 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o d) Demanda estimada: Según la Secretaría de Salud del Distrito Federal el Hospital General de Tlalpan ofrecerá 24,000 servicios de consulta externa por año. e) Perfil epidemilógico de Tlapan: A continuación se muestran los casos de enfermedad y causas de muerte en Tlalpan. Tabla #5. ENFERMEDADES TÍPICAS A NIVEL DISTRITO FEDERAL. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. Tabla #6. MORTALIDAD POR GRUPO DE EDAD EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. 16 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o I.5 MODELO CONCEPTUAL MÉDICO-ARQUITECTÓNICO Como se ha planteado, con base en los datos de la población y las enfermedades que la aquejan, además de la lejanía y restricción que representa para la población de la Delegación Tlalpan, especialmente en sus partes altas, se requiere de una unidad hospitalaria con servicios de consulta externa y hospitalización con características de un hospital general, con el número de especialidades de acuerdo a la demanda como lo muestran las cifras en atención médica y en la demanda de la población y grupos sociales que no pueden satisfacerse debido a la escasa posibilidad de apoyo por parte de unidades médicas hospitalarias. El Gobierno del Distrito Federal encomendó a la Secretaría de Obras y Servicios a través de la Dirección General de Obras Públicas, en coordinación con la Secretaría de Salud del Distrito Federal, llevar a cabo la construcción del proyecto originalmente llamado Tabla #6. CAUSAS DE MORTALIDAD EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. Tabla #7. CAUSAS DE MORTALIDAD EN LA DELEGACIÓN TLALPAN. FUENTE: Secretaria de Salud del Distrito Federal. 17 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o “UNIDAD DE SALUD EN AJUSCO MEDIO” en la Delegación Tlalpan con base en las necesidades actuales de salud, y dada la creciente demanda de atención de salud, en la demarcación, poniendo al servicio de este importante proyecto un predio en la zona de Miguel Hidalgo al sur de la Delegación con una superficie de 10,000 m 2 propiedad pública y con fácil acceso a la vialidad principal: la Carretera Picacho-Ajusco. DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS Se requiere, para el proyecto de la “UNIDAD DE SALUD EN AJUSCO MEDIO” un establecimiento de atención médica para apoyo hospitalario y consulta externa, el Proyecto Ejecutivo de la UNIDAD DE SALUD, se indicarán los alcances y parámetros que se deben contener, para lo cual se inicia de las necesidades planteadas por la Secretaría de Salud. El nuevo hospital deberá contar con cuatro especialidades básicas: Pediatría. Ginecología. Medicina Interna. Cirugía General. Y de acuerdo a la demanda de la zona y población usuaria, contar con especialidades médico-quirúrgicas de apoyo: Médicas: Gastroenterología. Epidemiología. Cardiología. Geronto-Geriatría. Psiquiatría. 18 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Quirúrgicas: Otorrinolaringología. Oftalmología. Traumatología y Ortopeda. Urología. Auxiliares de diagnóstico: Imagenología. Laboratorio de patología clínica. Electrodiagnóstico. Anatomía patológica. Medicina Transfuncional. Auxiliares de tratamiento: Urgencias médico-quirúrgicas y traumatológicas para niños y adultos. Inhaloterapia. Cuidados intensivos adultos. Cuidados intensivos, neonatos y pediatría. Unidad Quirúrgica. Toco cirugía. 19 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Hospitalización: Pediatría. Ginecología y Obstetricia. Medicina Interna y Especialidades Médicas. Cirugía General. El diseño de los edificios de hospitales se rige con los requisitos que conforman el criterio del proyecto. La programación de necesidades que son planeadas por el área médica y son complementadas con diferentes criterios como la vialidad; las condiciones físicas del terreno; las condiciones ecológicas, que son las que dan la integración al paisaje circundante; los servicios públicos complementarios para que el funcionamiento del hospital sea el óptimo, la prevención para efectuar crecimientos futuros; la circulación de servicios, utilización de materiales y procesos constructivos como los acabados conforme a los conceptos institucionales de regionalización y ambientación, los cuales hacen amables los espacios como elementos institucionales racionales. Estos criterios son variables en los sistemas de salud o privados. Los hospitales son edificios que darán acomodo a una gran variedad de funciones. Los factores claves por considerar para conseguir la forma adecuada para el edificio son los siguientes: Posibilidad de crecimiento a futuro. Relaciones entre espacios que tengan funciones estrechas y rutas de circulación eficaces. Seguridad en cuanto a control de incendios, detección de humos y posibilidad de evacuación del personal médico y los pacientes. Economía en los gastos de instalación y de mantenimiento, así como la facilidad de construcción. Posibilidad de construir en fases variables. Respuesta a las relaciones físicas entre el edificio y la comunidad a la que sirve, en cuanto a criterios estéticos y de situación. 20 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Para satisfacer las necesidades de la Delegación Tlalpan y las especialidades médicas para las que fue diseñado el proyecto originalmente llamado “Unidad de Salud en Ajusco Medio” la propuesta, basada en la normatividad vigente médico-arquitectónica fue la siguiente: CONSULTA EXTERNA No. De consultorios Especialidades básicas: Pediatría 1 Gineco-Obstetricia 1 Medicina Interna 1 Cirugía General 1 SUBTOTAL 4 Especialidades médicas de apoyo No. De consultorios Gastroenterología 1 Epidemiología 1 Cardiología 1 Geronto-Geriatría 1 Psiquiatría 1 SUBTOTAL 5 Especialidades Quirúrgicas de apoyo No. De consultorios Otorrinolaringología Oftalmología 1 Traumatología y Ortopedia 1 Medicina Interna 1 Cirugía General 1 SUBTOTAL 4 TOTAL DE CONSULTORIOS 13 AUXILIAR DE DIAGNÓSTICO Tipo de espacio No. De espacios destinados Imagenología 21 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Radiología, Rayos X con Fluoroscopio y Simple SALA 1 Mastografía SALA 1 Ultrasonido doble SALA 1 Densitometría SALA 1 Tomografía SALA 1 SUBTOTAL SALAS 5 Electrodiagnóstico Tipo de espacio No. De espacios destinados Electrocardiografía SALA 1 Prueba de esfuerzo SALA 1 SUBTOTAL SALAS 2 Laboratorio Clínico Tipo de espacio No. De espacios destinados Peines o secciones de trabajo Peine 6 Clasificación y distribución de muestras Cubículo 1 Preparación de medios Cubículo 1 Cubículo de toma de muestras sanguíneas Cubículo 2 Cubículo de tomas ginecológicas Cubículo 1 SUBTOTAL 11 Medicina Transfuncional Tipo de espacio No. De espacios destinados Valoración Consultorio 1 Toma de muestras Lugar 4 Área de sangrado Lugar 2 SUBTOTAL 7 Anatomía Patológica Tipo de espacio No. De espacios destinados Sala de autopsias SALA 1 Peines Peine 2SUBTOTAL Locales 3 TOTAL 21 22 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o AUXILIAR DE TRATAMIENTO Tipo de espacio No. De espacios destinados. Urgencias Primer contacto Lugares 3 Curaciones SALA 1 Inhaloterapia Lugares 4 Choque y estabilización SALA 1 Valoración Consultorio 1 SUBTOTAL 10 Observación Tipo de espacio No. De espacios destinados Adultos Camas 8 Aislados (adultos) Camas 2 Pediatría Cunas 4 SUBTOTAL 14 Laboratorio Clínico Tipo de espacio No. De espacios destinados Valoración Consultorios 2 Labor de parto Lugares 8 Expulsión SALA 2 Cirugía (Cesárea) SALA 1 Atención Prenatal SALA 1 Recuperación post parto Camillas 6 Cunero fisiológico Cunas 8 SUBTOTAL 28 Unidad Quirúrgica Tipo de espacio No. De espacios destinados Pre anestesia- preparación Lugares 5 Cirugía SALAS 4 Recuperación post cirugía Lugares 8 SUBTOTAL 17 23 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Cuidados Intensivos Adultos Tipo de espacio No. De espacios destinados Pre anestesia- preparación Camas 4 SUBTOTAL 4 HOSPITALIZACIÓN No. Camas/cunas Neonatología Cunas Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales (U.C.I.N.) 4 Cuidados intermedios 2 Recuperación Nutricional 4 Cunero Patológico 1 SUBTOTAL 11 Pediatría Camas Lactantes 4 Preescolares y Escolares 6 SUBTOTAL 10 Camas Ginecología y Obstetricia 14 Medicina interna 18 Cirugía General Especialidades quirúrgicas 16 SUBTOTAL 48 Se han enunciado los locales necesarios para el funcionamiento de cada una de las especialidades médicas con las que contará el hospital, así mismo se numeraron las camas destinadas para la atención de los pacientes de lo cual se concluye que el nuevo hospital contará con: Camas censables: 72 unidades: 24 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Primer nivel # De camas Hospitalización Gineco-Obstetricia 14 Hospitalización Pediátrica 10 Neonatología 14 Segundo nivel # De camas Hospitalización Medicina Interna 18 Hospitalización Cirugía General 16 Camas no censables: 67 unidades. Como complemento para la conformación de necesidades se agregan las siguientes áreas: ESTACIONAMIENTO.- Para público y personal, tiene capacidad para 174 autos de acuerdo a la normatividad vigente. PLATAFORMA DE DESPEGUE.- Acceso para canalizar pacientes a Urgencias y para recibir helicópteros con dimensión máxima de 10 m. ÁREA DE AMBULANCIAS.- Con estacionamiento para 3 unidades y zona de maniobras. OTROS.- Abasto, almacén, lavandería, cocina, baños vestidores, mantenimiento y conservación, área para basura, residuos peligrosos biológicos infecto-contagiosos, tanques de diesel, gas L.P., tanque criogénico, cisterna, planta de tratamiento, 2 casetas de vigilancia y casa de máquinas para equipos propios del inmueble. I.6 ELECCIÓN DEL PREDIO La ubicación de un hospital en el medio urbano debe ser en el centro de gravedad de la población actual y futura. Se debe evitar que accidentes topográficos (ríos, lomas, barrancas) o grandes obras de infraestructura vial como vías férreas o carreteras dividan la población de los servicios de salud e interfieran con el acceso general. 25 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Las vías de acceso a un hospital deben ser directas y adecuadas tanto para los pacientes como para el personal médico. El acondicionamiento del terreno se debe estudiar dando atención principal a los accesos del futuro edificio, vistas, curvas de nivel, orientación, según la distribución de climas de la región y la solución arquitectónica del nuevo hospital, hoy en día un punto fundamental es la cobertura del servicio de estacionamiento con suficiente capacidad. El acceso al terreno desde las inmediaciones debe de ser cómodo, sin desniveles entre las vías de comunicación y el acceso al edificio, en caso que existiera irregularidades se solucionarán con escaleras, que no son del todo adecuadas para el paciente. El terreno seleccionado no debe de ser adyacente a zonas que produzcan ruido, humos, malos olores, o molestias de otro tipo como zonas de tolerancia o centros de diversión nocturna. Los servicios urbanos como agua potable, alcantarillado, pavimento y acceso de transporte público deben adecuarse al tamaño del hospital que se planea construir. Al interior del predio electo se deben estudiar todas las características particulares, como topografía, usos anteriores del predio, construcciones existentes, taludes o escurrimientos por controlar, colindancias, vegetación y arbolado ya que el predio del hospital debe contar con proporciones acordes al proyecto que está en puerta y las características del predio sin duda influyen en éste, así que el grupo interdisciplinario que trabaja en el proyecto debe buscar soluciones a las características del terreno y en su momento aprovecharlas. La superficie del terreno necesaria para el desarrollo de un hospital está determinada por: Coeficiente de aprovechamiento o Intensidad de uso (I.U.) del terreno: Proporciona una medida de densidad del proyecto; la superficie construida contra la superficie total del predio. Este coeficiente se obtiene del cociente de la superficie total ocupada, que es la suma de áreas construidas y áreas destinadas a estacionamientos sobre la superficie total del predio. El área verde está considerada dentro de los componentes del conjunto de un hospital, su dimensionamiento se deriva del número de personas que concurre el inmueble. Un parámetro muy aproximado que marca la normatividad de IMSS corresponde a 6m 2 por persona. Superficie de ocupación del terreno: Generalmente está determinada por la proyección de la planta baja, ya que es en ésta donde, por facilidad de acceso, se encontrarán servicios de 26 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o emergencia. Estacionamiento: De acuerdo a la magnitud del hospital se debe considerar el número de cajones para estacionamiento: el Instituto Mexicano del Seguro Social establece en sus Normas de Diseño de Arquitectura del IMSS en el tomo VIII “Diseño Urbano” que para hospitales generales se requiere de un cajón de estacionamiento por cada 90m 2 construidos, considerando un área de 29m 2 por cada cajón. Vialidades internas: Para servir a todos los espacios que requierán acceso desde el interior y para permitir que los equipos de defensa contra incendio puedan cubrir todos los puntos del edificio. Distancia entre edificios: De existir más de un edificio se debe guardar determinada distancia entre ellos para evitar propagación de fuego ante un posible incendio. Esta distancia es fundamental para la desinfección natural por medio de la iluminación y ventilación. Las Normas de Diseño de Arquitectura del IMSS en el tomo VIII “Diseño Urbano”, establecen parámetros para conocer el área necesaria según el tipo de hospital que ha de construirse. Para consulta de la tabla de diseño urbano seguir la siguiente liga: Anexos\TABLA DISEÑO URBANO IMSS.xlsx Para el proyecto del nuevo hospital general de Tlalpan se consideraron predios de las zonas altas: en el área de Ajusco y Topilejo, resultando 5 posibles opciones para la construcción del inmueble (Figura I.2). Las primeras 4 opciones, dos de ellas dentro de la colonia Ajusco de la Delegación Coyoacán, y dos más dentro de la Delegación Tlalpan en la zona de San Juan Totoltepec. De estas cuatro opciones ninguna cumplía con los aspectos mencionados en párrafos anteriores para la construcción de un hospital de la magnitud que ya se ha observado en el modelo conceptual médico-arquitectónico para este hospital. Los aspectos quellevaron a prescindir de estos predios fueron: Rechazo vecinal al proyecto. Propiedad de la tierra a regímenes agrarios y negativa al donativo del terreno (ejidos o comunidades rurales). Acceso a servicios urbanos y acceso a la vialidad. Superficie del predio. El quinto terreno considerado para esta obra fue el predio conocido como “La Piñanona” en la Anexos/TABLA%20DISEÑO%20URBANO%20IMSS.xlsx Anexos/TABLA%20DISEÑO%20URBANO%20IMSS.xlsx 27 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o colonia Ampliación Miguel Hidalgo 4ª sección en la Delegación Tlalpan. El predio “La Piñanona” está formado por dos lotes de 5,000 m2 cada uno en conjunto forman una superficie total de 10,000m 2 , es una zona de declive colindante con edificios habitacionales al oriente, residencias al norte, un predio baldío al poniente y al sur tiene el acceso por la calle de Hortensias, vialidad de 2 carriles que conecta al predio directamente con la Carretera Picacho- Ajusco. El contar con una superficie suficiente, estar cerca de la vialidad principal de esta zona de Tlalpan (Carretera Picacho-Ajusco aproximadamente a 100m del predio), acceso a servicios públicos y la certeza de la propiedad fueron determinantes para la elección de este predio. Figura I.2. ÁREA CONSIDERADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL HOSPITAL (Recuperado por medio del programa Google Earth 2009 y modificada por el autor) 28 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o I.7 PROGRAMA DE NECESIDADES MÉDICO-ARQUITECTÓNICAS Se enlistan a continuación los locales que requerirán en la Unidad de Salud de 72 Camas, en Ajusco Medio en la Delegación Tlalpan, enunciándolos de manera general, separados para claridad de la descripción, sin embargo, los espacios como en cualquier unidad médica se pretende que sean integrados para propiciar la mejor funcionalidad. Así mismo, las superficies estimadas pueden variar de acuerdo al diseño propuesto, el cual se apegará a lo señalado en las guías mecánicas específicas del equipamiento. NO. DESCRIPCIÓN CANTIDAD ÁREA (m2) OBSERVACIONES 1. ÁREA DE ATENCIÓN MÉDICA 1.1. CONSULTA EXTERNA 1.1.1. Medicina Interna 1 18.00 1.1.2. Pediatría 1 18.00 1.1.3. Gineco-Obstetricia 1 24.00 Con Colposcopia. 1.1.4. Cirugía General 1 18.00 1.1.5. Cardiología 1 18.00 1.1.6. Electrocardiografía y Pruebas de Esfuerzo 1 12.00 1.1.7. Epidemiología 1 10.00 Gabinete. 1.1.8. Gastroenterología 1 18.00 1.1.9. Geronto-Geriatría 1 18.00 1.1.10. Traumatología y Ortopedia 1 18.00 1.1.11. Oftalmología 1 21.00 Campimetría. 1.1.12. Vestíbulo 1 23.00 1.1.13. Sala de Espera 1 120.00 1.1.14. Teléfonos Públicos. 1.1.15. Maquina de Refrigerios 1.1.16. Sanitarios Públicos 2 18.00 1.1.17. Cuarto de Aseo 1 2.70 1.1.18. Oficina Jefe de Servicios 1 12.00 1.1.19. Apoyo Administrativo 1 4.60 1.1.20. Trabajo Social 2 24.00 1.1.21. Caja General 1 4.00 1.1.22. Guarda de Material 1 2.70 1.1.23. Sanitario Personal 2 7.20 Ancho Mínimo 2.10 M. 1.1.24. Circulación Técnica 1 32.40 SUBTOTAL 443.60 CIRCULACIONES 110.90 TOTAL 554.50 1.2. AUXILIARES DE DIAGNÓSTICO 1.2.1. Imagenología 1.2.1.1. Radiología 1 1.2.1.1.1. Sala de Rayos X (Sujeto a Guía Mecánica) 1 27.00 Con Flouroscopía 1.2.1.1.2. Cuarto de Control 1 3.00 1.2.1.1.3. Descripción 1 18.00 1.2.1.1.4. Archivo de Placas 1 16.00 29 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 1.2.1.1.5. Medios de Contraste 1 4.50 1.2.1.1.6. Sanitario Pacientes 1 3.60 1.2.1.2. Mastografía y Densitometría 1.2.1.2.1. Sala de Mastografía (Sujeto a Guía Mecánica) 1 12.60 1.2.1.2.2. Sala de Densitometría (Sujeto a Guía Mecánica) 1 18.00 1.2.1.3. Ultrasonografía 1.2.1.3.1. Sala de Ultrasonido 1 12.00 2 Doppler. 1.2.1.3.2. Sanitario Paciente 2 7.20 1.2.1.4. Tomografía 1.2.1.4.1. Sala de Tomografía (Sujeto A Guía Mecánica) 1 36.00 1.2.1.4.2. Cuarto de Control 1 6.30 1.2.1.5. Áreas Comunes 1.2.1.5.1. Puesto de Control 1 7.20 1.2.1.5.2. Oficina de Jefatura de Servicios 1 15.00 1.2.1.5.3. Apoyo Administrativo 1 4.60 1.2.1.5.4. Estación Camillas y Sillas de Ruedas 1 2.70 1.2.1.5.5. Receso de Camillas 1 12.00 1.2.1.5.6. Cuarto de Aseo 1 2.70 Común con Servicio de Laboratorio. 1.2.1.5.7. Guarda de Material 1 7.20 1.2.1.5.8. Sanitario de Personal 2 7.20 1.2.1.5.9. Vestidor Paciente 4 8.40 En Área Común de Vestidores. 1.2.1.5.10. Sala de Espera Interna 1 9.00 1.2.1.5.11. Sanitario Paciente 2 7.20 Común con Servicio de Laboratorio. 1.2.1.5.12. Sala de Espera 1 52.00 1.2.1.5.13. Teléfonos Públicos 1.2.1.5.14. Maquina de Refrigerios 1.2.1.5.15. Sanitario Público 2 36.00 Común con Servicio de Laboratorio. 1.2.1.5.16. Cuarto de Aseo 2 5.40 Común con Servicio de Laboratorio. SUBTOTAL 340.00 CIRCULACIONES 85.20 TOTAL 426.00 1.2.2. Laboratorio (Sujeto a Guía Mecánica y de la Empresa a Cargo) 1.2.2.1. Sección de Trabajo 6 90.00 Automatizado. 1.2.2.2. Clasificación y Distribución de Muestras y Preparación para Tomas Hospitalarias 1 12.00 Al Frente de los Peines; Incluye Circulación Interna 1.2.2.3. Lavado y Esterilizado 1 12.00 Y Preparación de Medios. 1.2.2.4. Cubículo Toma de Muestras Sanguíneas 2 5.40 1.2.2.5. Cubículo Toma de Muestras Ginecológicas 1 15.00 Con Sanitario Anexo. 1.2.2.6. Guarda de Material 1 5.40 1.2.2.7. Almacén de Reactivos 1 1.80 1.2.2.8. Refrigeradores 1 4.50 1.2.2.9. Oficina Jefatura de Servicios 1 15.00 1.2.2.10. Apoyo Administrativo 1 4.60 1.2.2.11. Cuarto de Aseo 1 2.70 SUBTOTAL 168.40 CIRCULACIONES 42.10 TOTAL 210.50 30 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 1.2.3. Gabinetes Electrodiagnóstico 1.2.3.1. Electrocardiografía 1.2.3.1.1. Cubículo de Electrocardiografía 1 12.00 1.2.3.1.2. Sala de Pruebas de Esfuerzo 1 17.50 Incluye Vestidor y Sanitario. 1.2.3.1.3. Puesto de Control 1 4.50 1.2.3.1.4. Sala de Espera 1 12.00 1.2.3.1.5. Cuarto de Aseo. 1 2.70 1.2.3.1.6. Oficina Jefe de Servicios 1 15.00 1.2.3.1.7. Trabajo Social 1 11.00 1.2.3.1.8. Sanitario para Personal 2 7.20 SUBTOTAL 81.90 CIRCULACIONES 20.50 TOTAL 102.40 1.2.4. Medicina Transfusional 1.2.4.1. Oficina de Donación 1 9.00 1.2.4.2. Central de Enfermeras 1 7.20 1.2.4.3. Consultorio de Valoración 1 7.20 1.2.4.4. Toma de Muestras 4 8.00 1.2.4.5. Área de Sangrado 1 12.00 2 Lugares. 1.2.4.6. Sección de Trabajo / Valoración de Muestras 1 13.50 1.2.4.7. Sección de Trabajo / Fraccionamiento y Almacenamiento 1 13.50 1.2.4.8. Sección de Aféresis 1 7.00 1 Lugar. 1.2.4.9. Sanitario Personal 2 7.20 1.2.4.10. Lavado y Distribución de Muestras 1 4.00 1.2.4.11. Refectorio 1 9.00 1.2.4.12. Refrigeración y Almacén de Reactivos 1 6.00 1.2.4.13. Ropa Limpia 1 2.70 Ropa Limpia y Utilería. 1.2.4.14. Cuarto Séptico 1 3.60 Ropa Sucia. 1.2.4.15. Cuarto de Aseo 1 2.70 1.2.4.16. Control 1 4.00 SUBTOTAL 116.60 CIRCULACIONES 29.20 TOTAL 145.80 1.2.5. Anatomía Patológica 1.2.5.1. Sala de Autopsias 1 24.00 Con Baño Anexo. 1.2.5.2. Sección de Histopatología 1 14.40 1.2.5.3. Sección de Citología 1 14.40 Ubicar Adyacente a Obituario. 1.2.5.4. Jefatura de Servicios 1 15.00 1.2.5.5. Archivo Laminillas, Expedientes y Diapositivas 1 3.60 1.2.5.6. Almacén 1 3.60 1.2.5.7. Sala de Espera de Deudos 1 9.00 1.2.5.8. Identificación y Preparación de Cadáveres 1 10.50 1.2.5.9. Área de Refrigeradores 1 7.20 1.2.5.10. Baño de Personal1 3.60 1.2.5.11. Cuarto Séptico 1 3.60 1.2.5.12. Cuarto de Aseo 2 5.40 SUBTOTAL 114.30 CIRCULACIONES 28.60 2. AUXILIARES DE TRATAMIENTO 2.1.1. Urgencias TOTAL 142.90 31 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Zona de Consultas de Urgencias 2.1.1.1. Puesto de Control con Atención al Público 1 8.10 2.1.1.2. Sala de Espera Interna 1 12.00 2.1.1.3. Consultorio de Valoración de Adultos 1 12.00 2.1.1.4. Primer Contacto (Sistema Triage) 1 16.20 2.1.1.5. Central de Enfermeras 1 7.20 2.1.1.6. Sala de Choque y Estabilización 1 15.00 2.1.1.7. Sala de Curaciones 1 15.00 2.1.1.8. Sala de Yesos 1 15.00 2.1.1.9. Sala de Inhaloterapia 1 16.00 2.1.1.10. Trabajo Social 1 12.00 2.1.1.11. Caja 1 4.00 Área de Observación de Adultos 2.1.1.12. Sala de Observación 1 48.60 8 Lugares. 2.1.1.13. Cubículos de Aislados 2 24.00 2.1.1.14. Baño de Pacientes 2 14.40 2.1.1.15. Central de Enfermeras 1 12.00 2.1.1.16. Equipo Rodable 1 3.60 2.1.1.17. Ropa Limpia 1 2.70 Área de Observación y Rehidratación Pediátrica 2.1.1.18. Lactantes y Preescolares 1 10.80 2 Cunas. 2.1.1.19. Escolares y Adolecentes 1 12.60 2 Camas. 2.1.1.20. Central de Enfermeras 1 12.00 2.1.1.21. Baño Artesa 2 10.80 2.1.1.22. Área de Rehidratación 1 9.00 2.1.1.23. Equipo Rodable 1 3.60 2.1.1.24. Ropa Limpia 1 2.70 Áreas Comunes 2.1.1.25. Estación de Camillas y Sillas de Ruedas 1 4.50 2.1.1.26. Pediluvio 1 3.60 2.1.1.27. Trabajo y Descanso de Médicos 1 15.00 Y Médico de Guardia. 2.1.1.28. Sanitario de Personal 2 7.20 2.1.1.29. Trabajo Social 1 12.00 2.1.1.30. Guarda de Material 1 6.00 2.1.1.31. Cuarto de Aseo 1 2.70 2.1.1.32. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 2.1.1.33. Ropa Limpia 1 2.70 2.1.1.34. Oficina de Jefatura de Servicios 1 9.00 2.1.1.35. Sala de Espera Público 1 36.00 2.1.1.36. Maquina de Refrigerios 1 2.1.1.37. Teléfonos Públicos 1 2.1.1.38. Sanitario Público 2 2.70 2.1.1.39. Caja 1 7.20 SUBTOTAL 416.30 CIRCULACIONES 104.10 TOTAL 520.40 32 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 2.1.2. Tococirugía 2.1.2.1. Consultorio de Valoración 2 36.00 Con Baño Anexo. 2.1.2.2. Sala de Labor 1 63.00 9 Lugares. 2.1.2.3. Sanitario Pacientes 2 14.40 Baño Completo. 2.1.2.4. Central de Enfermeras 1 12.00 2.1.2.5. Sala de Espera Interna 1 20.00 10 Lugares. 2.1.2.6. Sala de Expulsión 2 50.00 2.1.2.7. Sala de Cirugía 1 27.0 Incluir Atención a Recién Nacidos. 2.1.2.8. Área de Atención y Preanimación Neonatal 1 14.00 2.1.2.9. Circulación Técnica Blanca 1 18.00 2.1.2.10. Circulación Técnica Gris 1 36.00 2.1.2.11. Área de Lavado 2 7.20 2.1.2.12. Baño-Vestidor Personal 2 24.00 2.1.2.13. Sala de Recuperación Post-Parto 1 54.00 6 Lugares. 2.1.2.14. Central de Enfermeras de Recuperación 1 7.90 2.1.2.15. Cuarto de Aseo 1 2.70 Apoyo a las Centrales de Enfermeras. 2.1.2.16. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 2 10.80 Fuera del Área Quirúrgica. 2.1.2.17. Ropa Limpia 1 2.70 Apoyo a las Centrales de Enfermeras. 2.1.2.18. Descanso y Trabajo Médicos 1 18.90 2.1.2.19. Trabajo Social 1 12.00 2.1.2.20. Estación de Camillas y Sillas de Ruedas 1 6.80 2.1.2.21. Guarda de Material 1 6.00 2.1.2.22. Anestesista 1 9.00 2.1.2.23. Cunero Fisiológico 1 15.00 8 Cunas SUBTOTAL 467.40 CIRCULACIONES 116.90 TOTAL 584.30 2.1.3. Unidad Quirúrgica 2.1.3.1. Sala de Preanestesia y Preparación 1 24.00 5 Lugares, 1 Sillón. 2.1.3.2. Taller de Anestesiología 1 9.00 2.1.3.3. Central de Enfermeras 1 7.20 2.1.3.4. Sala de Cirugía Programada 2 54.00 2.1.3.5. Sala de Cirugía Oftalmológica 1 27.00 2.1.3.6. Sala de Cirugía Ambulatoria 1 27.00 2.1.3.7. Transfer 1 6.30 2.1.3.8. Lavado de Cirujanos 2 5.40 2.1.3.9. Cuarto Guarda Equipo 1 9.00 2.1.3.10. Circulación Técnica Blanca 1 18.00 Compartir con Tococirugía. 2.1.3.11. Circulación Técnica Gris 1 36.00 Compartir con Tococirugía. 2.1.3.12. Equipo Rayos X Portátil 1 2.10 En un Extremo de la Circulación Gris. 2.1.3.13. Baños-vestidor Personal 2 54.00 Con Baño Completo. 2.1.3.14. Sala de Recuperación Post Cirugía 1 52.00 6 Camas, 1 Sillón. 2.1.3.15. Central de Enfermeras de Recuperación 1 7.20 2.1.3.16. Receso para Camillas 1 7.50 2.1.3.17. Cuarto de Aseo 1 2.70 2.1.3.18. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 Fuera del Área Quirúrgica. 2.1.3.19. Oficina de Jefatura de Servicios 1 15.00 2.1.3.20. Apoyo Administrativo 1 7.20 2.1.3.21. Trabajo de Médicos 1 12.00 2.1.3.22. Trabajo Social 1 12.00 SUBTOTAL 372.00 CIRCULACIONES 93.00 33 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o TOTAL 465.00 2.2. HOSPITALIZACIÓN 2.2.1. Hospitalización Gineco-Obstetricia 2.2.1.1. Puerperio de Bajo Riesgo (Sala Triple) 2 72.00 3 Camas / Sala. 2.2.1.2. Post-Cesárea (Sala Triple) 2 72.00 3 Camas / Sala. 2.2.1.3. Baño de Pacientes Uso Múltiple 4 28.80 Uno por Sala. 2.2.1.4. Cuarto Individual con Baño Anexo 2 54.00 2.2.1.5. Sala de Curaciones 1 12.00 2.2.1.6. Cuarto Médico de Guardia 1 12.00 Con Baño Anexo. 2.2.1.7. Trabajo de Médicos 1 9.00 2.2.1.8. Oficina de Jefatura de Ginecología 1 15.00 2.2.1.9. Apoyo Administrativo 1 4.60 2.2.1.10. Sala de Día 1 12.00 2.2.1.11. Estación de Camillas y Sillas de Ruedas 1 4.50 2.2.1.12. Central de Enfermeras 1 7.20 2.2.1.13. Sanitario Personal 2 7.20 2.2.1.14. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 2.2.1.15. Cuarto de Aseo 1 2.70 2.2.1.16. Ropa Limpia 1 2.70 2.2.1.17. Utilería y Guarda de Equipo 1 9.00 2.2.1.18. Trabajo Social 1 12.00 SUBTOTAL 342.10 CIRCULACIONES 85.50 TOTAL 427.60 2.2.2. Hospitalización Medicina Interna 2.2.2.1. Sala de Encamados (Sala Triple) 5 260.00 3 Camas / Sala. 2.2.2.2. Baño de Pacientes Uso Múltiple 5 36.00 Uno por Sala. 2.2.2.3. Cuarto Aislado con Baño Anexo 2 54.00 2.2.2.4. Cuarto Individual con Baño Anexo 1 27.00 2.2.2.5. Sala de Curaciones 1 12.00 2.2.2.6. Cuarto Médico de Guardia 1 24.00 Con Baño Anexo. 2.2.2.7. Trabajo de Médicos 1 9.00 2.2.2.8. Oficina de Jefatura de Medicina Interna 1 15.00 2.2.2.9. Apoyo Administrativo 1 4.60 2.2.2.10. Trabajo Social 1 12.00 Común con Hosp. Cirugía. 2.2.2.11. Sala de Día 1 12.00 2.2.2.12. Estación de Camillas y Sillas de Ruedas 1 4.50 2.2.2.13. Central de Enfermeras 1 7.20 2.2.2.14. Sanitario Personal 2 7.20 2.2.2.15. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 2.2.2.16. Cuarto de Aseo 1 2.70 2.2.2.17. Ropa Limpia 1 2.70 2.2.2.18. Utilería y Guarda de Equipo 2 18.00 SUBTOTAL 513.30 CIRCULACIONES 128.30 TOTAL 641.60 2.2.3. Hospitalización Cirugía General 2.2.3.1. Sala de Encamados (Sala triple) 5 173.20 3 Camas /Sala 2.2.3.2. Baño de Pacientes Uso Múltiple 5 36.00 Uno por Sala 2.2.3.3. Cuarto Aislado con Baño Anexo 1 27.00 2.2.3.4. Sala de Curaciones 1 12.00 34 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 2.2.3.5. Cuarto Médico de Guardia 1 24.00 Con Baño Anexo 2.2.3.6. Trabajo de Médicos 1 9.00 2.2.3.7. Oficina de Jefatura de Cirugía General 1 15.00 2.2.3.8. Apoyo Administrativo 1 4.60 2.2.3.9. Trabajo Social 1 12.00 2.2.3.10. Estación de Camillas y Sillas de ruedas 1 4.50 2.2.3.11. Central de Enfermeras 1 7.20 2.2.3.12. Sanitario Personal 2 7.20 2.2.3.13. Cuarto Séptico 1 3.60 2.2.3.14. Cuarto de Aseo 1 2.70 2.2.3.15. Ropa Limpia 1 2.70 2.2.3.16. Ropa Sucia 1 2.70 2.2.3.17. Utilería y Guarda Equipo2 18.00 1 Cendis / 1 Medicamentos SUBTOTAL 361.40 CIRCULACIONES 90.40 TOTAL 451.80 2.2.4. Hospitalización Pediátrica 2.2.4.1. Sala de Encamados Lactantes 1 24.00 4 Cunas / Sala 2.2.4.2. Sala de Encamados Preescolares 1 26.00 3 Cunas-Cama / Sala 2.2.4.3. Cubículo Aislado Preescolar 1 12.00 2.2.4.4. Sala de Encamados Escolares y Adolescentes 1 18.00 2 Camas 2.2.4.5. Baño para Niños y Niñas 2 6.60 2.2.4.6. Central de Enfermeras 1 7.20 2.2.4.7. Oficina de Jefatura de servicios 1 15.00 2.2.4.8. Sanitario Personal 1 3.60 2.2.4.9. Cuarto Séptico 1 3.60 2.2.4.10. Cuarto de Guarda de Equipo 1 6.30 2.2.4.11. Ropa Limpia 1 2.70 2.2.4.12. Ropa Sucia 1 2.70 2.2.4.13. Banco de leches 1 12.00 2.2.4.14. Sala de Juegos (Sala de día y Ludo terapia) 1 12.00 2.2.4.15. Cuarto de Aseo 1 2.70 Neonatología 2.2.4.16. Cunero Patológico 1 52.00 10 Cunas 2.2.4.17. Recuperación Nutricional (prematuros) 1 24.00 4 Cunas 2.2.4.18. Cuidados Intensivos 1 26.00 2 Cunas 2.2.4.19. Central de Enfermeras 1 7.20 2.2.4.20. Baño de Artesa 2 9.00 1 por Sala 2.2.4.21. Técnicas de Aislamiento 2 3.60 2.2.4.22. Lactancia 1 9.00 SUBTOTAL 285.20 CIRCULACIONES 71.30 TOTAL 356.50 2.2.5. Cuidados Intensivos Adyacente a Urgencias y Cirugía Cuidados Intensivos Adultos 2.2.5.1. Sala de Atención 1 36.00 3 Camas / Sala 2.2.5.2. Cubículos de Aislados 1 12.00 1 Cama 2.2.5.3. Puesto de Enfermeras 1 12.00 Con Muebles para Monitoreo 2.2.5.4. Almacén Equipo y Material Limpio 1 6.30 2.2.5.5. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 2.2.5.6. Ropa Limpia 1 2.70 35 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 2.2.5.7. Vestidor-Sanitario Personal 2 7.20 2.2.5.8. Filtro Aséptico con Doble Puerta 1 3.60 Cuidados Intensivos Neonatales 2.2.5.9. Sala de Atención 1 24.00 4 Cunas / Sala 2.2.5.10. Central de Enfermeras 1 12.00 Con Muebles para Monitoreo 2.2.5.11. Almacén Equipo y Material Limpio 1 6.30 2.2.5.12. Cuarto Séptico-Ropa Sucia 1 5.40 2.2.5.13. Ropa Limpia 1 2.70 2.2.5.14. Baño de Artesa 1 4.50 2.2.5.15. Filtro Aséptico con Doble Puerta 1 3.60 Locales Complementarios (Terapia Intensiva) 2.2.5.16. Trabajo de Médicos 1 12.00 Amueblado como Sala de Juntas 2.2.5.17. Oficina Jefe de Servicio 1 15.00 2.2.5.18. Apoyo Administrativo 1 4.60 2.2.5.19. Sala de Espera Familiares 1 18.00 18 Lugares 2.2.5.20. Estación para Camillas y Sillas de Ruedas 1 5.40 2.2.5.21. Sanitario Público 2 7.20 SUBTOTAL 205.90 CIRCULACIONES 51.50 TOTAL 257.40 3. APOYO MÉDICO 3.1. ADMISIÓN Y ALTAS En Zona Inmediata de Público 3.1.1. Oficina Jefe de Área 1 13.50 Áreas Técnicas 3.1.2. Puesto de control 1 9.00 2 Personas 3.1.3. Closet Ropa (Pacientes provenientes de la calle) 1 4.40 3.1.4. Sala de Espera Interna 1 18.00 Área para Camillas, Sillas de Ruedas y Asientos (6 Lugares) 3.1.5. Utilería 1 3.50 3.1.6. Vestidores para Pacientes 2 6.00 3.1.7. Sanitarios para Pacientes 2 18.00 3.1.8. Sanitario Personal 1 3.60 3.1.9. Aseo 1 3.10 3.1.10. Sanitarios para Público 2 14.40 Si el Partido Arquitectónico lo Permite Formar Núcleos para Varios Servicios 3.1.11. Trabajo Social 1 12.00 SUBTOTAL 105.50 CIRCULACIONES 26.40 TOTAL 131.90 3.2. ARCHIVO CLÍNICO Expediente Electrónico y Sala Cómputo 3.2.1. Oficina Jefe de Área Archivo Clínico 1 7.20 3.2.2. Área de Archivistas 1 4.80 2 Personas 3.2.3. Atención al Público 1 4.80 2 Lugares en Barra-Escritorio 3.2.4. Anaqueles Guarda Expedientes 1 26.00 3.2.5. Sanitario Personal 1 3.60 SUBTOTAL 46.40 CIRCULACIONES 11.60 TOTAL 58.00 36 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 3.3. CENTRAL DE EQUIPOS Y ESTERILIZACIÓN (CEYE) (Sujeto a Guías Mecánicas) 3.3.1. Área de Recepción Material Sucio 2 7.00 3.3.2. Lavado de Material 1 9.00 3.3.3. Área de Ensamble y Doblado 1 12.00 3.3.4. Sección de Esterilización 1 12.00 3.3.5. Sección de Almacenamiento de Material 1 24.00 Sectorizado en Limpio y Estéril 3.3.6. Sección de Entrega 2 5.90 3.3.7. Vestíbulo 1 3.3.8. Jefe de Servicio 1 9.20 3.3.9. Guarda de Material para Curaciones 1 7.50 3.3.10. Sanitario de Personal 1 3.60 3.3.11. Cuarto de Aseo 1 2.70 3.3.12. Filtro Aséptico con Doble Puerta 1 3.60 SUBTOTAL 96.50 CIRCULACIONES 24.10 TOTAL 120.60 3.4. CENTRAL DE EQUIPOS DE INHALOTERAPIA (Sujeto a Guías Mecánicas) 3.4.1. Taller de Mantenimiento y Aseo de Equipos 1 12.00 3.4.2. Cuarto de Guarda de Equipos 1 5.60 3.4.3. Oficina Jefe de Servicio 1 11.30 SUBTOTAL 28.90 CIRCULACIONES 7.20 TOTAL 36.10 3.5. FARMACIA 3.5.1. Anaqueles 1 40.00 3.5.2. Medicamentos Controlados 1 5.20 3.5.3. Medicamentos Refrigerados 1 3.60 3.5.4. Estiba 1 9.50 3.5.5. Jefe de Área 1 7.20 3.5.6. Atención al Público 1 6.30 3 Lugares 3.5.7. Cuarto de Aseo 1 2.70 3.5.8. Sanitario 1 3.50 SUBTOTAL 78.00 CIRCULACIONES 19.50 TOTAL 97.50 4. ÁREA DE GOBIERNO Y ENSEÑANZA 4.1. GOBIERNO 4.1.1. Zona Directiva 4.1.1.1. Oficina Director 1 16.00 Con Baño Anexo 4.1.1.2. Apoyo Administrativo 1 4.50 4.1.1.3. Guarda 1 3.60 4.1.1.4. Sala de Juntas 1 21.80 8 Personas 4.1.1.5. Espera 1 6.10 4.1.2. Jefatura de Enfermería 4.1.2.1. Oficina de Jefatura con Sanitario 1 10.90 4.1.2.2. Apoyo Administrativo 1 6.10 3 Máquinas 4.1.2.3. Oficinas Supervisoras 1 10.90 4.1.2.4. Baño Enfermeras 1 7.30 4.1.3. Administración 37 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 4.1.3.1. Oficina Administrador con Sanitario 1 16.40 4.1.3.2. Apoyo Administrativo 1 4.50 4.1.3.3. Oficina Jefatura de Recursos Humanos 1 7.60 4.1.3.4. Apoyo Administrativo 1 4.50 4.1.3.5. Área de administración de Personal 1 6.10 4.1.3.6. Oficina Jefatura de Recursos Financieros 1 7.60 4.1.3.7. Apoyo Administrativo 1 4.50 4.1.3.8. Área de Contabilidad 1 6.10 4.1.3.9. Oficina de Servicios Generales 1 7.60 4.1.3.10. Apoyo Administrativo 1 4.50 4.1.3.11. Correspondencia y Archivo 1 10.90 4.1.3.12. Caja 1 2.80 4.1.3.13. Espera 1 6.10 4.1.3.14. Sanitarios Personal Hombres y Mujeres 2 5.50 4.1.3.15. Cuarto de Aseo 1 2.40 SUBTOTAL 183.80 CIRCULACIONES 45.90 TOTAL 229.70 4.2. ENSEÑANZA 4.2.1. Coordinación de Enseñanza e Investigación 4.2.1.1. Oficina Titular 1 18.00 Incluye Secretaría 4.2.1.2. Aula 1 36.00 (20 Personas por Aula en Mesas) 4.2.1.3. Biblio-hemeroteca 1 52.00 Incluye Acervo, Control y Zona de Lectura 4.2.1.4. Cuartos de Aseo 1 2.70 4.2.1.5. Sanitario Ambos Sexos 2 30.00 SUBTOTAL 138.70 CIRCULACIONES 34.70 TOTAL 173.40 5. ÁREA DE APOYO 5.1. ABASTECIMIENTO 5.1.1. Cocina (Sujeto a Guías Mecánicas y de la Empresa a Cargo) 91.00 5.1.1.1. Almacén 1 6.00 5.1.1.2. Refrigerados 1 2.70 5.1.1.3. Guarda Material de Reposición 1 2.70 5.1.1.4. Recibo de Víveres 1 3.60 5.1.1.5. Preparación Previa 1 9.00 5.1.1.6. Área de Cocción (Vapor y Grasas) 1 12.00 5.1.1.7. Entrega de Comida a Hospitalización 1 9.00 5.1.1.8. Jefe de Área de Alimentación 1 7.20 5.1.1.9. Dietista 1 7.20 5.1.1.10. Barra de Despacho 1 6.60 5.1.1.11. Lavado de Ollas y Loza 1 12.00 5.1.1.12. Lavado y Estacionamiento de Carros 1 7.00 5.1.1.13. Cuarto para Basura 1 3.20 Semicubierto. 5.1.1.14. Cuarto de Aseo 1 2.80 5.1.2. Comedor 32.20 38 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c to 5.1.2.1. Área de Lavabos 1 2.20 2 Lavabos. 5.1.2.2. Área de Comensales 1 30.00 30 Comensales. 5.1.3. Lavandería (se buscará que el servicio se subroge) 68.20 5.1.3.1. Recepción y Entrega 1 2.80 5.1.3.2. Área de Proceso 1 65.40 5.1.4. Almacén General 62.80 5.1.4.1. Recepción 1 2.80 5.1.4.2. Almacén 1 60.00 SUBTOTAL 254.10 CIRCULACIONES 50.80 TOTAL 304.90 5.2. SERVICIOS GENERALES 5.2.1. SITE 5.2.1.1. Local Telmex 1 5.40 5.2.1.2. Site 1 5.40 5.2.1.3. Conmutador Hospital 1 5.40 5.2.2. Mantenimiento. (Opción para Subrogación) 5.2.2.1. Oficina para Residentes 1 9.80 5.2.2.2. Apoyo Administrativo 1 4.60 5.2.2.3. Taller de Carpintería y Pintura 1 14.20 5.2.2.4. Taller de Aire Acondicionado y Electricidad 1 14.20 5.2.2.5. Taller de Biomédica 1 14.20 5.2.2.6. Almacén de Refacciones y Guarda Equipo Electrom 1 6.00 5.2.2.7. Guarda 1 2.80 5.2.3. Intendencia y Bodega 5.2.3.1. Oficina 1 7.20 5.2.3.2. Bodega 1 4.60 5.2.3.3. Zona de Reloj Checador 1 4.80 5.2.3.4. Guarda de Jardinería 1 6.40 5.2.4. Baños Vestidores de Personal 5.2.4.1. Profesional y Técnico Hombres 1 14.60 5.2.4.2. Profesional y Técnico Mujeres 1 14.60 5.2.4.3. Enfermeras 1 54.00 5.2.4.4. Intendencia Hombres 1 14.60 5.2.4.5. Intendencia Mujeres 1 14.60 5.2.4.6. Cuarto de aseo 1 2.70 SUBTOTAL 219.90 CIRCULACIONES 44.00 TOTAL 263.90 5.3. CASA DE MÁQUINAS 5.3.1. Casa de Máquinas 5.3.1.1. Cisterna 5.3.1.2. Equipo Potabilizador 5.3.1.3. Equipo Bombeo Distribución de Agua Potable 5.3.1.4. Agua Caliente 5.3.1.5. Vapor 5.3.1.6. Central de Oxígeno 5.3.1.7. Óxido Nitroso 5.3.1.8. Aire Comprimido 39 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 5.3.1.9. Subestaciones y Planta de Emergencia 5.3.1.10. Manifold de Gases Medicinales 5.3.2. Residuos Sólidos y Aguas Residuales 5.3.2.1. Cuarto de Cartón Cubierto. 5.3.2.2. Cuarto de Basura Clasificada Semicubierto. 5.3.2.3. Almacén de Residuos R.P.B.I. 5.3.3. Sistema de Aire Acondicionado 5.3.3.1. Caseta de Aire Acondicionado Prever con Especialistas de Área Requerida. 5.3.4. Área Exterior 5.3.4.1. Caseta de Control Incluye Sanitario. 5.3.4.2. Patio de Maniobras Aire Libre. SUBTOTAL 150.00 CIRCULACIONES 30.00 TOTAL 180.00 5.4. TRANSPORTACIÓN 5.4.1. Oficina Jefe de Área 1 7.20 5.4.2. Área de Estar Ambulantes con Cocineta y Baño 1 24.00 SUBTOTAL 31.20 CIRCULACIONES 6.20 TOTAL 37.40 5.5. CONTROL Y VIGILANCIA 5.5.1. Oficina Jefe de Área 1 7.20 5.5.2. Oficina y Control de Seguridad 1 8.60 5.5.3. Guarda 1 4.60 SUBTOTAL 20.40 CIRCULACIONES 4.10 TOTAL 24.50 6. ÁREA DE VESTÍBULOS 6.1. Vestíbulos, Recepción con Sala de Control 1 60.00 Superficie aproximada. 6.2. Vestíbulo de Servicios, Acceso Controlado de Personas 1 12.00 Superficie aproximada. 6.3. Plaza de Acceso con Accesibilidad a Personas con Discapacidad 1 60.00 Área Libre Aproximada. 6.4. Sanitarios Públicos 2 36.40 Hombres y Mujeres. 6.5. Circulaciones Verticales, Elevadores, Módulo Central SUBTOTAL 168.40 CIRCULACIONES 33.70 TOTAL 202.10 ÁREA EXTERIOR LOCAL SUPERFICIE ESTIMADA (m2) OBSERVACIONES 1. Caseta de control 15.10 Incluye sanitario 2. Patio de maniobras 160.00 Aire libre 40 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o ALMACÉN DE R.P.B.I. de acuerdo con la NOM-087-SSA y su última modificación. Se trata de un área ventilada, enrejada para evitar el acceso de roedores y otra fauna nociva, extintores y señalamientos. LOCAL SUPERFICIE ESTIMADA (m2) OBSERVACIONES 1. Áreas aisladas en caso de derrames - Área para congelamiento de residuos patológicos con espacio para dos refrigeradores (placentas, órganos, tejidos, muestras, etc.) - Área para residuos no patológicos - Área para residuos tóxicos (líquidos cansados, placas radiográficas, amalgamas, baterías, mercurio, etc.) Espacio para carro de recolección de desechos Espacio para contenedores para R.P.B.I. Potes para aislamientos en caso de derrame de sólidos. Contenedores para basura municipal Bahía de acceso a carros recolectores Espacio para almacenaje en un mueble empotrado con capacidad para guarda de materiales de trabajo como bolsas de desechos, contenedores, carros de recolección nuevos, escobas, torretas para casos de emergencia y delimitación de áreas, cintas para delimitación, botas de hule, etc. De acuerdo al estudio realizado. ALMACÉN DE BASURA MUNICIPAL CON ÁREA PARA SEPARACIÓN: POR TIPOS DE DESECHOS SE TRATA DE UN ÁREA VENTILADA, ENREJADA PARA EVITAR EL ACCESO DE ROEDORES Y OTRA FAUNA NOCIVA, EXTINTORES Y SEÑALAMIENTOS. LOCAL SUPERFICIE ESTIMADA (m2) OBSERVACIONES 1. Espacios para cuatro tipos de contenedores, tanto reciclables como no reciclables Bahía de acceso a carros recolectores Espacio para almacenaje en un mueble empotrado con capacidad para guarda de materiales de trabajo como bolsas de desechos, contenedores, carros de recolección nuevos, escobas, torretas para casos de emergencia y delimitación de áreas, cintas para delimitación, botas de hule, etc. De acuerdo al estudio realizado. OTROS SERVICIOS Las dimensiones de acuerdo a las normas respectivas y guías mecánicas del equipamiento. LOCAL SUPERFICIE ESTIMADA (M2) OBSERVACIONES 1. Planta de tratamiento de aguas para reutilización en jardinería y sanitarios. 2. Sistema de filtrado de agua. 41 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o 3. Plataforma para aterrizaje y despegue de helicópteros 4. Área para maniobra de por lo menos 3 ambulancias. 5. Área para maniobra de vehículos oficiales y de distribuidores. 6. Estacionamiento para trabajadores El número de cajones, de acuerdo a la normatividad vigente. 7. Estacionamiento para visitantes. El número de cajones, de acuerdo a la normatividad vigente I.8 PROYECTO INTEGRAL: CONTRATO DE LA EMPRESA CONSTRUCTORA Y SUPERVISIONES EXTERNAS A partir del análisis de las diversas modalidades que la normatividad vigente establece para la ejecución de las obras públicas, el grupo de trabajo conformado por técnicos de las dependencias: Secretaría de Salud del Gobierno del Distrito Federal y Secretaría de Obras y Servicios, y bajo la premisa de contar con este inmueble en el menor tiempo posible, concluyo que su realización debería llevarse a cabo bajo la modalidad de Proyecto Integral, mediante adjudicación directa (a precio alzado y tiempo determinado), como la mejor opción para abatir tiempos y obtener las mejores condiciones para el Gobierno de la Ciudad y sus habitantes. Según la Ley de Obras Públicas del Distrito Federal se considera como Proyecto integral a aquel en el cual el contratista se obliga desde el diseño de la obra hasta su terminación total, incluyendo investigaciones previas, estudios, diseños, elaboración del proyecto ejecutivo y proyectos de todo tipo, la obra civil, la producción, fabricación, traslado, instalación, equipamiento, bienes muebles, construcción total de la obra, capacitación, pruebas e inicio de operación del bien construido, incluyendo, cuando se requiera, transferencia de tecnología. La modalidad de precio alzado y tiempo aplica a contratos que por su magnitud y complejidad de los trabajos que se vayan a realizar, en cuyo caso la responsabilidad del contratista subsistirá hasta la total terminación de los mismos, por lo que no estarán sujetos a modificaciones en montoy plazo. Para establecer el contrato de la empresa encargada de la construcción de esta obra se sigue el procedimiento de Invitación Restringida cuando menos a tres participantes, a las 42 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o empresas invitadas se les entregaron los siguientes elementos, para que presentaran sus propuestas con base en los mismos: Programa médico-arquitectónico elaborado por la Secretaría de Salud con el apoyo de la Secretaría de Obras y Servicios. Relación detallada de equipos médicos y los demás requeridos para el funcionamiento del hospital. Definición de qué proyectos de módulos por especialidades del Instituto Mexicano del Seguro Social, aplican al proyecto con las modificaciones que en forma específica hubiera señalado la Secretaría de Salud. Precisión de que para el proyecto se aplica lo dispuesto en el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y las especificaciones del Instituto Mexicano del Seguro Social en lo que corresponde a cada uno de los módulos por especialidades. Términos de referencia del Proyecto Integral. Los criterios para la evaluación de las propuestas se proporcionaron oportunamente a los interesados y fueron los siguientes: Experiencia en la construcción de hospitales con características semejantes a las del proyectado para Tlalpan. Capacidad de respuesta inmediata, incluida la financiera. Cuadros profesionales y técnicos especializados, para la superintendencia de obra y para los frentes de trabajo, incluyendo experiencia en equipamiento de hospitales. Propuesta de anteproyecto con apego al programa médico-arquitectónico entregado a las empresas. Plazo de ejecución. Importe total de la cotización (a precio alzado). 43 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o El contrato consideró tres procesos ejecutivos básicos: Elaboración de estudios e integración del proyecto ejecutivo. Construcción de la obra civil, incluyendo las redes de instalaciones. Suministro, instalación, prueba y puesta en marcha de los equipos médicos y otros equipos propios para la operación del inmueble. Para la construcción del proyecto originalmente llamado “Unidad de salud en Ajusco Medio” fue electa por cumplir con lo establecido por las dependencias, además de tener una vasta experiencia en la construcción de hospitales una de las más importantes empresas de constructoras de obras de infraestructura en México: Una vez establecidos los elementos necesarios para la construcción del nuevo hospital de Tlalpan, el nombre del proyecto fue el siguiente: “PROYECTO INTEGRAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA UNIDAD DE SALUD EN AJUSCO MEDIO, UBICADA EN ENCINOS ENTRE HORTENSIAS Y PIÑANONA COLONIA 4ª SECCIÓN DE AMPLIACIÓN MIGUEL HIDALGO DELEGACIÓN TLALPAN” El proyecto integral comprende el desarrollo de las siguientes partidas: Proyecto ejecutivo Realizar los estudios técnicos que se requieran para garantizar que la elaboración de los proyectos de arquitectura, ingeniería civil, electromecánica, ingeniería eléctrica, instalaciones e ingeniería de detalle, así como la elaboración de planos, Ingenieros Civiles Asociados S.A. de C.V. 44 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o especificaciones de construcción que se requieran y de calidad de los materiales que se utilizarán en la construcción de acuerdo a leyes, reglamentos, normas y demás lineamientos vigentes a la fecha de licitación. Construcción Obra civil Albañilería Acabados Obra exterior Instalaciones eléctricas Instalaciones hidráulicas y sanitarias Ejecución de obras inducidas Equipo de instalación permanente Suministro y colocación del equipo solicitado en los alcances y términos de referencia indicados en bases de licitación, cumpliendo con las especificaciones y manuales de operación del proveedor de los equipos. Equipo e instrumental médico Suministro y colocación del equipo e instrumental médico solicitado en los alcances y términos de referencia indicados en bases de licitación, cumpliendo con las especificaciones y manuales de operación de proveedor de los equipos. 45 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Mobiliario médico Suministro y colocación del Mobiliario médico solicitado en los alcances y términos de referencia indicados en bases de licitación, cumpliendo con las especificaciones y manuales de operación del proveedor de los equipos. Equipo de cómputo Suministro y colocación del equipo de cómputo solicitado en los alcances y términos de referencia indicados en bases de licitación, cumpliendo con las especificaciones y manuales de operación del proveedor de los equipos. El contratista, dentro de los alcances del proyecto ejecutivo, tendrá la obligación de elaborar y/o tramitar lo siguiente: Elaborará generadores de volumen de obra ejecutada (actividades de obra). Elaborará reportes semanales y mensuales de avance físico-financiero. Tramitará los permisos legales necesarios y realizará el pago de los derechos correspondientes para: Alineamiento y número oficial. El abastecimiento de agua. El abastecimiento de energía eléctrica. Conexión a la red de drenaje municipal. Conexión de líneas de telefonía. El permiso para la construcción. El estudio de impacto urbano. El estudio de impacto ambiental. La Licencia Sanitario de Construcción emitida por COFEPRIS. 46 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Los derechos de INAH, en su caso. Los derechos de INBA, en su caso. Los derechos de uso del helipuerto (base de aterrizaje y despegue de helicópteros). Aeronáutica Civil. Los derechos de ocupación del inmueble. Protección Civil. El abastecimiento de los recursos materiales, humanos y tecnológicos para la realización de la obra. El suministro, instalación, montaje, puesta en marcha y capacitación de los equipos propios del inmueble, así como sus pruebas físicas y sus respectivas guías mecánicas. Implantar las medidas y recursos necesarios para el cumplimiento de la seguridad e higiene de la obra. A la entrega oficial de la obra proporcionará los planos del proyecto ejecutivo (en papel y en archivo electrónico) actualizados conforme a la ejecución de la edificación, (planos as built). Deberá de entregarse equipo de seguridad para acceso a la Planta Eléctrica (guantes, tarimas, etc.) A la entrega oficial de la obra, proporcionará a la residencia de supervisión los catálogos de conceptos de las diferentes actividades en que se subdividió la obra para su ejecución. SUPERVISIÓN Según la Ley de Obras Públicas la supervisión de obra pública es: Un servidor público o contratista de servicios relacionados con la obra pública con los conocimientos, capacidad y experiencia necesarios para llevar a cabo la supervisión de una obra pública conforme se establece en las Normas de Construcción. La coordinación oficial de los trabajos de Proyecto Integral estuvo a cargo de la Dirección General de Obras Públicas de la Secretaría de Obras y Servicios del Gobierno del Distrito 47 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o Federal, la cual a su vez se valió de los servicios de supervisiones externas para aspectos en específico del proyecto. Así como se llevó a cabo el proceso de selección de la empresa contratista, fueron contratadas empresas especializadas para la supervisión de las partidas antes mencionadas, las cuales en conjunto a la contratista son coordinadas por la dependencia a través de la cual fue construida esta obra; se contrataron empresas privadas para supervisiones externas en las siguientes partidas: Supervisión externa de la partida de Proyecto Ejecutivo. Supervisión externa de las partidas de Construcción y Equipo de Instalación Permanente. Supervisión externa de las partidas de Equipo e Instrumental Médico, Mobiliario Médico Administrativo y Equipo de Cómputo. Se contrataron 2 empresas más por la modalidad de Adjudicación Directa para la verificación de ingenierías especificas de alta importancia dentro de la construcción de un hospital, estas son: Instalaciones Eléctricas e Instalación de Gases medicinales, las empresas para cumplir con este fin se conocen como unidades verificadoras de Instalaciones y para este proyecto fueron contratadas como: Unidad verificadora de instalaciones eléctricas (U.V.I.E.) Unidad verificadora de Instalación de gases medicinales (U.V.G.M.) 48 C o n c e p c i ó n d e l p r o y e c t o I.9 NOMBRE DEL PROYECTO: DE UNIDAD DE SALUD A HOSPITAL GENERAL Comparando los datos médico-arquitectónicos con los requisitos de la normatividad para diseño urbano y la superficie del predio, se llega a la conclusión que se ha cumplido con proyectar el hospital general que requiere Tlalpan; entonces surge una duda: ¿Por qué el proyecto hasta este punto se ha llamado “Unidad de Salud en Ajusco Medio”, si cumple con los requerimientos de un hospital general? La respuesta está en el uso de suelo del predio electo, ubicado en la zona de Miguel Hidalgo de la Delegación Tlalpan, para la cual está autorizado el uso de suelo Tipo H2 de uso habitacional, por lo que fue necesario el trámite de cambio de uso de suelo a Tipo E que corresponde a equipamiento urbano donde sí está contemplado un hospital, este trámite se inició antes de iniciados los trabajos de obra, pero su resolución fue expedida ya iniciada y avanzada la construcción del hospital, por ello para iniciar la obra se le dio el nombre de “Unidad de Salud” que dentro de la clasificación de edificios de salud correspondería a un Centro de Salud el cual no requiere una gran infraestructura para su establecimiento y sí está contemplado dentro del Uso de Suelo H2. En reconocimiento a la vida de servicio en aras de la salud este hospital lleva el nombre de la primera mujer en recibir la Condecoración Dr. Eduardo Liceaga, que se entrega a quien ha hecho aportes importantes a las ciencias médicas. Esta persona es la Dra. Obdulia Rodríguez Rodríguez. Por lo anterior este importante inmueble lleva oficialmente el nombre: HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO “Dra. Obdulia Rodríguez Rodríguez” 49 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n CAPÍTULO II INFRAESTRUCTURA Y CONSTRUCCIÓN DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO II.1 ANTEPROYECTO II.1.1 PROGRAMA ARQUITECTÓNICO Cuando se elabora un proyecto arquitectónico, antes de representarlo en planos, se lleva a cabo un proceso de investigación que guía al proyectista en su tarea a lo largo de todo el proceso. El programa arquitectónico es la información básica necesaria para definir las soluciones requeridas a las necesidades planteadas, a fin de encauzar correctamente la realización del anteproyecto. La elaboración de un programa se debe desarrollar en las siguientes etapas: Investigación de campo: Según el tipo de obra que se pretenda programar se debe recurrir a todas las fuentes de información de las que se disponga, esto implica, entre otras cosas, entrevistas con autoridades competentes, visitas a proyectos similares, etc., y se complementa con: a) Las condiciones del sitio para proyectar de forma adecuada según el destino del proyecto. b) Se debe contar con la información sobre usos de suelo, planes de desarrollo urbano y reglamentaciones a las que deba sujetarse el anteproyecto arquitectónico. c) También se deberán emplear cuestionarios no sólo para investigar las necesidades de espacio sino también las características de los futuros usuarios del o de los inmuebles en cuanto a imagen, ambiente exterior e interior. Trabajo de gabinete: Consiste en analizar toda la información recabada en la investigación de campo, ordenarla, evaluarla, enumerarla, codificarla y producir como resultado los documentos que integran el programa arquitectónico. 50 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n a) Generalidades: Nombre, ubicación del anteproyecto y área que debe operar el inmueble. b) Exposición de motivos: Justificación, tipo de usuarios, tipo de servicios que va a prestar, particularidades encontradas en la investigación en cuanto a las características físicas de la obra que se va a construir. c) Evaluación: Toda la información contenida en la investigación debe ser ordenada y analizada para determinar cuáles son las zonas más importantes, las características de la obra a proyectar y cuáles pueden considerarse como complementarias. En esta etapa se muestra el funcionamiento general de la obra y el funcionamiento particular de cada una de ellas, para ello se emplean diagramas de flujo u organigramas. d) Medición: Cada una de las áreas que, de acuerdo con la investigación realizada, forman parte de la obra a proyectar deben analizarse tomando en cuenta las dimensiones del mobiliario que debe contener y la función que debe desempeñar, para así obtener su área en metros cuadrados incluyendo circulaciones interiores. e) Codificación: Para organizar todos los requerimientos del programa arquitectónico se debe emplear un sistema de niveles de complejidad. En el primer nivel se mostrarán las grandes zonas generales. En el segundo nivel se deben indicar las partes que integran cada una de las obras generales. Y en el tercer nivel se mencionará la capacidad y mobiliario o equipo considerado para su funcionamiento en particular. f) Observaciones: De acuerdo con lo obtenido en la investigación de campo se deben indicar las características que en su caso tengan algunos espacios. Tanto en el desarrollo del programa arquitectónico y del anteproyecto se consideró al Hospital General Ajusco Medio como obra nueva. Para el caso del Hospital General Ajusco Medio el proyectista debió iniciar el desarrollo de su propuesta con la ejecución del programa arquitectónico de acuerdo con los alcances establecidos en los términos de referencia del proyecto, integrándolo por etapas para revisión y autorización por parte de la Secretaría de Salud, con la intervención de la Dirección General de Obras Públicas, tanto de este documento como del anteproyecto arquitectónico. 51 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Los componentes del complejo Hospital General Ajusco Medio se enlistan a continuación. II.1.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL COMPLEJO HOSPITALARIO I. EDIFICIO PRINCIPAL El proyecto contempla nuevos esquemas de atención médica y avances tecnológicos en los materiales y equipos médicos con premisas de diseño arquitectónico y de ingeniería que permiten crear distintos ambientes, lo cual coadyuva a mejorar las condiciones de atención, confort y seguridad de los usuarios, con esta disposición el personal médico, técnico y administrativo contará con circulaciones horizontales y verticales exclusivas, lo que permitirá tener comunicación directa con las áreas de hospitalización, consulta externa y los gabinetes de tratamiento de acuerdo con su especialidad y demás elementos necesarios, en el mismo nivel (piso), lo que permitirá desarrollar con agilidad y facilidad todas las actividades sin pérdida de tiempo, incluyendo el traslado de insumos y desechos propios del hospital; de esta manera se ofrecerá al paciente una asistencia constante y permanente. En su concepción arquitectónica el proyecto se desarrolla principalmente en un edificio principal de cuatro niveles dedicados a servicios de salud, a continuación se describe cada uno de los niveles de construcción. SÓTANO ESTACIONAMIENTO(Figura II.1) Se encuentra desplantado sobre terreno natural, se comunica con el resto del edificio principal por medio de escaleras y un elevador de 2 cabinas, ambos para uso exclusivo del personal que laborara en el hospital. El sótano tiene estrecha relación con las aéreas exteriores, ya que la entrada al estacionamiento cubierto conecta con la vialidad interna, cuya función es el abastecimiento de combustibles y desalojo de desechos sólidos. Estacionamiento cubierto: Su función será albergar el estacionamiento del personal médico, se comunica verticalmente hacia todo el edificio y está conectado a las vialidades internas del hospital. 52 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n PLANTA SEMISÓTANO (Figura II.2) Se encuentra desplantado en un nivel inferior al acceso principal del hospital por la calle Encinos. En la planta semisótano se ubican las oficinas de gobierno y administrativos así como los servicios generales de apoyo al hospital con acceso para el abastecimiento y el desalojo de desechos y en relación estrecha con el estacionamiento del personal (sótano). Los servicios que albergará la planta semisótano son: Gobierno y administración: Contiene las oficinas de la dirección y personal médico-administrativas, la cuales contemplan sala de espera para recibir público y además el servicio está comunicado de manera directa a las circulaciones interiores del centro de salud. Anatomía patológica: Contempla sala de autopsias, identificación y preparación de cadáveres, sección de histopatología y sección de citología, además de las áreas de refrigeradores, archivo y almacén. Enseñanza: Ubicado en el área oriente con acceso independiente para el personal, contempla aula de capacitación, biblio-hemeroteca, oficinas de apoyo a la operación y coordinación de enseñanza e investigación. Todo este servicio intercomunicado al interior del hospital. Otras áreas: Complementan los servicios del hospital como mantenimiento, comedor, talleres de conservación, control de personal, almacén, área de baños, vestidores de personal, lavandería, casa de máquinas... Todos ellos intercomunicados con circulaciones para abastecimiento y desalojo. PLANTA BAJA (Figura II.3) El acceso principal de usuarios está contemplado por una plaza peatonal y de vehículos en virtud que tendrá actividad permanente. Ésta se ubica por la calle de Encinos, lo cual permitirá su identificación con claridad y dará acceso directo a la planta baja, En este nivel están alojados los servicios generales médicos y de apoyo para la operación del hospital, los cuales se conformaron en dos bloques interconectados por circulaciones generales: el de servicios auxiliares de tratamiento y el de auxiliares de diagnóstico, además de los servicios de farmacia, archivo clínico y admisión hospitalaria, la superficie de planta baja es la 53 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n proyección de contacto del edificio principal sobre el predio. Los servicios que resta la planta baja son: Urgencias: Cuentan con áreas de valoración y primer contacto, curaciones, yesos, rehidratación, sala de choque, área de observación de menores, área de observación de adultos, entre otros, con salas de espera para las que corresponden a urgencias traumatológicas y las urgencias sentidas. El acceso de ambulancias está proyectado de manera independiente a los demás del hospital, esto con el objeto de agilizar sus movimientos en las áreas de urgencias, tanto las de traumatología como las de obstetricia. Unidad de Tococirugía: Cuenta con sala de espera, 2 cubículos de valoración, central de enfermeras, áreas de preparación y exploración, 8 lugares para trabajo de parto, 2 salas de expulsión y una sala de cirugía con comunicación directa a la central de esterilización, así como área de recuperación con 6 lugares. Inhaloterapia.- Cuenta con 4 cubículos de tratamiento y sus áreas de apoyo. Cuidados intensivos adultos: Contempla 4 cubículos de tratamiento, central de enfermeras, técnica de aislamiento y sus correspondientes áreas de apoyo. Cirugía: Con 4 salas de operaciones, comunicación directa a la central de esterilización (C.E. y E.), 8 lugares de recuperación, almacén de material estéril, baños vestidores para el personal operativo y áreas administrativas. Imagenología: Tiene sala de rayos X con flouroscopía y simple, sala de mastografía, sala de ultrasonido doble, sala de densitometría, sala de tomografía. Además de medios de contraste, interpretación y áreas administrativas. Farmacia: De acceso inmediato desde el vestíbulo para proporcionar un ágil servicio a la salida de los usuarios y con acceso directo del exterior para su abastecimiento. Archivo clínico: De fácil acceso del vestíbulo, contiguo a la farmacia, compartiendo la sala de espera. Admisión hospitalaria: Contempla baños-vestidores para pacientes hombres y mujeres, guardarropa, cubículo de trabajo social, sus áreas están en comunicación directa a las circulaciones verticales que conducen a las áreas de hospitalización, 54 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n además está estratégicamente ubicada para tener el control de los familiares que esperan al paciente que está en cirugía. Central de esterilización y equipo (C.E. y E.): Se conoce así al conjunto de espacios arquitectónicos con características de asepsia especiales, con áreas y equipos específicos donde se lavan, preparan, esterilizan, guardan momentáneamente y distribuyen equipo, materiales, ropa e instrumental utilizados en los procedimientos médicos quirúrgicos, tanto en la sala de operaciones como en diversos servicios del hospital, cuenta en este caso con comunicación directa a las salas de cirugía de la unidad quirúrgica y de tococirugía. PLANTA PRIMER NIVEL (Figura II.4) Alberga los servicios de Consulta Externa de Gineco-Obstetricia y Pediatría, Medicina Transfuncional, Laboratorio Clínico y hospitalización de Gineco-Obstetricia con 14 camas, hospitalización, neonatología y pediatría con 24 camas, circulaciones verticales y horizontales independientes destinadas para el público usuario, así como las técnicas para el uso interno de la unidad de salud. Área de Consulta Externa: Consta de 3 consultorios, Gineco-Obstetricia, Pediatría y Epidemiología , con acceso directo desde la sala de espera y con circulaciones técnicas para el uso interno del personal médico. Área de Medicina Transfuncional: Cuenta con área de valoración, tomas de muestra y área de sangrado. Laboratorio Clínico: Cuenta con 6 secciones de trabajo, hematología, coagulación, bacteriología y parasitología, orinas y hormonas, PH y electrolitos, y urgencias. Además de 2 cubículos para tomas de muestras sanguíneas y uno más para muestras ginecológicas. Lo complementan otros locales de clasificación: lavado, almacén de reactivos y oficina administrativa. Su acceso es directo de la sala de espera. Hospitalización Gineco-Obstetricia: Cuenta con salas de 3 camas con baño completo para pacientes cada una, el puerperio de bajo riesgo cuenta con 2 salas, la post-cesárea cuenta con 2 salas y 2 cubículos con un encamado individual con baño completo cada uno con un total de 14 camas. 55 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Hospitalización pediátrica: Tiene 4 camas para lactantes, 3 camas de preescolares, 1 aislado preescolar, 2 camas para escolares, suman un total de 10 camas así como sala de juegos (sala de día y ludoterapia). Servicios de apoyo: Sala de día, jefes de Gineco-Obstetricia y pediatría, central de enfermeras, trabajo de médicos, curaciones, séptico y ropa sucia, aseo, trabajo social, control, central de distribución (cendis), baños y sanitariospara los usuarios, así como para el personal. Neonatología: Cuenta con 8 cunas para el cunero patológico, 4 para recuperación nutricional de prematuros, central de enfermeras, baño de artesa, técnica de aislamiento y 3 lugares de lactancia. Unidad de cuidados intensivos neonatales (U.C.I.N.): Cuenta con 6 lugares de tratamiento, central de enfermeras, almacén de material limpio y sus correspondientes áreas de apoyo. También en este nivel están establecidas las residencias médicas para hombres y mujeres, además en este nivel se encuentra ubicada la plataforma de despegue. PLANTA SEGUNDO NIVEL (Figura II.5) Está conformado de manera similar al anterior, con un bloque de consulta externa, con 10 consultorios de Medicina Interna, Cirugía general, Urología, Gastroenterología, Geronto- geriatría, traumatología y Ortopedia, Oftalmología, Cardiología, Psiquiatría, Otorrinolaringología y gabinetes de electrodiagnóstico, y el otro corresponde a la hospitalización de medicina interna con 18 camas y cirugía general con 16 camas, circulaciones verticales y horizontales independientes destinadas para el público usuario, así como las técnicas para el uso interno de la unidad de salud. Consulta externa: Cuenta con sala de espera que intercomunica a los consultorios establecidos en esta área, medicina interna, cirugía general, urología, gastroenterología, Geronto-Geriatría, traumatología y ortopedia, oftalmología, cardiología, psiquiatría y otorrinolaringología. pasillos posteriores a los consultorios les sirven de comunicación entre sí y con los otros servicios de este nivel. 56 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Electrodiagnóstico: Cuenta con un cubículo de electrocardiografía, sala de pruebas de esfuerzo, puesto de control, sala de espera y oficinas administrativas. Hospitalización medicina interna: Consta de 5 salas con 3 camas cada una, 2 cubículos para pacientes aislados y 1 cuarto individual, cada uno de ellos con baño completo independiente; 18 camas en total. Hospitalización Cirugía general: Consta de 5 salas con 3 camas cada una, 1 cubículo para paciente aislado con baño completo independiente; 16 camas en total. Servicios de apoyo: Sala de día, jefes de cirugía general y medicina interna, central de enfermeras, trabajo de médicos, curaciones, séptico y ropa sucia, aseo, trabajo social, control, central de distribución (cendis), y sanitarios para los usuarios, así como para el personal. II. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS El complejo del Hospital General Ajusco Medio está desplantado sobre un predio de 10,000 m 2 , el edificio principal constituye el 33.18% del área total, ya que se desplanta sobre 3,317.80 m 2 , el resto del predio se considera como “área libre”, constituyendo una superficie de 6,682.20 m 2 donde se han desarrollado estructuras complementarias al funcionamiento médico del hospital: Rampa de acceso a semisótano: Representa un acceso independiente de los servicios de salud para los funcionarios del hospital, el abasto de insumos necesarios y el desalojo de desechos sólidos. Se desplanta en un nivel intermedio entre sótano y semisótano manteniendo una pendiente constante para el tránsito vehicular. Planta de tratamiento de aguas servidas: Estructura auxiliar para aminorar el impacto negativo que representa el aporte de las aguas servidas del hospital hacia el alcantarillado municipal, está compuesta por un equipo central, un cuarto de máquinas y dos cárcamos para almacenamiento de agua tratada para rehusó sanitario y para uso en riego, se encuentra en la parte posterior del hospital. 57 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Tanque de tormentas: Estructura auxiliar para la captación de las aguas pluviales dentro del complejo hospitalario, es una estructura enterrada bajo el nivel de la vialidad interna, de igual forma se encuentra en la parte posterior del hospital. Cisterna: Estructura auxiliar para el almacenamiento de agua potable para el uso diario del hospital, recibe la dotación municipal y resguarda al agua necesaria para el uso hospitalario y en algún momento para combate de incendios, está ubicada a un costado del hospital al mismo nivel de desplante del semisótano. Área de criogénico: La constituye el confinamiento de los equipos centrales de la instalación de gases medicinales, recibe el nombre por el equipo principal que estará alojado en este local: el tanque de oxígeno conocido como tanque thermo o criogénico. Confinamiento de desechos sólidos: Esta estructura está dividida para el alojamiento temporal de desechos sólidos, una parte para los Residuos Peligrosos Biológicos Infecciosos (R.P.B.I.), y otra para los desechos de orden municipal: orgánicos, papel, vidrio y cartón que no representan riesgos mayores. Caseta de transportes y subestación receptora: En este sitio se encuentra alojada la subestación receptora de la instalación eléctrica, como parte de la misma estructura se encuentra un local donde harán base los conductores de las unidades móviles o ambulancias, este hospital tiene estacionamiento para 3 vehículos de este tipo. Casetas de vigilancia: Se cuenta con 2 estructuras de este tipo, una por cada uno de los accesos al nosocomio. Zona de combustibles: Constituida por el confinamiento de los tanques de diesel y la plataforma de tanques de gas L.P. Plataforma de despegue: Con capacidad de alojar helicópteros de hasta 10 m de largo, se encuentra ubicada en la azotea del primer nivel. III. ÁREA NO PERMEABLE Al interior del complejo hospitalario se construyeron dos vialidades interiores, una de ellas es la ubicada en la planta baja que conecta el acceso principal a las unidades de urgencias y de tococirugía. 58 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.1. PLANTA SÓTANO ESTACIONAMIENTO. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 59 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.2. PLANTA SEMISÓTANO. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 60 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.3. PLANTA BAJA. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 61 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.4. PLANTA PRIMER NIVEL. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 62 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.5. PLANTA SEGUNDO NIVEL. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 63 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n La segunda vialidad es la que conecta el acceso de servicio con el estacionamiento cubierto y las áreas de desechos sólidos, criogénico y combustibles. El área libre está constituida por áreas permeables y áreas no permeables, las vialidades internas, junto a la plaza de acceso principal y las estructuras complementarias conforman el área no permeable, que abarca una superficie de 4,612.70 m 2 . IV. ÁREA PERMEABLE El área permeable está formada por las áreas verdes y aquellas que por su construcción permitan la absorción del agua hacia el subsuelo. En este caso el área permeable ocupa 2,069.50 m 2 del predio, aparte de los jardines construidos, al área permeable se le agregan los cajones de estacionamiento no cubierto construidos de tal manera que permiten la absorción de agua pluvial. II.1.3 ANTEPROYECTO ARQUITECTÓNICO Una vez realizado el programa arquitectónico, el proyectista deberá elaborar el anteproyecto de acuerdo con los requisitos de elaboraciónmarcados en las Normas de Construcción del Gobierno del Distrito Federal que a continuación se señalan, mismo que deberá entregar a la Dirección General de Obras Públicas debidamente autorizado por la Secretaría de Salud y avalado por el proyectista y el D.R.O. Definición: El anteproyecto de edificación se define como el conjunto de elementos de representación y documentos que proporcionan una idea general y clara de lo que se pretende edificar, respondiendo a las condicionantes planteadas por el programa arquitectónico respectivo, por las características del terreno seleccionado, por el contexto en que se ubica y por las reglamentaciones a las que debe sujetarse. 64 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Elaboración del anteproyecto: El anteproyecto debe ser lo suficientemente claro y explícito de tal manera que permita la toma de decisiones para su ulterior desarrollo. Los elementos que integran el anteproyecto podrán ser variables de acuerdo al criterio del proyectista, siempre y cuando cumplan con las características mencionadas en él. Los elementos a los que se refiere este inciso serán de manera enunciativa, no limitativa. Son los siguientes: a). DIBUJOS: 1. Planta de localización Es un dibujo a escala sin acotaciones que señale la posición relativa del predio, marcando sus vialidades principales, sus colindancias y orientación. Deberá contener los datos de zona, colonia, y delegación, así como el uso que le corresponde. 2. Planta de conjunto Es un dibujo a escala y sin acotaciones que muestre los diferentes cuerpos o volúmenes con que contará la edificación que se proyecta. Mostrará también las áreas libres que proporciona indicando su destino, plazas, jardines, estacionamiento, etc., En este dibujo se marcarán sombras a 45° proporcionales a las alturas de los diferentes volúmenes que contemple el proyecto. Se deberá indicar también la orientación y en su caso los vientos dominantes. 3. Plantas arquitectónicas generales Serán dibujos a escala sin acotaciones que muestren la distribución interior de la organización y partes que integran el programa arquitectónico. Deberán dibujarse las plantas de todos los niveles, y todos los cuerpos en su caso, que conformen el anteproyecto. Estos dibujos deben mostrar el criterio estructural que se propone, el mobiliario y el equipamiento correspondiente a los locales más importantes, señalando el nombre de cada zona y local. 65 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 4. Cortes arquitectónicos generales Serán dibujos a escala sin acotaciones que muestren los diferentes niveles de los que consta la edificación y su posición respecto al terreno. Deberán mostrar el sistema constructivo propuesto, el paso de instalaciones especiales si las hubiese, plafones falsos, elementos de azotea como tanques, domos, manejadoras, etc. Estos cortes serán por las zonas y en el número que el proyectista juzgue conveniente para la mejor comprensión del proyecto. 5. Cortes arquitectónicos de detalle Serán dibujos a escala y sin acotaciones de partes específicas, que por su importancia dentro del anteproyecto requieran mayor explicación. Tanto estos cortes como los generales, mencionados en el párrafo anterior, deberán ser referidos a las plantas correspondientes. 6. Fachadas generales Serán dibujos a escala y sin acotaciones, que muestren con claridad las proporciones de la edificación, los macizos, los vanos y los materiales que se emplearán. Para acusar los diferentes relieves que puedan existir se trazarán sombras a 45° y se dibujarán los elementos que proporcionen referencia de la escala, como figuras humanas, árboles, etc., el número de estos dibujos serán los que el proyectista juzgue necesarios para explicar el proyecto. 7. Perspectivas Son dibujos que muestran el concepto plástico propuesto por el proyectista para la edificación que se proyecta. Si se trata de un conjunto se presentará una vista aérea y una vista a nivel de los ojos del espectador situado en el punto que el proyectista considere más importante. Se presentará también una vista del interior de la edificación. Esta última es indispensable en el caso de una remodelación. b). DOCUMENTOS: Se presentarán en hojas blancas tamaño carta, escritas y marcadas claramente. 1. Memoria descriptiva: Es un escrito impreso y en archivo magnético que explica el anteproyecto que se está presentando, en su concepto general la descripción de las distintas partes que lo integran, su funcionalidad, sus áreas generales construidas y no construidas, el sistema constructivo que se plantea, los materiales de construcción que emplearán, el criterio de instalaciones hidráulicas, sanitarias, eléctricas y especiales. 66 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Lo anterior es aplicable a los anteproyectos de obra nueva, ampliación y remodelación. 2. Análisis de alternativas: Será un conjunto de hojas en el que aparezcan, en forma de croquis, los análisis realizados por el proyectista para llegar a la solución que entrega. 3. Información básica: Para realizar un anteproyecto se requiere inicialmente de información básica que debe ser proporcionada al o a los proyectistas por el cliente. En caso contrario esta información debe de ser elaborada como estudios especiales por el proyectista o por especialistas idóneos, la información básica a la que se refiere este párrafo es la siguiente: a) Datos del terreno: Ubicación, vialidades que lo afectan y su orientación, planos de levantamiento topográfico, planos de secciones del terreno y ubicación del banco de nivel de referencia, resistencia y conformación del subsuelo, de ser el caso un estudio de mecánica de suelos. b) Programa arquitectónico: Debe mencionar todos los locales de los que debe constar la edificación que se va a proyectar, indicando su destino, capacidad, área aproximada, equipamiento y características especiales. c) Organigramas: Debe mostrar con claridad las relaciones y jerarquías que existen entre los diferentes componentes del programa arquitectónico. d) Diagramas de flujo: Deben mostrar claramente las diferentes circulaciones que se pretende lograr dentro de la edificación a proyectar, por ejemplo movimiento de público, de personal, abastecimiento, etc. e) Indicaciones particulares especiales: Debe mencionarse, si es el caso, el énfasis en el criterio general del proyecto en algunas partes que lo integran como sugerencia del cliente pero de ninguna manera limitativa para el proyecto. 4. Cuantificación preliminar de áreas: Será un escrito en el cual se señalen las superficies construidas por nivel, por edificio y total. Así mismos la superficie destinada a área libre y su destino correspondiente. a) Cuantificación de áreas por nivel NIVEL SUPERFICIE (m 2 ) % Planta semisótano 1, 925.00 22.07 Planta baja 3, 317.80 38.03 Planta primer nivel 1, 765.70 20.24 Planta segundo nivel 1, 765.25 19.66 8, 723.75 100 Sótano 1, 632.00 TOTAL 10, 355.75 67 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n b) Cuantificación de áreas por servicio. UBICACIÓN No SERVICIO SUPERFICIES SUBTOTALES SEMISÓTANO 1,925.00 m 2 1 Casa de máquinas 228.50 m 2 2 Anatomía patológica 163.73 m 2 3 Lavandería 85.54 m 2 4 Mantenimiento 89.11 m 2 5 Intendencia 53.70 m 2 6 Baños y vestidores 115.59 m 2 7 Comedor 56.12 m 2 8 Cocina 127.79 m 2 9 Almacén 96.68 m 2 10 Enseñanza 169.60 m 2 11 Gobierno 250.50 m 2 12 Sanitarios personal H y M 22.39 m 2 13 Conmutador18.55 m 2 14 Circulaciones generales 447.20 m 2 PLANTA BAJA 3,317.80 m 2 1 Urgencias 296.51 m 2 2 Inhaloterapia 46.32 m 2 3 Admisión hospitalaria 182.60 m 2 4 Observación pediátrica 59.80 m 2 5 Observación adultos 128.58 m 2 6 Tococirugía 565.83 m 2 7 C.E.Y E. 136.42 m 2 8 Cirugía 506.39 m 2 9 Imagenología 406.86 m 2 10 Cuidados intensivos adultos 233.41 m 2 11 Archivo clínico 83.99 m 2 12 Farmacia 123.37 m 2 13 Sanitarios públicos 31.30 m 2 14 Circulaciones generales 516.42 m 2 PRIMER NIVEL 1,765.70 m 2 1 Hospitalización Gineco-Obstetricia 452.10 m 2 2 Hospitalización pediatría 206.09 m 2 68 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 3 Cuidados intensivos neonatales 149.35 m 2 4 Residencia médica 38.24 m 2 5 Medicina trasfunsional 164.77 m 2 6 Laboratorio clínico 218.68 m 2 7 Consulta externa 175.99 m 2 8 Sanitarios públicos 36.98 m 2 9 Circulaciones generales 323.50 m 2 SEGUNDO NIVEL 1,715.25 m 2 1 Hospitalización cirugía 475.10 m 2 2 Hospitalización medicina interna 294.96 m 2 3 Residencia médica 38.24 m 2 4 Consulta externa 571.43 m 2 5 Electrodiagnóstico 53.59 m 2 6 Sanitarios públicos 40.28 m 2 7 Circulaciones generales 241.65 m 2 SÓTANO 1 Estacionamiento cubierto 1,632.00 m 2 TOTALES 10, 335.75 m 2 c) Área libre. El área libre de construcciones que presenta el proyecto (6,682.20 m 2 ) se encuentra considerada por: SERVICIO SUPERFICIE (m 2 ) Área de Estacionamiento 3, 453.00 Arroyo vehicular 2, 140.00 Cajones 1, 313.00 Plazas y andadores 2,472.70 Áreas verdes 756.50 TOTAL 6, 682.20 69 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.2 PROYECTO ARQUITECTÓNICO: INTEGRACIÓN DE PROYECTO EJECUTIVO II.2.1 PROYECTO ARQUITECTÓNICO Una vez que el proyectista obtuvo la autorización del anteproyecto por la Secretaría de Salud a través de la D.G.O.P., éste procederá al desarrollo del Proyecto Ejecutivo. Para lo cual deberá tomar en consideración los requisitos de elaboración marcados en las Normas de Construcción del Gobierno del Distrito Federal; así como el Reglamento de Construcciones de esta misma entidad, las Normas de COFEPRIS y demás aplicables. El proyectista deberá entregar a la Dirección General de Obras Públicas, el Proyecto arquitectónico (planos y documentos), debidamente avalados por un director responsable de obra y los corresponsables. Definición: Es el conjunto de planos y documentos que desarrollan a profundidad el anteproyecto previamente aprobado proporcionando toda la información arquitectónica necesaria para que pueda realizarse óptimamente la edificación proyectada. Requisitos de elaboración: Con base en el anteproyecto aprobado previamente, el proyecto arquitectónico de edificación deberá proporcionar la mayor información posible en el menor número de planos y documentos. Deberá elaborarse un catálogo que indique el número, clave y contenido de cada uno de los planos que integran el proyecto arquitectónico, así como los escritos que lo complementan. Se deberán realizar las revisiones necesarias con personal de las subdirecciones de proyectos e ingeniería de la Dirección General de Obras Públicas. Así como con el personal asignado por parte de la Secretaría de Salud, institución usuaria. Dichas revisiones se coordinarán mediante la intervención de la Dirección de Construcción de Edificios. 70 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Es importante mencionar que el proyectista deberá obtener la aprobación del proyecto arquitectónico por parte de la Institución usuaria, ya que ésta debe dar el visto bueno a los acabados, texturas, colores y demás especificaciones que contempla el proyecto. De manera enunciativa y no limitativa, los planos y documentos que integran el proyecto arquitectónico, salvo que la dependencia no indique otra cosa en su compromiso contractual con el proyectista, serán los siguientes: Planta de localización Planta de conjunto Planta de Trazo Plantas arquitectónicas generales Plantas de azoteas Plantas arquitectónicas amuebladas Plantas de plafones Plantas de pisos Fachadas generales Fachadas interiores Cortes generales Cortes por fachada Planos de detalle Planos de guias mecanicas Planos de salidas eléctricas Planos de albañilería Planos de acabados Planos de carpintería Planos de jardinería Planos de localización regional 71 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Memoria descriptiva: Describe las características generales de la edificación proyectada, los elementos de que consta y el sistema constructivo empleado, menciona con claridad la superficie construida en cada nivel y la total. Nota: Estos planos se presentan con el contenido y la escala especificada para cada uno en las normas de construcción del Distrito Federal. II.2.2 INTEGRACIÓN DEL PROYECTO EJECUTIVO Una vez que el proyecto arquitectónico es avalado por el cliente, el proyectista tiene luz verde para desarrollar el grueso del proyecto ejecutivo, el cual está formado por los siguientes elementos: Levantamiento topográfico Levantamiento del estado actual de las construcciones existentes, con especificaciones de construcción (en su caso) Anteproyecto arquitectónico Proyecto arquitectónico Estudio de mecánica de suelos Proyecto estructural Proyecto de instalación hidrosanitaria y pluvial Proyecto de precalentamiento de agua utilizando energía solar Proyecto de planta de tratamiento de aguas residuales Proyecto de instalación eléctrica. Incluyendo el sistema de pararrayos Proyecto de instalación de gas L.P. Proyecto de instalación de gases medicinales. Proyecto instalación de aire acondicionado. Proyecto de instalación telefonía, intercomunicaciones y sonido. Proyecto de comunicaciones y cómputo. Proyecto de instalación de sistema contra incendio. Proyecto de banquetas perimetrales y reposición de carpetas asfálticas 72 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Proyecto de señalización exterior para facilitar las vialidades a la Unidad de salud. Proyecto de precalentamiento de agua con energía solar Estudio de impacto ambiental. Estudio de impacto urbano. Trámites y pago de derechos. II.2.3 MODALIDAD FAST TRACK La necesidad de contar con un proyecto construido en un tiempo cada vez más reducido ha hecho que se recurra a esta modalidad conocida como un método de aplicación donde las fases de construcción y diseño se superponen para acelerar la finalización de un proyecto. Fast Track o Vía Rápida significa que el proyecto se va desarrollando cuando la obra está empezando, es decir, va unos pasos más adelantado que la obra, generalmente primero se hace el proyecto ejecutivo y una vez concluido se inicia la obra o el proyecto, en el caso de ingeniería civil siempre arranca primero el proyecto arquitectónico, luego las demás disciplinas, el Fast Track es no esperar hasta tener concluido el proyecto arquitectónico para iniciar con las demás especialidades. La clave del Fast Track es hacer un diseño básico inicial con las líneas maestras y desarrollar los detalles de la obra en paquetes sucesivos: cimentación, estructura, arquitectura y acabados finales, quese van licitando uno a uno, de manera que mientras en obra se desarrolla una fase, en gabinete se está gestando la siguiente. La ventaja de este sistema es doble: por un lado, se anticipa el inicio de las obras, ya que no hay que esperar a tener todo el proyecto redactado para empezar a levantar el edificio y, por otro, se reduce el coste final, ya que el proyecto y la obra avanzan al mismo ritmo y se hacen menos modificaciones de obra, y por tanto, presupuestarias. 73 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.3 EL SITIO DE LA OBRA II.3.1 DESCRIPCIÓN DEL PREDIO El predio selecto para la obra, denominado “La Piñanona” se ubica sobre la calle de encinos entre las calles de Hortensias y Piñanona, en la Colonia 4ª sección de Ampliación Miguel Hidalgo en la Delegación Tlalpan al Sur de la Ciudad de México. Colinda al oriente con una unidad habitacional compuesta por edificios de cuatro niveles, Al norte colinda con viviendas unifamiliares, al Poniente colinda con un terreno de similares características topográficas donde se encuentran edificadas casas de un nivel y ambos predios son divididos por un muro de mampostería fiel al declive topográfico de ambos terrenos con altura variable complementado con malla ciclónica. Al sur el predio colinda directamente con la calle Hortensias, se encontraba delimitado por un muro de mampostería de altura máxima de 1.20 m y complementado con malla ciclónica. El predio donde fue edificado el Hospital General Ajusco Medio dio servicio como campamento de Obras Viales de la delegación Tlalpan, contaba con estructuras de materiales diversos, entre ellos, casetas de mampostería que servían como almacenes de material y vivienda para los trabajadores al servicio del campamento, también contaba con 2 módulos de sanitarios construidos con muros de mampostería y losa maciza de concreto armado. El predio de 10,000 m 2 , constituido en terrazas a desnivel con pendiente inferior en relación al nivel de la calle Encinos, que constituyo y constituye actualmente el acceso principal a éste. Para salvar el desnivel máximo (11 m aproximadamente) entre las dos terrazas más importantes del predio estaba construida una carpeta asfáltica que conectaba el acceso vehicular ubicado en la esquina suroriente con las diversas aéreas del campamento en la 74 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n terraza inferior, que eran en general estacionamiento para vehículos, almacenes cerrados de material y equipo, un sitio a cielo abierto para confinamiento de agregados pétreos a granel y las oficinas centrales del campamento ubicadas en la terraza superior del predio, estas últimas construidas con multy panel desplantadas sobre una plancha de concreto armado que a su vez servía como estacionamiento. A su vez el otrora campamento de Obras Viales contaba con una cisterna de concreto armado, fosa séptica para las descargas sanitarias, toma municipal de agua potable y acometida eléctrica. Respecto a sus colindancias no contaba con bardas propias salvo la principal en el lindero sur. Al sur de la calle de Encinos se encuentra, frente al predio de “La Piñanona” la Planta de Transferencia de Residuos Sólidos Tlalpan (Figura II.6), generando preocupación sobre el posible riesgo sanitario que implicaría a futuro esta instalación sobre el nuevo hospital. El Gobierno del Distrito Federal adoptó la tecnología de estaciones de transferencia cerradas, con la finalidad de controlar los efectos ambientales adversos, tales como ruido, polvo, fauna nociva, microorganismos y malos olores; así como reducir el impacto y deterioro del entorno urbano a la estación de transferencia. Por la orientación que existe entre el predio y la Estación de Transferencia, la probabilidad de que en condiciones ordinarias el viento arrastre partículas suspendidas y que confluyan sobre el predio es poco posible, según el dictamen emitido por la Dirección General de Obras Públicas. De la misma manera, el contacto que pudiera existir en el alcantarillado de ambas partes no es posible, pues el relieve del suelo y el desnivel entre uno y otro por gravedad, fluiría en sentidos diferentes, así mismo la red de agua potable que se instale en la construcción programada no tendrá posibilidad alguna de contaminación por contacto ya que serían independientes. 75 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Dado que las plantas de transferencia son un aporte de la ingeniería para el abatimiento de los impactos producidos por la generación de desechos sólidos, estas instalaciones son cerradas con paredes acústicas y sistemas hidroneumáticos para el lavado y riego, así como con equipos de control de calidad ambiental interior. La construcción de una planta de transferencia está diseñada tomando en cuenta criterios ecológicos para el control de ruido, polvos y partículas suspendidas. Una planta de transferencia es un punto intermedio entre los procesos de recolección y disposición final de desechos sólidos, por lo tanto no almacena ningún tipo de material de desperdicio. Una vez que el predio fue seleccionado para la construcción del hospital y se iniciaron los trámites de asignación del predio propiedad del Gobierno del Distrito Federal a la Secretaria de Salud el predio debía ser desocupado para en consecuencia ser resguardado por la Secretaria de Obras y Servicios a través de su Dirección General de Obras Públicas, dependencia encargada de la construcción del hospital. Figura II.6. UBICACIÓN DE LA ESTACIÓN DE TRANSFERENCIA TLALPAN RESPECTO AL PREDIO “LA PIÑANONA”. Imagen tomada del libro “OBRAS PÚBLICAS PARA LA CIUDAD DE MEXICO 1988.1994” y modificada por el autor. 76 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.3.2 GEOLOGÍA Desde el punto de vista geológico el Hospital General Ajusco Medio se localiza en un abanico volcánico al sur-poniente de la cuenca de México en la sierra del volcán Chichinautzin. La sierra del Ajusco-Chichinauhtzin es una cadena montañosa localizada entre las delegaciones de Tlalpan, Xochimilco, Tlahuac y Milpa Alta en el sur del Distrito Federal y los municipios de Huitzilac, Tepoztlán y Tlalnepantla en Morelos. Está conformada por más de cien conos volcánicos entre los que destacan: el volcán Tláloc (3,690 m), Chichinauhtzin (3,430 m), Xitle (3,100 m), el Cerro Pelado (3,600 m) y el Cuauhtzin (3,510 m). Su máxima altura se encuentra en el pico Cruz del Marqués en el volcán Ajusco (3,937 m). Esta cadena forma el límite sur del Distrito Federal, separando el Valle de México del Valle de Cuernavaca. Emergió durante el periodo cuaternario con una intensa actividad volcánica que cerró la cuenca lacustre de México, privándola de su único drenaje natural hacia la cuenca del río Balsas. La sierra del Ajusco forma parte de la subprovincia geológica de los lagos y volcanes del Anáhuac, localizada dentro del Eje Neovolcánico. Figura II.7. VISTA PANORÁMICA DEL VOLCÁN AJUSCO. Imagen adquirida por el autor. 77 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE ACUERDO AL R.C.D.F. De acuerdo con la zonificación geotécnica propuesta en las Normas Técnicas Complementarias para la construcción de cimentaciones del Reglamento de construcciones del Distrito Federal, el sitio se ubica en la zona de LOMAS (Figura 2.8). En esta zona particularmente se encuentran formaciones de roca volcánica y escoria. Es frecuente la presencia de oquedades en rocas, cavernas y túneles excavados en suelos para explotar minas de arena y rellenos no controlados. CONDICIÓN SÍSMICA De acuerdo con el Artículo 174 del Reglamento de construcciones delDistrito Federal, las construcciones se dividen en dos grupos y dos subgrupos, dicha clasificación es la siguiente: Grupo A: Son aquellas construcciones cuya falla estructural ocasionaría una gran pérdida humana, económica y cultural, también se encuentran agrupadas en esta clasificación las estructuras que contengan sustancias peligrosas o explosivas, también se contemplan las construcciones que tengan que mantenerse en servicio ante una emergencia urbana, es decir, hospitales, escuelas, salas de espectáculos, estaciones de energía y combustible, plantas de bombeo y todas aquellas que juzgue conveniente la autoridad. Figura: II.8. ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA SEGÚN EL RCDF. Reglamento de Construcciones para el Distrito federal 2004 78 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Grupo B: Construcciones comunes destinadas a vivienda, oficinas, hoteles, locales comerciales, etc. Subgrupo B1: Se consideran dentro de este apartado construcciones de más de 30 metros de altura o mas de 6000 m 2 de construcción levantadas en las Zonas I y II, o aquellas estructuras de más de 15 m de altura o 3000 m 2 construidos dentro de la Zona III. Subgrupo B2: Las demás de este grupo. De igual manera el Reglamento de construcciones del Distrito Federal dentro de sus Normas Técnicas Complementarias para el Diseño por Sismo, marca la zonificación del territorio y establece los parámetros de diseño que se mencionan en la siguiente tabla. Puede observarse en la Figura II.8 que el sitio de proyecto se encuentra en la zona I para ambos casos, y atendiendo a la clasificación de las construcciones del R.C.D.F., se entiende que la estructura que nos ocupa en el presente trabajo es del Grupo A, por lo tanto siguiendo las N.T.C. de diseño por sismo los parámetros correspondientes enumerados en la tabla anterior fueron incrementados en un 50%. Tabla #8. PARÁMETROS DE DISEÑO POR SISMO SEGÚN LAS NTC DE DISEÑO POR SISMO Fuente Normas Técnicas Complementarias para diseño por sismo 79 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El diseño de la estructura del Hospital General Ajusco Medio fue diseñado respecto al método de análisis modal enunciado en las Normas Técnicas Complementarias para el diseño por sismo, tomando en cuenta lo siguiente: Coeficiente sísmico (c) Zona I 1.6 Factor de comportamiento sísmico (Q) 2 Estructura irregular Según el Reglamento de Construcciones: Se usará Q=2 cuando la resistencia es suministrada por elementos de concreto prefabricado o presforzado como es el caso de la estructura que nos ocupa. El R.C.D.F., en las N.T.C. de diseño por sismo, en su inciso 6.2 establecen los requisitos de regularidad de las estructuras, en este caso la geometría de la estructura no cumple con estos requisitos, por lo cual es considerada irregular. II.4 MECÁNICA DE SUELOS Los trabajos de mecánica de suelos se hicieron en las siguientes etapas: 1. TRABAJOS DE CAMPO a. Inspección visual b. Ubicación y realización de sondeos profundos c. Realización de pozos a cielo abierto d. Sondeos con cono dinámico PANDA e. Sondeos de avance controlado 2. TRABAJOS DE LABORATORIO a) Clasificación visual y al tacto de las muestras b) Contenido de agua c) Granulometría d) Pruebas de compresión triaxial 80 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Los trabajos de campo se iniciaron con el reconocimiento del predio y sus colindancias donde se observaron las condiciones de las estructuras vecinas y de las cimentaciones de las estructuras existentes en el predio. Con el objetivo de identificar los diferentes estratos del subsuelo del predio electo para la construcción del nuevo hospital, así como las propiedades mecánicas de los materiales que los conforman, se realizó un programa de exploración y muestreo que consistió en la ejecución de siete sondeos mixtos (Figura II.9) a 19 metros de profundidad máxima. Para los sondeos mixtos se intercalaron la técnica de SPT (Standard Penetration Test) con la obtención de núcleos de roca con barril NXL. También se realizaron tres pozos a cielo abierto de 1.3 metros de profundidad máxima. Equipo utilizado en esta etapa: Equipo de exploración geotécnica “MOBIL DRILL 16” Muestreadores para estándar para suelo “SHELBY” Muestreadores para roca, BARRIL de diámetro NX Penetrómetro manual “PANDA” Equipo de exploración geotécnica “LONGYEAR 34” Broca Tricónica de 2 15/16” SONDEOS MIXTOS SPT Y ROTATORIO El SPT (Standard Penetration Test) es un método muy usado en las exploraciones de los suelos que permite determinar las características, espesor y estratificación de los materiales que se encuentran en el subsuelo, así como también permite conocer la resistencia a la penetración en función al número de golpes de los diferentes estratos que conforman el subsuelo a diversas profundidades. Una vez que en la perforación del sondeo se ha alcanzado la profundidad a la que se ha de realizar la prueba es necesario mantener limpio el fondo del sondeo, se desciende el muestreador SPT unido a las barras de perforación hasta apoyar suavemente en el fondo. 81 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.9. UBICACIÓN DE SONDEOS PROFUNDOS. Imagen tomada del proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 82 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Realizada esta operación se eleva repetidamente con una frecuencia constante, dejándolo caer libremente sobre una sufridera que se coloca en la zona superior del varillaje. El equipo de SPT consta de un trípode con polea doble por el que se hace pasar un mecate, cuya finalidad es levantar el martinete junto con la tubería de perforación y el muestreador, (Figura II.10) con el objeto de introducirlo en el subsuelo con el impacto de la caída del martinete hasta una profundidad deseada para realizar un avance hasta una profundidad requerida y recuperar las muestras de suelo. Este procedimiento es entre todos los exploratorios preliminares quizá el que rinde mejores resultados en la práctica y proporciona más útil información en torno al subsuelo. Cuando un sondeo alcanza una capa de roca más o menos firme o cuando en el curso de la perforación el muestreador topa con un bloque grande de naturaleza rocosa, no es posible lograr penetración con el método descrito anteriormente y se recurre a elementos rotatorios con broca de diamante para avanzar la exploración en el lecho rocoso. Para la exploración en la roca en el extremo de la tubería de perforación va colocado un muestreador capaz de extraer un corazón de la roca en cuestión, en el extremo de este muestreador se acopla una broca de acero duro con incrustaciones de diamante industrial que facilita la perforación (Figura II.11). Figura II.10. MUESTREADOR ESTÁNDAR UTILIZADO EN LA EXPLORACIÓN SPT. Imagen tomada del libro “Mecánica de Suelos” Volumen I de Juárez Badillo y Rico Rodríguez Limusa Noriega Editores (2005). 83 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n La colocación de los diamantes en las brocas depende del tipo de roca a atacar, ya que según la dureza de la roca será necesario el uso de herramientas con diamante tanto exterior como interior, o bien el uso de inserciones de carburo de tungsteno o bastará con brocas de acero duro con diente de sierra. Las velocidades de rotación son variables de acuerdo con el tipo de roca a atacar. En todos los casos a causa del calor desarrollado por la operación de muestreo, se hace necesaria la inyección de agua fría de modo continuo por una bomba situada en la superficie. Tambiénse hace necesario ejercer presión sobre la broca a fin de facilitar su penetración. De acuerdo a lo anterior se concluye que el éxito de una maniobra de perforación rotatoria depende fundamentalmente de esos tres factores: Velocidad de rotación Presión de agua Presión sobre la broca Figura II.11. MUESTREADOR CON BROCA DE DIAMANTE PARA EXPLORACIÓN EN ROCA. Imagen tomada del libro “Mecánica de Suelos” Volumen I de Juárez Badillo y Rico Rodríguez Limusa Noriega Editores (2005). 84 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El equipo mencionado Mobil Drill, (Figura II.12) es un equipo dotado de un poderoso motor a diesel montado en la plataforma de un camión. Este motor da movimiento giratorio a un eje vertical situado frente al motor en la parte posterior de la plataforma, el motor cuenta con la potencia necesaria para que el eje guíe la tubería y se logre así la perforación de avance en el sondeo y de ser necesario perforar la roca. El equipo Mobil Drill cuenta en la parte posterior de la plataforma del camión con una torre de acero dotada con una polea y un malacate, componentes del equipo necesario para el SPT, es decir, este equipo es capaz de realizar las dos etapas de los sondeos mixtos que son el caso que nos ocupa para el hospital. El modo de operación del Mobil Drill es posicionarse sobre el punto donde se ha de hacer la exploración, el camión que lo transporta cuenta con gatos hidráulicos que le dan soporte y firmeza durante la operación de muestreo y exploración geotécnica, según sea el caso el cambio de modalidad, ya sea perforación o SPT, el cambio es muy rápido. El vehículo portador de este equipo cuenta en su carrocería con compartimentos para llevar al sitio de los trabajos toda la herramienta y equipo necesario para la exploración. Figura II.12. EQUIPO MOBIL DRILL 16 DURANTE LA EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA EN EL PREDIO DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO. Imagen adquirida por el autor. 85 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Las muestras obtenidas mediante los procesos descritos anteriormente fueron, como es debido, envasada y clasificadas según el número de sondeo correspondiente y la profundidad a la que fueron obtenidas. Al tiempo que se realizaba la clasificación de las muestras se llevaba el registro de campo para contar con la información completa para el laboratorio. POZOS A CIELO ABIERTO A la par de los sondeos mixtos fueron realizados los tres pozos a cielo abierto, de ellos se obtuvo información sobre el subsuelo del predio (Figura II.13), su profundidad no fue más allá de 110 cm ya que a esa profundidad se encontró el lecho rocoso. Un dato revelado en estos pozos a cielo abierto y durante el movimiento de tierras fue la gran cantidad de relleno a volteo sobre el predio para la conformación de las plataformas para desplante de las estructuras allí construidas, se observó que este relleno estaba conformado de forma heterogénea por escombro producto de la construcción, material de banco (tepetate) llevado a ese sitio para compactación de las plataformas y en algunos casos basura. Los resultados de Sondeos Mixtos y P.C.A. se enuncian en la siguiente tabla: Sondeo Profundidad (m) Muestras SM 1 10.20 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 2 13.75 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 3 12.65 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 4 12.60 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 5 12.30 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 6 10.55 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA SM 7 18.25 NÚCLEOS DE ROCA BASÁLTICA Y ESCORIA VOLCÁNICA Figura: II.13. REALIZACIÓN DE POZO A CIELO ABIERTO. Imagen adquirida por el autor 86 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n PCA 1 1.15 ALTERADA PCA 2 1.10 ALTERADA PCA 3 0.80 ------------- ESTRATIGRAFÍA (Figuras de la II.14 a la II.16). De acuerdo con la exploración geotécnica realizada en el sitio se encontraron las siguientes unidades estratigráficas correspondiendo a intercalaciones de escoria volcánica y roca basáltica. 1. Escoria volcánica color rojizo: Inicialmente se presenta escoria volcánica de color rojizo con raíces y fragmentos de boleos de color gris oscuro con un número de golpes a la penetración estándar variable entre NSPT=10 y 25 golpes hasta la profundidad de 2.50 m aproximadamente en los sondeos 2, 3, 4 y 7. 2. Basalto fracturado con vesículas color gris oscuro: Subyaciendo a la unidad 1 de escoria volcánica se presenta una roca de origen volcánico, basalto de color gris oscuro con vesículas, presentándose un RQD (índice de calidad de roca) en la parte sur entre 20 y 86%. Se encuentra hasta la profundidad de 4.1 m. 3. Escoria Volcánica color rojizo-gris oscuro: Este estrato está compuesto por escoria volcánica (tezontle) de color rojizo a gris oscuro con un número de golpes a la penetración estándar variable entre NSPT= 9 y 13 golpes, se presenta hasta la profundidad de 5.2 a 9.8 m apropiadamente, se localiza en los sondeos 2, 3, 4, 6 y 7 en la parte alta del predio. 4. Basalto fracturado con vesículas de color gris claro: Subyaciendo a la unidad anterior se presenta un aroca basáltica de color gris claro, presentándose un RQD entre 0 y 45%. 5. Escoria volcánica color gris oscuro: Este estrato está compuesto por escoria volcánica de color gris oscuro, con un número de golpes a la penetración estándar variable entre NSPT= 11 y 40 y se presenta hasta la profundidad de 10.9 a 17.5 m aproximadamente. 6. Basalto color gris oscuro con vesículas: Subyaciendo a la unidad de arcilla color rojizo se presenta una roca calcárea de color gris claro presentándose un RQD entre 0 y 25%. 87 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 7. Escoria volcánica color rojizo-gris oscuro: Este estrato está compuesto por escoria volcánica color rojizo a gris oscuro con un número de golpes a la penetración estándar variable entre NSPT= 10 y 15, y se presenta hasta la profundidad de 7 m aproximadamente, se localiza en los sondeos 1 y 5 en la parte alta del predio. Durante la exploración no se detecto el nivel de aguas freáticas (NAF). Figura II.14. FRAGMENTOS DE ROCA BASÁLTICA PRESENTE EN EL PREDIO. Figura II.15. FRAGMENTOS DE LAS ESCORIAS VOLCÁNICAS PRESENTES EN EL PREDIO. Figura II.16. SE OBSERVAN INTERCALACIONES DE ESCORIA VOLCÁNICA Y ROCA BASÁLTICA EN ESTADO NATURAL ANTES DE INICIAR LA OBRA. Imagen adquirida por el autor en el predio “La Piñanona” Imágenes adquiridas por el autor de fragmentos de roca recuperados en obra. 88 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n SONDEOS CON CONO DINÁMICO PANDA Se realizó una campaña de exploración geotécnica mediante sondeos de cono dinámico PANDA (Penetrometre Autonome Numerique Dynamique Assiste) en diferentes zonas del predio para la evaluación de la calidad y espesores de rellenos superficiales presentes en el sito para su retiro y colocación de material sano procedente de banco para alcanzar niveles de proyecto. (Figura II.17). El ensayo consiste en hincar a golpes de martillo una punta de 2 cm 2 de área conectada a un tren de barras de acero. El equipo está instrumentado por lo que es posible registrar la energía de cada impacto midiendo la velocidad del golpe de martillo de masa conocida y la penetración de la punta correspondiente los datos se almacenan automáticamente en una computadora portátil y se obtienen perfiles de resistencia de punta con la profundidad, la cual se puede correlacionar con la compactación yresistencia del material sondeado (Figura II.18). Figura II.18. FUNCIONAMIENTO DEL CONO DINÁMICO PANDA. Imagen recuperada en el sitio www.google.com el 15 de febrero de 2010 Figura II.17. CONO DINÁMICO PANDA. Imagen recuperada en el sitio www.google.com el 15 de febrero de 2010 89 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n SONDEO UBICACIÓN PROFUNDIDAD (m) Plataforma nor-poniente 1 0.2 2 0.25 3 0.3 4 1.3 5 0.8 6 0.15 7 0.3 8 0.25 9 0.35 Zona irregular oriente 1 3.2 2 0.8 3 1.6 4 1.75 5 1.75 6 0.8 7 0.65 Plataforma sur- oriente 1 0.45 2 2.70 3 0.85 4 1.7 Plataforma sur poniente 1 1.0 2 1.4 3 1.35 SONDEOS DE AVANCE CONTROLADO. SONDEOS DE AVANCE CONTROLADO Estos trabajos se realizaron una vez que fueron retirados los rellenos superficiales y fue realizado el trazo topográfico de la estructura, ya que el estudio de esta etapa, cuyo objetivo fue verificar la profundidad de contacto con la roca sana y el espesor de ésta, se hizo sobre los cruces de los ejes de trazo donde se ubicaron los elementos de cimentación. Las etapas del movimiento de tierras, la cimentación y estructura de este hospital se tratarán en los incisos subsecuentes de este apartado. Nota: la ubicación de las plataformas sondeadas se muestra en el plano de la Figura II.21 en el inciso II.5. 90 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Los trabajos en esta etapa se iniciaron con la ubicación topográfica de cada uno de los apoyos de la superestructura, donde se construyeron finalmente los elementos de cimentación, los sondeos se realizaron con un equipo LONGYEAR 34 montado sobre patines (Figura II.19). El tipo de sondeo realizado fue el de Avance controlado, con broca ticónica de carburo de tungsteno el cual consiste en llevar registros continuos del tiempo necesario para perforar 10 cm, donde se observa que los tiempos para perforación en la escoria volcánica son del orden de 3 a 15 segundos, mientras que para la perforación en estratos de roca sana los tiempos oscilan en 45 a 140 segundos para 10 cm de avance. Derivado de los trabajos de campo se observo la variación de la profundidad del estrato resistente de roca basáltica del predio así como su espesor correspondiente. La profundidad desde el nivel de terreno natural varía entre 1.7 y 7.0 m. En la siguiente tabla se muestran los resultados de 14 sondeos de avance controlado donde se puede observar lo anteriormente descrito. Sondeo Ubicación de exploración Profundidad de exploración Profundidad al estrato de roca resistente 1 1-A 3.0 1.7 2 1-B 6.3 5.4 3 2-A 3.2 2.1 4 2-B 7.9 6.4 5 3-A 6.3 5.4 6 3-B 4.0 2.9 7 4-A 10.9 5.9 8 5-A 5.3 4.5 9 4-B 5.2 4.3 Figura: II.19. ESQUEMA DE SONDEO DE AVANCE CONTROLADO. Imagen tomada del libro “Mecánica de Suelos Volumen I de Juárez Badillo y Rico Rodríguez Limusa Noriega Editores (2005). 91 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 10 4-C 4.0 3.1 11 4-D 5.4 4.4 12 5-B 4.1 3.3 13 5-C 12.0 7.0 14 5-D 4.3 0.30 TRABAJOS DE LABORATORIO El primer paso para conocer las características de la masa de suelo es su identificación visual y al tacto para proceder a colocar la muestra dentro de un sistema previo de clasificación; el más común es el SUCS. Para suelos gruesos, que son los que predominan en el predio electo para este proyecto, es posible identificarlos visualmente en su forma, tamaño de partículas y en algún momento su composición mineralógica..., para hacer todo esto es fundamental la experiencia del personal en mecánica de suelos. Para suelos finos, el criterio de identificación está basado en su color, olor, tenacidad, dilatancia y resistencia en estado seco. Granulometría: Para una clasificación precisa de un suelo se aplica la granulometría de éste para saber su composición y poder identificarlo según el sistema de clasificación, la granulometría se define como la distribución de los diferentes tamaños de las partículas de un suelo, expresado como un porcentaje en relación con el peso total de la muestra seca; la granulometría puede mostrar un panorama de la composición en muestras de suelo grueso. Contenido de agua: Se conoce como contenido de agua o humedad de un suelo, la relación entre el peso de agua contenida en el mismo y su fase sólida, suele expresarse en porcentaje variando teóricamente entre 0% hasta ∞. El contenido de humedad está considerado como una de las relaciones más importantes para conocer las propiedades mecánicas de los suelos a analizar. 92 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Ensayo de compresión triaxial: Son las pruebas que más se utilizan en la actualidad para determinar los parámetros de resistencia al corte de los suelos. Teóricamente se podrían variar las presiones actuantes en tres direcciones ortogonales sobre el espécimen de suelo. En busca de mayor sencillez, los esfuerzos en dos de las direcciones son iguales. Para el caso que nos ocupa se utilizó el ensayo de compresión triaxial tipo UU o ensayo rápido (no consolidado no drenado). Durante la ejecución de este ensayo no se permite la consolidación de la muestra. La válvula B (Figura II.20) permanece cerrada durante todo el ensayo, tanto en la etapa de consolidación durante la aplicación del esfuerzo principal menor, como en la etapa de carga. Se hacen tres círculos con diferentes valores del esfuerzo principal menor, siempre procurando que en cada ensayo se duplique la presión de cámara inmediatamente anterior, con estos tres círculos se traza la envolvente Mohr-Coulomb. El proceso de ensayo es muy simple: en primer lugar se aplica la presión de cámara con las válvulas cerradas y rápidamente se aplica la carga axial. La desventaja de este tipo de triaxial es que no se pueden determinar los esfuerzos efectivos ya que al hacerse rápidamente y no permitirse el drenaje, el incremento de esfuerzo es asumido por el agua. La única forma de obtener parámetros efectivos con este ensayo es garantizando que la muestra en ensayo esté completamente saturada. RESULTADOS: En la siguiente tabla se indican los valores de las propiedades mecánicas asignadas a cada una de las unidades estratigráficas dependiendo del número de golpes a la penetración estándar, el comportamiento del material, así como de los resultados de laboratorio: Estrato Descripción Peso volumétrico húmedo γ (t/m 3 ) Ángulo de fricción interna Θ Módulo de elasticidad E (t/m 2 ) 1 Escoria volcánica 1.5 32° 838 93 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 2 Roca basáltica 2.6 36° 346,070 4 Roca basáltica 2.8 38° 278,802 6 Roca basáltica 2.8 37° 447,383 Respecto a los estratos 2,4 y 6 se determinó un RQD (Rock Quality Designation) promedio de RQD= 0.25; 25%. De igual manera se determinó la resistencia a la compresión simple de estos estratos oscilando entre 250 y 1,100 kg/cm 2 . Figura: II.20. EQUIPO DE PRUEBA TRIAXIAL. Imagen recuperada en el sitio www.google.com el 17 de febrero de 2010 94 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.5 MOVIMIENTO DE TIERRAS Se puede entender como movimiento de tierra a todas las operaciones que impliquen el ataque del suelo por medios mecánicos para la construcción de una obra de ingeniería, el movimiento de tierras en la ejecución de un proyecto depende directamente de la topografía que haya en el terreno, también depende de la configuración de la estructura que se hayaproyectado. Para la ingeniería el término “tierra” es aplicado a la masa de suelo atacado. II.5.1 TRABAJOS PRELIMINARES Todos los trabajos de construcción de una obra de infraestructura inician con una serie de trabajos previos para adecuar el sitio de la misma, tomando en cuenta que el predio seleccionado no siempre se encuentra en las condiciones óptimas para iniciar las obras, en muchos casos existen construcciones anteriores, basura, escombro y la vegetación que puede representar un obstáculo para el desarrollo de la obra. En el caso del predio “La Piñanona” como se mencionó anteriormente fue sujeto a un proceso de liberación por parte de la Delegación Tlalpan para dar paso a la construcción del Hospital General Ajusco Medio. Al inicio de la obra se llevaron a cabo los siguientes trabajos: I.- Limpieza: En el predio quedaron los restos de lo que anteriormente habían sido casetas, también se encontraba una gran cantidad de basura y cascajo acumulados a lo largo del tiempo. Así mismo este predio, por su gran área, servía de almacén de materiales para otras dependencias de la delegación Tlalpan. Entre los materiales alojados en el predio “La Piñanona” se pueden mencionar, tubería de concreto para obras hidráulicas, gaviones de alambre para la contención de taludes y roca sana para trabajos de mampostería. Una vez iniciada la limpieza del predio en vehículos oficiales estos fueron removidos por la propia autoridad. El predio al inicio de los trabajos daba el aspecto de ser un “cementerio” de maquinaria pesada en desuso, la cual por carecer de medios para auto desplazarse tuvo que ser removida con equipo propiedad del Sistema de Aguas del Distrito Federal a través de la Dirección General de obras Públicas. 95 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.- Tala: Como se mencionó al inicio de este inciso la vegetación puede representar un obstáculo para el desarrollo de los trabajos de construcción. En la época actual, la construcción de obras de infraestructura debe de acompañarse del compromiso de no impactar de forma negativa en el medio ambiente, así que el retiro de árboles debe ser autorizado, supervisado y ejecutado por personal y equipo de la autoridad competente. La vegetación presente en este predio estaba compuesta por 112 individuos arbóreos de diferentes especies vegetales; 109 de ellos fueron autorizados para derribo por la Delegación Tlalpan, los tres restantes fueron autorizados para trasplante; lo referente a trasplante, reposición y las operaciones de tala, están especificados en la norma NADF- 001- RNAT- 2006 que establece los requisitos y especificaciones técnicas que deberán cumplir las autoridades y empresas que realicen poda, derribo, trasplante y restitución de árboles en el Distrito Federal. III.- Demolición: En este paso fueron demolidas las estructuras existentes en el predio y que para las operaciones iníciales de construcción representaban un obstáculo, fueron demolidos dos módulos de sanitarios, casetas de un nivel, plataformas de concreto armado y fosas sépticas, las estructuras de multy panel fueron desmanteladas y entregadas a la autoridad. IV.- Acarreos: el producto de las acciones anteriormente descritas fue dispuesto en el banco de tiro oficial autorizado a la fecha de ejecución de estos trabajos (abril-mayo), que era el Bordo Poniente, los acarreos, fueron hechos en vehículos de capacidades variables entre los 13 y 16 m 3 siguiendo lo estipulado por la norma NADF- 007- RNAT- 2004, que establece la clasificación y especificaciones para el manejo de residuos generados por la industria de la construcción. Los desechos generados por el derribo de árboles fueron dispuestos por la autoridad delegacional en vehículos propios. V.- Trazo y nivelación topográfica: Conforme fueron quedando despejadas las áreas de vegetación, construcciones existentes, escombro y basura, fueron realizados los trabajos topográficos para ubicar los ejes principales de trazo y los niveles de las nuevas plataformas para los procesos subsecuentes, los estudios verificatorios de mecánica de suelos, los cortes al terreno, y la ubicación de elementos de contención y cimentación. 96 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n VI.- Despalme: El despalme se define como el retiro de la capa superficial del terreno natural que por sus condiciones no es apto para la construcción. En el inciso II.4, “Mecánica de suelos”, se mencionó que una de las etapas de la exploración geotécnica realizada al predio “La Piñanona” fue la evaluación de los rellenos superficiales presentes el predio con el cono dinámico PANDA; en la Figura II.21 se muestra la ubicación de estos rellenos y su conformación en la siguiente tabla. Las profundidades y proceso de realización se mostró en el inciso 2.4. NÚMERO UBICACIÓN DESCRIPCIÓN DEL RELLENO 1 Sur-poniente El relleno está compuesto por material limo- arenoso de color café claro (tepetate) y escoria basáltica con espesor promedio de 1.2 a 1.6 m con resistencia menor a 20 kg/cm2 2 Sur-oriente El relleno está compuesto por tepetate, cascajo y basura, espesor variable de 1.4 a 3.1 m. 3 Sur-oriente Ídem al anterior con espesores variables de 1.2 a 1.8 m. 4 Oriente Ídem al anterior con espesores variables de 0.8 a 1.5 m. 5 Nor-poniente El relleno está compuesto por tepetate en la primera capa seguida por intercalaciones de escoria volcánica y roca basáltica con espesor variable de 0.4 a 1.2 m, esta plataforma también presento relleno con cascajo y basura. Siguiendo con el objetivo de la exploración con el cono dinámico PANDA todos los materiales mencionados anteriormente fueron retirados hasta encontrar terreno sano y posteriormente llevar a cabo los cortes necesarios para alojar las estructuras del hospital. EQUIPO UTILIZADO Tanto para el despalme como para la limpieza del predio y la demolición de algunas de las estructuras existentes se utilizó uno de los equipos más versátiles y de mayor uso dentro de la construcción, la retro-cargadora, en el caso concreto de esta obra se utilizo el modelo 416 E de Caterpillar (Figura II.22). 97 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura: II.21. UBICACIÓN Y CONFORMACIÓN DE RELLENOS SUPERFICIALES. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de salud en Ajusco Medio y modificada por el autor. Figura: II.22. RETRO-CARGADORA CATERPILLAR 416 E. Imagen recuperada del sitio www.cat.com el 14 de enero de 2010 98 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Características del equipo Caterpillar 416 E. Características generales - Motor Cat C4.4 DITA - Tracción En las 4 ruedas - Combustible Diesel - Cilindrada 4.4 L - Peso máximo en orden de trabajo 10,200 Kg Retro excavadora - Cucharón uso general De 305 a 914 mm - Profundidad de excavación 4,360 mm - Rotación de cucharón 205° - Fuerza de excavación 32 kN - Altura de carga estándar 3,643 mm - Capacidad de levantamiento a altura máxima 2,275 kg Cargador frontal - Capacidad 0.76 m3 - Ancho de Cucharón 2,262 mm - Altura de carga 2,651 mm - Capacidad de levantamiento a altura máxima 2,803 kg - Profundidad de excavación 106 mm - Fuerza de desprendimiento 44.6 kN Dimensiones del equipo Caterpillar 416 E. Generales (mm) 1 Longitud total para transporte 7,233 2 Altura total para transporte 3,577 3 Altura al techo de la cabina 2,819 4 Altura al tubo de escape 2,754 5 Distancia desde línea central de eje trasero a parrilla delantera 2,704 6 Distancia entre ejes 2,200 Cargador Frontal 7 Altura máxima del pasador de bisagra3,296mm 8 Ángulo de descarga a altura máxima 44° 9 Alcance de descarga a ángulo máximo 772mm 10 Inclinación hacia atrás máxima del cucharón a nivel de suelo 39° 11 Profundidad de excavación 106mm 12 Distancia de la parrilla a la cuchilla del cucharón en posición de acarreo 1,428mm 13 Altura máxima de operación 4,063mm Retroexcavador (mm) 14 Profundidad de excavación máxima 4,360 15 Profundidad de excavación fondo plano 4,321 16 Alcance desde el pivote de rotación a la línea de suelo 6,721 17 Alcance de carga 1,768 18 Distancia de entre estabilizadores en posición de operación (Centro) 3,310 19 Distancia de entre estabilizadores en posición de operación (Borde exterior) 3,770 99 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura: II.23. DIMENSIONES DEL CATERPILLAR 416 E. Imagen recuperada del sitio www.cat.com el 14 de enero de 2010 Figura: II.24. CATERPILLAR 416 E DURANTE LA LIMPIEZA DEL PREDIO. Imagen adquirida por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio. 100 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.5.2 TRABAJOS DE TERRACERÍA Para efectos del proyecto arquitectónico y estructural, se buscó por medio del contratista, aprovechar las características topográficas del terreno electo para la obra. Al inicio de este capítulo se menciono en el inciso II.3 que el predio cuenta de forma natural con 2 plataformas principales entre las cuales se contemplaba un desnivel de aproximadamente 11 metros, y atendiendo a las necesidades propias de un edificio de salud, según lo descrito anteriormente, se proyectó que los servicios de salud estuvieran a la mano del usuario sobre la plataforma principal en dos nivele, y los servicios generales de la unidad en un semisótano y parte de los requerimientos de estacionamiento en el sótano, estos últimos desplantados sobre la plataforma inferior del predio. Dado lo anterior en esta etapa se buscó adecuar los desniveles propios del predio a las necesidades planteadas, mediante la conformación de ambas plataformas, haciendo sólo los cortes necesarios al terreno y buscando siempre una estabilidad segura de los taludes que se generaron durante este proceso del movimiento de tierras. Plataforma superior: Nivel + 99.00, comprendida entre los ejes de trazo de A-D, y de 1 a 2, en este sitio sólo se tuvo que retirar el material de relleno para encontrar los estratos resistentes, para la conexión de esta plataforma con la zona elevadores (Nivel 94.40), (Ejes D-F, 1-2) se construyeron muros de contención de concreto armado. Plataforma inferior: + 87.80 comprendida entre los ejes de trazo de A-E, 3-5. En esta zona fue donde se desarrollo una de las etapas más fuertes del movimiento de tierras, ya que se cortó y estabilizó el talud natural del predio que se desarrollaba entre los ejes de trazo 3 y 4, de igual forma entre los ejes 4-5, A-C se encontraba una plataforma artificial (nor-poniente) que servía como almacén de agregados pétreos para concreto y tiro de escombro, la cual era un obstáculo para la ubicación de la cimentación y por la baja calidad de los materiales con los que se encontraba conformada. Los cortes hechos al talud y la excavación sobre la plataforma Nor-poniente generaron taludes sobre los ejes A y 3, para los cuales se construyeron muros de contención. 101 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n La zona comprendida entre los ejes E-G, 2-5 estaba formada por un desnivel topográfico menor al de la zona anteriormente descrita, sobre esta zona se proyectó a nivel de sótano parte del estacionamiento cubierto y a nivel de semisótano la rampa de acceso para abasto y retiro de desechos sólidos, para alojar esto en esta zona se llevó a cabo una excavación profunda, generando taludes sobre los ejes 2, D y G sobre los cuales se construyeron muros de contención de concreto armado. Se estima que durante los trabajos preliminares y terracerías se movieron cerca de 20,000 m 3 de materiales diversos (cascajo, tepetate, basura, escoria volcánica), de los cuales la mayoría fueron dispuestos al tiro oficial Bordo de Xochiaca, al cierre de éste en el segundo semestre de 2008, la autoridad dispuso otros tiros para la disposición final de los desechos. Una parte mínima se aprovechó apara rellenos de cepas de cimentación y rellenos a volteo en muros de contención. Figura II.25a. VISTA EN ALZADO DE LA PLATAFORMA INFERIOR. Imágenes tomadas del proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 102 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.25b. VISTA EN PLANTA DE LA PLATAFORMA INFERIOR. Imágenes tomadas del proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 103 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.26. CORTE SOBRE EL EJE C, SE APRECIAEL DESPLANTE DE LA ESTRUCTURA SOBRE AMBAS PLATAFORMAS DEL PREDIO. Imágenes tomadas del proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 104 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Las acciones de acarreo fuera de la obra de los materiales producto del movimiento de tierras involucraron vehículos cuyas capacidades variaron entre los 7 y los 32 m 3 . ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS y VIALIDADES (OBRA EXTERIOR) Para la construcción de las estructuras complementarias tales como cisterna, tanque de tormentas, planta de tratamiento y área de criogénico y desechos sólidos, en su momento se realizaron las actividades necesarias para su construcción: Cisterna: Se realizaron cortes al terreno y excavación a cielo abierto para ubicar su el nivel de desplante de proyecto. Tanque de tormentas: Excavación a cielo abierto: estructura enterrada. Casetas de criogénico, R.P.B.I. y desechos sólidos: Conformación de plataforma mediante cortes y relleno de talud en colindancia norte, fue necesaria la construcción de muro de contención sobre dicha colindancia para ubicar las casetas. Planta de tratamiento y cárcamos auxiliares: Conformación de plataforma mediante terraplén para soportar la plancha de concreto armado, este equipo es prefabricado, no requirió obras especiales para su desplante. Vialidades internas: a) Vialidad de acceso principal: Nivelación de terreno, compactación y construcción de pavimento flexible, sobre las vialidades internas se encuentran distribuidos los cajones de estacionamiento requeridos por el hospital que no se encuentran en estacionamiento cubierto, en caso de esta vialidad ubicada sobre la plataforma superior, se construyeron dos muros de contención de importante envergadura, uno sobre el eje 4 posterior a la cisterna y otro sobre el eje D, en la parte frontal del complejo, para salvar desniveles y contener taludes naturales del predio. 105 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n b) Vialidad para servicios: Ubicada en la plataforma inferior se llevó a cabo terraplén para suavizar los desniveles naturales del predio, y construcción de pavimento flexible según proyecto. EQUIPO UTILIZADO: Una vez finalizada la etapa de despalme, los requerimientos del movimiento de tierra fueron más intensos, por lo cual fue necesaria la utilización de equipos más pesados cuyas capacidades y rendimiento fueran superiores a los de la retro cargadora CAT 416 E, se utilizaron equipos del tipo retroexcavadora, en concreto los modelos 240 B y 320 D de CATERPILLAR. Figura II.27. RETROEXCAVADORACAT 320 D. Imagen recuperada del sitio www.cat.com el 15 de febrero de 2010 106 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Características del equipo CAT 320 D. Características Generales - Motor CAT C6 ACERT 148 HP - Peso en orden de trabajo 20,330 kg - Capacidad del tanque de combustible 410 L - Capacidad del cárter de aceite 30 L - Fuerza de excavación 163 kN - Medio de desplazamiento Carriles Cucharón - Capacidad De 0.55 a 1.54 m3 - Ancho 610 mm Dimensiones (mm) 1 Altura para transporte 3,740 2 Longitud para transporte 9,440 3 Radio de giro de la cola 2,750 4 Longitud al centro de los rodillos 3,265 5 Longitud sobre carriles 4,075 6 Distancia libre al suelo 450 7 Ancho al centro de los carriles 2,200 8 Anchura para transporte (zapata de 800 mm) 3,000 9 Altura al techo de la cabina 2,950 10 Altura libre al suelo bajo contrapeso 1,020 Rendimiento (mm) 1 Profundidad máxima de excavación 7,660 2 Alcance máximo a nivel de suelo 10,760 3 Altura máxima de corte 9,940 4 Altura máxima de carga 6,910 5 Altura máxima de carga 1,230 6 Profundidad máxima de corte a fondo plano 7,270 7 Profundidad máxima de corte en pared vertical 6,970 107 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.28. DIMENSIONES DEL CAT 320 D. *Figura II.29. RANGOS DE EXCAVACIÓN DEL EQUIPO. *Imágenes recuperadas del sitio www.cat.com el 15 de febrero de 2010 108 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n ATAQUE EN ROCA Por sus características físicas de dureza, tamaño de partículas y peso los estratos de roca no pueden ser atacados con los mismos elementos que funcionan de manera óptima en suelos. En el caso particular del terreno donde se construyó el Hospital General Ajusco Medio, como se ha mencionado el subsuelo está compuesto en mayoría por estratos rocosos de escoria volcánica y roca basáltica. Las escorias volcánicas, se encontraron en estratos fracturados, presentando rocas de gran tamaño y peso que no podían ser manipuladas con facilidad para su retiro de la obra, por lo que fue necesario recurrir a herramientas auxiliares para el ataque de este tipo de elementos rocosos. Para otros casos presentes en el predio se encontraron estratos de escoria volcánica en estado suelto, el cual fácilmente era retirado con el cucharón de la retroexcavadora, de igual manera para casos donde se hizo presente muy pronto la roca volcánica fue necesario el uso de martillos hidráulicos (Figura II.32). Un martillo hidráulico se acciona con el fluido hidráulico del equipo portador, circulando a presiones elevadas. Suele ser de grandes *Figura II.30. CAT 240 B DURANTE EL MOVIMIENTO DE TIERRAS. *Figura II.31. CAT 320 D DURANTE EL MOVIMIENTO DE TIERRAS. Figura II.32. PARTES QUE COMPONEN EL MARTILLO HIDRÁULICO. . Imagen recuperada en el sitio www.google.com el 20 de febrero de 2010 *Imágenes adquiridas por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio 109 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n dimensiones y su instalación es relativamente sencilla en obra. Su uso es muy amplio en la industria de la construcción y minería por los resultados que ofrece y por lo segura que resulta su operación. Un martillo hidráulico puede trabajar por impacto o penetración, según el tipo de material que se presente, el martillo hidráulico cuenta con el elemento que penetra o impacta el material llamado pica o puntero, el cual deberá ser de punta de cincel para trabajos de penetración y de punta roma para trabajos por impacto. A diferencia del cucharón el martillo hidráulico siempre debe trabajarse de frente al equipo, nunca a los lados de las cadenas ya que esto podría causar daños a equipo. Como lo muestra la Figura II.33, el martillo siempre debe formar un ángulo recto respecto al material, un martillo no debe utilizarse en periodos prolongados de tiempo, si el material no se rompe, debe cambiarse la posición, ya que la masa de polvo generada amortigua el golpe e incrementa el calor lo que ocasiona daños prematuros al martillo. Para evitar la rotura de la pica no debe de hacerse palanca dentro del material. OBSERVACIONES AL PROCESO: El objetivo de un movimiento de tierras es adaptar la topografía del terreno a los requerimientos técnicos y arquitectónicos de la estructura que se proyectó para ese sitio, en algunos casos el movimiento de tierras se reduce al despalme del terreno y a los cortes hechos para cimentación, pero en la mayoría de las obras y más cuando la envergadura de éstas es importante se requiere un cuidadoso proceso de movimiento de tierras, ya que por los equipos utilizados, los volúmenes de obra y los acarreos generados hacen de éste un proceso muy costoso. En el caso del proyecto que nos ocupa en el presente trabajo, se trató de un terreno sumido en un descuido importante, lleno de escombro, basura y rellenos a volteo que no servían en lo mínimo para la construcción , por la naturaleza de la propia de la estructura del hospital, se esperaba un intenso trabajo de movimiento de tierra, el cual no era necesario seccionar en trabajos preliminares y trabajos de terracería, ya que en un sólo movimiento se pudo absorber ambas acciones con la entrada inmediata de equipos pesados para el ataque del predio. Figura II.33. USO CORRECTO DEL MARTILLO HIDRÁULICO. . Imagen recuperada en el sitio www.google.com el 20 de febrero de 2010 110 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Esta acción pudiera considerarse idónea, ya que las capacidades y rendimientos de una retroexcavadora son muy superiores a los de una retro cargadora, para el caso del procedimiento descrito anteriormente, las retroexcavadoras fácilmente habrían dado cuenta de las estructuras existentes y de los rellenos superficiales sin temor a encontrar roca ya que con el uso del martillo hidráulico es posible un avance aceptable, el uso de la retro cargadora hubiese sido opcional. Un obstáculo se hizo presente para lograr un avance óptimo en el movimiento de tierras, el retiro de los árboles existentes. La Secretaria del Medio Ambiente del Distrito Federal fue la encargada de dar el visto bueno para el retiro de los árboles del otrora predio “La Piñanona”, antes de iniciada la obra se inició la gestión para las acciones de tala de los árboles, pero al no contar con la autorización inmediata para la tala, se tuvo que partir iniciar los trabajos de obra con el cuidado de no dañar ni derribar los árboles existentes. La autorización se dio alrededor de un mes de iniciados los trabajos de obra, tiempo mediante el cual se realizaron los preliminares de limpieza y despalme. Una vez hecho el derribe de árboles se hizo posible el ataque al predio para los trabajos de terracería y excavaciones para cimentación. 111 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.6 SUB ESTRUCTURA GENERALIDADES La cimentación o sub estructura, constituye un elemento de transición entre la estructura propiamente dicha y el terreno en el que se apoya, su función es lograr que las fuerzas que se presentan en la base de la estructura se transmitan adecuadamente al suelo en que ésta se apoya. Para que lo anterior se cumpla deberá haber una seguridad adecuada contra la ocurrencia de fallas en los elementos de cimentación o en el suelo y contra la presencia de hundimientos excesivos que ocasionen daños en la construcción misma, en las vecinas o en las estructuras enterradas cercanas a la cimentación.El diseño y construcción de las cimentaciones es un deber puro de la ingeniería civil donde interactúan dos de sus más interesantes ramas; la Geotécnia y las Estructuras. Una parte esencial del diseño consiste en definir, de manera compatible con el costo, cuales son los estratos de suelo más adecuados para aceptar las cargas transmitidas por la estructura, la forma de la cimentación y el proceso constructivo más adecuado. El comportamiento de una cimentación depende de las propiedades mecánicas del suelo subyacente. Por ser un material natural, sus propiedades no son controlables y son más difíciles de determinar con precisión que las de los materiales de la superestructura. La distribución de esfuerzos entresuelo y cimentación depende de la interacción entre ambos sistemas.Atendiendo a la profundidad de los estratos resistentes en los cuales se apoya una cimentación, estas se dividen principalmente en cimentaciones superficiales o someras y profundas (Figura II.34). - Zapatas aisladas o corridas - Losas de cimentación planas o nervadas - Cajones - Pilas - Pilotes Cimentaciones someras Cimentaciones profundas 112 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n No existe un límite de profundidad para que distinga entre ambos, es más, suelen utilizarse combinaciones entre ambos según los requerimientos del proyecto. Dos factores determinan la elección del tipo de cimentación: a) La magnitud y distribución de las cargas de la estructura así como sus dimensiones y rigidez b) El perfil estratigráfico del terreno de apoyo y la resistencia, compresibilidad y permeabilidad de los materiales que forman cada uno de los estratos del perfil del subsuelo del sitio. Figura II.34. TIPOS DE CIMENTACIONES. Imagen tomada del libro “Ingeniería de Cimentaciones de Enrique Tamez González TGC Ingeniería (2001). 113 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n SISTEMA CONSTRUCTIVO PLANTEADO PARA EL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO El objetivo principal de la solución estructural es cumplir con su cometido de seguridad al alcanzar una separación modular entre claros dentro del edificio de 14.20 m y 7.10 m de longitud en ambos sentidos para lograr una separación aceptable y de esta manera ofrecer a las áreas de funcionamiento flexibilidad para un mejor aprovechamiento de los espacios. Por tal motivo el proyecto contiene claros de 14.20 x 14.20 m y 14.20 x 7.10m dando una geometría en planta de 57.60 m de lado. (Figuras II.35 y II.36). *Figura II.35. UBICACIÓN DEL EDIFICIO PRINCIPAL SOBRE EL PREDIO. *Figura II.36. ALZADO DEL TRAZO DEL EDIFICIO PRINCIPAL. *Imágenes tomadas del proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 114 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Se planteó un sistema mixto para la construcción de la estructura principal, es decir, la cimentación construida directamente sobre el sitio y la estructura prefabricada y transportada a la obra, en principio se planteó un sistema estructural basada en vigas y columnas de acero, la solución final para este edificio fue la estructura de elementos prefabricados de concreto armado; losas, trabes y columnas. La contratista Ingenieros Civiles Asociados, tiene la experiencia de haber construido los dos antecedentes más cercanos a la construcción del Hospital General Ajusco Medio, estos son: el Hospital de Especialidades de la Ciudad de México Dr. Belisario Domínguez (2005) en la delegación Iztapalapa y el Hospital General Dr. Enrique Cabrera (2006) en la delegación Álvaro Obregón. Estos proyectos fueron concebidos bajo la modalidad de Proyecto Integral de la misma manera que el proyecto Ajusco Medio. Ambas obras fueron construidas con elementos prefabricados de concreto armado dando buenos resultados y expectativas para la utilización de este sistema en construcción de hospitales, la empresa constructora cuenta con su propia infraestructura para la producción de elementos prefabricados de concreto. TIPO DE CIMENTACIÓN ANALIZADA Como solución de la cimentación del edificio se propone el uso de zapatas aisladas y corridas de concreto armado, desplantadas sobre las unidades de roca basáltica detectadas en la exploración geotécnica, para las zapatas aisladas se contempló de inicio la liga mediante contratrabes, finalmente se determinó que éstas no eran necesarias. Las unidades estratigráficas competentes para el desplante de los elementos de cimentación son los identificados como Unidades 2, 4 y 6 en el inciso II.4, “Mecánica de Suelos”. Según lo arrojado por los estudios verificatorios de mecánica de suelos, los estratos resistentes se encuentran entre 0.3 y 7 m de profundidad, encontrándose las mayores profundidades entre los ejes 3-5 entre A-G; en la plataforma inferior, mientras que para la plataforma superior se encontró el estrato resistente a baja profundidad, próximo a la 115 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n profundidad de desplante que se especificó para df= 2 m. En todos los casos, se buscó el estrato basáltico, ninguna zapata por especificación hizo contacto con escoria volcánica. Ligados a la zapatas aisladas diseñadas para soportar y transmitir las cargas de las columnas se construye para el sistema de estructuras presforzadas una estructura conocida como candelero. El candelero es una estructura de sección cajón cuyas dimensiones en la base son poco mayores a las de la columna a empotrar. Su refuerzo debe estar ligado a la cimentación. (Figura II.37). Las zapatas corridas para el caso que nos ocupa se desplantarán para soporte de muros de contención. CONDICIONES DE CARGA ANÁLISIS DE CARGAS Las cargas que se considerarán para el diseño de las estructuras son las siguientes: Azotea : Espesor 3) w (Kg/m2) Peso propio de losa 270 Firme de 6 cm 0.06 2400 144 Peso adicional 20 Sobre firme de 2 cm 0.02 2400 48 Relleno de tezontle (10 cm promedio) 0.1 1500 150 Entortado 5 cm de concreto 0.05 2200 110 Enladrillado 0.015 1500 23 Impermeabilizante 10 Figura: II.37. CANDELERO DE CIMENTACIÓN. Imagen adquirida por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio. 116 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Plafón e instalaciones 70 CV máx = carga viva máxima 100 CV inst = carga viva instantánea 70 CV media = carga viva media 15 Combinaciones de cargas en azotea: Peso propio de losa 270 Firme 212 Sobre carga muerta 363 CV máx-CV inst 30 CV inst 70 CV media 15 Entrepiso Espesor 3) w (Kg/m2) Peso propio de losa . 270 Firme de 6 cm 0,06 2400 144 Peso adicional 20 Sobre firme de 2 cm 0,02 2400 48 Acabado de piso 100 Muros divisorios 90 Plafón e instalaciones 70 CV máx = carga viva máxima 170 CV inst = carga viva instantánea 90 CV media = carga viva media 70 Combinaciones de carga en entrepiso Peso propio de losa 270 Firme 212 Sobre carga muerta 260 CV máx - CV inst 80 CV inst 90 CV media 70 117 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n MATERIALES Concreto reforzado en firmes f´c = 250 kg/cm 2 (clase 1) Concreto prefabricado trabes f´c = 350 kg/cm 2 Concreto en columnas f´c = 350 kg/cm 2 Concreto en losas f´c = 350 kg/cm 2 Acero de refuerzo fy = 4 200 kg/cm 2 Acero de presfuerzo: Grado 270 Perfiles estructurales: Placas Acero A-36 Módulo de elasticidad del concreto E = 14 000 f´c 1/2 ANÁLISIS SÍSMICO Se realizó un análisis sísmico modal espectralconsiderando los siguientes parámetros de acuerdo con el RCDF-04 y las NTCS-04: Clasificación de la estructura Grupo A Zona sísmica I Coeficiente sísmico De las NTCS del RCDF c = 0.16 Estructura irregular Factor de comportamiento sísmico 2 Bajada de cargas A continuación se muestra la combinación estática y sísmica de las cargas en cada uno de los cruces de los ejes de trazo de la estructura donde tentativamente se ubicarían las zapatas. Eje Eje Combinación Fz (Ton) Fx (Ton) Fy (Ton) Mx (Ton * m) My (Ton * m) 1 A Estática 476.4 3.4 5.8 14.7 9.9 1 A Sísmica 428.9 25.7 66.6 328.2 132.2 1 B Estática 390.9 0.80 46.5 250.0 3.6 1 B Sísmica 701.2 100.1 5.8 20.9 406.1 1 C Estática 551.6 1.7 49.9 251.2 2.5 1 C Sísmica 656.0 97.6 7.1 43.5 400.8 1 D Estática 766.7 96.1 2.2 8.1 391.0 1 D Sísmica 766.7 100.1 28.8 142.8 406.1 1 E Estática 750.9 12.6 2.2 5.0 23.2 1 E Sísmica 411.5 109.6 39.9 -190.1 422.9 1 F Estática 549.1 -18.4 3.2 -7.0 -32.0 1 F Sísmica 418.2 -87.8 -53.8 268.7 -383.4 118 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 2 A Estática 805.5 4.5 -0.7 -2.5 12.7 2 A Sísmica 577.0 -13.6 78.8 -351.8 -74.3 2 B Estática 1068.0 1.0 -0.5 -2.8 4.1 2 B Sísmica 941.1 76.2 1.7 -13.3 308.8 2 C Estática 1064.8 2.5 2.4 -6.1 6.7 2 C Sísmica 630.1 77.5 14.5 -61.9 311.5 2 D Estática 1113.9 2.1 1.9 -4.4 4.3 2 D Sísmica 978.6 76.6 36.3 -155.9 308.4 2 E Estática 1227.4 12.3 13.0 -24.4 22.5 2 E Sísmica 750.0 84.8 55.3 -217.2 322.8 2 F Estática 940.4 -18.1 13.3 -25.2 -31.8 2 F Sísmica 662.6 13.2 92.3 -377.6 105.3 3 A Estática 887.6 17.4 1.8 -3.7 31.5 3 A Sísmica 662.3 8.3 83.4 -360.6 -1.2 3 B Estática 1170.0 -12.5 1.4 -3.2 -22.0 3 B Sísmica 933.4 14.2 68.9 -298.8 76.3 3 C Estática 1007.7 -2.6 11.7 -21.6 -4.3 3 C Sísmica 679.7 21.5 70.9 -298.8 89.3 3 D Estática 879.4 1.8 11.3 -21.2 3.5 3 D Sísmica 635.9 22.9 71.4 -293.4 91.4 3 E Estática 927.1 11.4 -14.6 -24.9 20.8 3 E Sísmica 780.1 -13.6 -80.1 323.0 -74.3 3 F Estática 724.1 -17.4 -14.5 24.6 -30.7 3 F Sísmica 624.3 -28.7 -92.7 376.8 -101.3 4 A Estática 721.3 14.1 10.8 -19.8 30.6 4 A Sísmica 497.6 20.3 90.0 -372.8 56.8 4 B Estática 958.5 -10.2 10.8 -20.0 -18.0 4 B Sísmica 762.1 27.7 75.8 -311.6 126.1 4 C Estática 799.9 -57.5 -39.9 142.6 -240.2 4 C Sísmica 723.6 -29.6 -72.8 292.5 -129.3 4 D Estática 515.4 -7.7 -11.4 19.4 -13.6 4 D Sísmica 371.2 -14.5 -65.6 282.2 -44.8 4 E Estática 514.8 7.0 10.8 -20.3 12.7 4 E Sísmica 371.6 13.9 70.7 -303.4 44.0 4 F Estática 384.1 -14.1 11.1 -21.1 -24.9 4 F Sísmica 281.9 -3.5 82.2 -360.8 13.0 5 A Estática 227.9 2.5 -15.3 26.8 4.5 5 A Sísmica 206.0 -15.2 -73.5 343.5 -84.6 5 B Estática 295.3 -0.4 -14.6 25.4 -0.8 5 B Sísmica 212.2 -43.1 -61.7 286.4 -179.8 5 C Estática 245.9 5.2 -18.0 83.5 1.9 5 C Sísmica 137.5 72.7 19.4 -109.1 288.5 5 D Estática 309.1 -10.6 -2.9 4.2 -18.9 5 D Sísmica 165.7 -73.4 -18.0 84.7 -289.8 5 E Estática 216.6 -2.2 0.1 -34.6 -11.3 119 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 5 E Sísmica 250.9 3.8 -63.0 293.5 19.0 5 F Estática 227.0 -3.6 -14.4 24.3 -6.4 5 F Sísmica 212.5 0.0 -72.9 342.4 12.1 CAPACIDAD DE CARGA La capacidad de carga en cimentación se calculó con base en la siguiente expresión: Donde: q adm: Capacidad de carga admisible en la roca, estimada por pruebas de compresión simple hechas a muestras de roca basáltica q ult: Resistencia a la compresión simple en la roca oscilante para este caso entre 250 y 1,100 kg/cm 2 . RQD: (Rock Cuality Designation), índice de calidad de la roca, estimado para este caso en 25% FS: Factor de seguridad, para este caso FS= 2 La capacidad de carga calculada con la expresión anterior fue estimada en 156 t/m2, dato tomado en cuenta para el dimensionamiento de los elementos de cimentación según las cargas que soporta la estructura. II.6.1 ZAPATAS AISLADAS Y CANDELEROS DE CIMENTACIÓN Las zapatas aisladas son elementos estructurales generalmente cuadrados o rectangulares que se construyen bajo las columnas con el objeto de transmitir las cargas de éstas al terreno en una mayor área para lograr una presión adecuada. Por su geometría estos elementos pueden recibir el nombre de dados de cimentación ya que para el anclaje correcto de la columna con la zapata, de acuerdo a las condiciones de carga 120 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n se realiza, en la parte superior de la zapata un armado de refuerzo que abraza la sección de la columna. Para efecto de los elementos prefabricados como los empleados en la estructura de este proyecto el dado de cimentación en de sección cajón, llevando el refuerzo para las cargas de la columna en los muros de éste, según la solución estructural y condiciones de carga se construyeron 35 zapatas aisladas bajo el mismo número de columnas, complementadas con tres tipos de candeleros según el caso de cada columna (Figura II.38). Se construyeron zapatas rectangulares de dimensiones que variaron desde los 2.50 hasta los 6 m en alguno de sus lados con espesores desde los 0.50 hasta 1 m En el caso de los candeleros tipo 1 y 2, empleados en la cimentación, en su geometría son iguales; (1.20 x 1.20 x 1.50 m), variando entre ellos el refuerzo de sus muros, el candelero está compuesto por un cajón de concreto armado el cual alojará la columna prefabricada, para este fin el candelero debe contar con una holgura en sus dimensiones, para que una vez que la columna sea colocada y alineada sobre sus ejes por medios topográficos, sea vertido un concreto de características especiales el cual ligara la columna con el candelero formando así un sólo elemento lo cual da rigidez a la estructura (Figura II.39) Se plantearon 32 de las 35 columnas cuadradas con una sección geométrica de 1 x 1 m; la holgura dentro del candelero fue de 0.10 m por cada lado de la columna, por ello el candelero terminado obtuvo la dimensión interior de 1.20 m por lado y el anclaje de la columna con la cimentación se solucionó en 1.50 m para todos los casos. Los muros de los candeleros en ambos casos cuentan con un espesor de 0.25 m, estas estructuras fueron construidas a base de concreto armado. El tercer tipo de candelero fue diseñado para alojar tres columnas cuadradas en el eje G, sobre el cual está desplantado un gran muro de concreto armado que soporta la rampa de acceso al nivel de semisótano. Estas columnas variaron respecto a las demás en su dimensión en planta, ya que e cuentan con una geometría de .60 x .60 m. Como se 121 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n mencionó brevemente al inicio de este inciso, la estructura en general fue prefabricada por el contratista Ingenieros Civiles Asociados en sus plantas de prefabricados PRET, al existir pocas posibilidades del habilitado de un molde en particular para sólo tres columnas se adecuó el proyecto inicial para que estas tres columnas se construyeran in situ, es decir se armaran y colaran monolíticamente con el muro de concreto, por lo cual el candelero tipo 3 fue adecuado para que a diferencia de los tipo 1 y 2 fuera construido monolíticamente con la columna que está soportando (Figura II.40). Figura II.38. ELEMENTO AISLADO TIPO ZAPATA/ CANDELERO. Imágenes tomadas del Proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. *Figura II.39. CANDELERO DE CIMENTACIÓN TIPO 1. 122 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.6.2 ZAPATAS CORRIDAS Las zapatas corridas son elementos análogos a las zapatas aisladas en los que la longitudsupera en mucho al ancho. Estos elementos son diseñados para soportar varias columnas o un muro, construyéndose generalmente de concreto armado y para casos de cargas muy bajas se pueden construir de mampostería. La zapata corrida es una forma evolucionada de la zapata aislada, en el caso que el suelo ofrezca una resistencia baja, que obligue al empleo de mayores áreas de repartición o en el caso en que deban trasmitirse al suelo grandes cargas. Para el caso que nos ocupa las zapatas corridas fueron empleadas para el soporte, en la estructura principal de los muros de contención, y para la cimentación de las estructuras complementarias, que exceptuando la cisterna y el tanque de tormentas están construidas de mampostería. I.- Estructura Principal: Como se mencionó en incisos anteriores, se hicieron sólo los cortes necesarios al terreno para alojar el edificio principal y de más estructuras del complejo hospitalario, estos cortes fueron estabilizados por medio de muros de contención Figura II.40. ADAPTACIÓN DE CANDELERO TIPO 3 PARA RECIBIR COLUMNA COLADA IN SITU .Imagen tomada del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 123 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n a base de concreto armado, los cuales están desplantados sobre zapatas corridas de concreto armado. Las principales zapatas corridas dentro de esta obra están ubicadas sobre los ejes A tramo 3-5, eje E tramo 2-3 y tramo 1-1A, eje G tramo 2-4, eje 1A tramos C-D Y D-E, eje 2 tramos C-D, D-E, E-G y en el eje 3 tramo A-E, donde está ubicado el más pesado de los muros construidos para este hospital. Las zapatas corridas para los muros de contención dentro de la estructura principal cuentan con un ancho de 3 m y se desarrollan sobre los ejes antes mencionados entre las zapatas aisladas de las columnas, estos elementos cuentan con un espesor inicial de 0.20 m a terminar en 0.50 m donde nace una sólida contratrabe de 0.50 x 1.00 de sección rectangular donde está desplantado el armado de refuerzo del muro de contención para cada uno de los casos. La zapatas corridas de los muros de contención hacen contacto con las zapatas aisladas de las columnas, las contratrabes se anclan tanto a las zapatas aisladas como a los candeleros de cimentación por medio de bastones de acero en el armado de acero de la cimentación, para ser cimbrados y colados de forma monolítica. Lo anterior no aplicó para el muro de contención sobre el eje 3, cuya cimentación rodea a los elementos desplantados sobre este eje. Figura II.41. DETALLE DE ZAPATA CORRIDA BAJO MURO DE CONTENCIÓN. 124 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.- Estructuras complementarias: a) Tanque criogénico, Residuos sólidos y R.P.B.I.: Estas estructuras están desplantadas sobre zapatas corridas de dimensiones mucho menores a las de los muros de contención, ya que son estructuras de un sólo nivel y están construidas a base de mampostería con losa de concreto armado. Las zapatas corridas para este conjunto cuentan con un ancho de 1 m con espesor de 0.20 m y una contratrabe de 0.20 m de espesor y 0.80 m de altura. Los espacios entre estos elementos fueron rellenos con materiales selectos del movimiento de tierras, y encima de esto fue construida una sólida losa de piso de 15 cm de espesor. b) Caseta de transportes y subestación receptora: Ambos espacios están englobados en un pequeño complejo en la parte sur-oniente del predio, el proceso constructivo tanto de su cimentación como de su estructura es igual al caso anterior. c) Casetas de vigilancia: El hospital cuenta con dos casetas de vigilancia, una en cada acceso al complejo, son estructuras de forma circular en planta, cuentan en su cimentación con zapatas corridas de 0.60 m de ancho con espesor de 0.20 m y con contratrabe de 0.20 m de espesor y 0.60 m de altura. d) Cisterna: Es una estructura de concreto armado en su totalidad, apoyada en zapatas corridas de concreto armado de 2 m de ancho, 40 cm de espesor y una contratrabe de 20 cm de espesor y 1.70 m de altura, de la misma manera, la cimentación esta rellena con material selecto de la excavación y sobre esto se desplanta la losa fondo de la cisterna que tiene un espesor de 20 cm (Figura II.44). Figura II.42. ANCLAJE DE CONTRATRABE DE ZAPATA CORRIDA A CANDELEROS DE CIMENTACIÓN. *Imágenes Tomadas del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 125 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n e) Tanque de tormentas: Es una estructura construida en su totalidad de concreto armado, se apoya directamente en su losa de fondo, que cuenta con un espesor de 40 cm (Figura II.45). f) Bardas perimetrales: Se apoyan en zapatas corridas de concreto armado de 1.20 m de ancho con espesor de 15 cm y un contratrabe de 60 cm de altura y 20 cm de espesor (Figura II.43). *Figura II.43. SECCIONES DE ZAPATAS EMPLEADAS EN ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS. *Figura II.44a. CORTE TRANSVERSAL DE LA ESTRUCTURA DE LA CISTERNA. 126 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.45. ESTRUCTURA DEL TANQUE DE TORMENTAS. 127 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.46. PLANTA DE CIMENTACIÓN DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO. Imagen tomada del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 128 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.6.3 PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CIMENTACIÓN Todos los elementos de cimentación del complejo hospitalario, tanto de su edificio principal como sus estructuras complementarias están construidas de concreto armado f´c= 250 kg/cm2, cada uno con su especificación muy particular de armado de refuerzo. Para los elementos de cimentación dentro de la estructura principal se llevó a cabo una excavación retirando todo el material de características de escoria volcánica, ya fuera en estado suelto (tezontle) o fracturado por medios mecánicos hasta encontrar el lecho de roca basáltica, haciendo caso expreso a lo mencionado por la mecánica de suelos que ninguna zapata debería construirse sobre escoria volcánica. Desde la inspección visual hecha al inicio de los trabajos de obra se pudo constatar la intercalación de estratos de escoria volcánica suelta con estratos fracturados y en algún momento boleos de roca basáltica, lo que mostró un panorama del comportamiento del subsuelo del predio. La problemática a la que se enfrentó la cimentación del Hospital General Ajusco Medio fue la siguiente: Una vez que se llegó con el movimiento de tierras a los niveles planteados para las plataformas, la siguiente etapa fue buscar el nivel de desplante para cada uno de los elementos de cimentación de la estructura principal, para lo cual se realizaron los sondeos de avance controlado en cada una de las ubicaciones de los elementos de cimentación dando un panorama de la ubicación de los estratos resistentes. Teniendo en cuenta que la profundidad de desplante para la cimentación se estableció en dos metros y la variación de la profundidad de la roca basáltica, en algunos caos el estrato resistente se hizo presente muy pronto, por lo cual fue necesario su ataque y la continuación de la excavación hasta de nuevo topar con roca basáltica, teniendo como resultado excavaciones del orden de entre 4 y 5 m de profundidad a partir del nivel del suelo. La solución dada por parte de la contratista fue rellenar las excavaciones desde el nuevo lecho rocoso encontrado hasta el nivel de desplante con concreto simple f´c= 150 kg/cm2, lo que trajo ungran consumo de concreto sólo para rellenar cepas de cimentación, este caso se presentó en la mayoría de las cepas de cimentación ubicadas en la plataforma inferior. 129 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Mientras lo anterior se ejecutaba, se llevó a cabo el habilitado y armado del acero de refuerzo de las zapatas y candeleros de cimentación. Una vez terminada la excavación, vaciado el concreto para relleno y terminado el armado, este se bajaba al interior de la cepa para ser alineado respecto a los ejes de trazo y posteriormente ser cimbrados tanto zapata como candelero para ser colados de forma monolítica. Este proceso se siguió de la misma manera para las zapatas corridas de los muros de contención, con las variantes siguientes: El armado se tiene que hacer dentro de la cepa Dentro de este armado se tiene que iniciar el desplante del acero de refuerzo del muro de contención Liga de contratrabe con zapatas y candeleros aislados Cimbra de zapatas corridas, zapatas aisladas, contratrabe y candeleros dentro de la cepa Colado monolítico del conjunto. Para las estructuras complementarias, en el inciso anterior, se explicó el proceso que se siguió para determinar su nivel de desplante, sobre el cual fueron ejecutadas las acciones de armado, cimbrado y colado de los elementos de cimentación en cada caso. CONTROL DE CALIDAD La cimentación es la parte fundamental de las obra de infraestructura civil, por lo tanto su ejecución debe ser la correcta con los materiales y procesos adecuados, para este caso, debido a la longitud de las barras de acero, sobretodo en zapatas corridas, se llevaron a cabo uniones con soldadura, para las cuales se aplicaron pruebas de radiografía para determinar la calidad del bulbo ejecutado. Así mismo dúrate el suministro de concreto para el colado de cimentaciones, se llevó a cabo el control detallado de la entrada de los camiones revolvedores u ollas, para verificar su tiempo de recorrido y determinar si las características del concreto fresco eran las adecuadas para su vaciado, así mismo previo al vaciado del concreto se aplicaba la prueba de revenimiento que para este proyecto se especificó de 14 cm +- 2 cm. El proveedor de concreto fue la firma mexicana Concretos Latinoamericanos S.A. De C.V. (LACOSA). 130 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.6.4 MUROS DE CONTENCIÓN Se entiende por muro de contención a aquel elemento diseñado con el propósito de mantener una diferencia en los niveles del suelo de sus dos lados. La tierra que produce el mayor nivel se llama relleno y es el elemento generador de presión. En la ingeniería se utilizan generalmente dos tipos de elementos de retención: Los rígidos y los flexibles, los primeros son denominados genéricamente muros de contención y los segundos son llamados tablestacas; los muros generalmente son construidos a base de mampostería o concreto simple o armado, los tablestacas son fabricados en acero y ambos atienden a una forma muy distinta de construcción. Para efectos del presente trabajo sólo se hablará de muros de contención, que fueron elementos primordiales en la construcción del Hospital General Ajusco Medio. Según la manera en que soportan los esfuerzos producidos por el empuje del suelo de relleno los muros se clasifican en: a) Muros de contención por gravedad b) Muros de contención en voladizo c) Muros de contención con contrafuertes Los muros de contención por gravedad dependen de su propia masa para contener los esfuerzos producidos por el relleno, por lo cual sus dimensiones pueden ser muy grandes y son construidos a base de mampostería, concreto simple o concreto ciclópeo. Los otros dos tipos están sujetos al cálculo de sus dimensiones y refuerzo de acero, estos se construyen de concreto. Para el caso que nos ocupa, el método empleado fue el de muro de contención en voladizo; como se ilustró en párrafos anteriores algunos de estos están apoyados sobre zapatas corridas de concreto armado entre las columnas del edificio y otros mas, se apoyan directamente sobre su propia zapata. 131 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Los muros de contención son de concreto reforzado y están diseñados para soportar las cargas de los empujes del suelo de relleno considerando las combinaciones de carga y los requisitos de resistencia y estabilidad solicitados en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones. Como se explicó en párrafos anteriores los muros de contención dentro de la sub estructura del edificio principal retienen y estabilizan los cortes hechos a los taludes naturales del terreno, formando así un impresionante cajón de concreto armado que encierra al estacionamiento cubierto de esta unidad hospitalaria. I.-MUROS DE CONTENCIÓN DENTRO DEL EDIFICIO PRINCIPAL El muro ubicado sobre el eje A tramo 3-5 desplanta con los 50 m de la corona de la contratrabe de cimentación y se corona con 25 cm de espesor. Este muro tienen un desarrollo considerable; ya que cubre los claros entre columnas a nivel de sótano y entre los ejes.- 3 y 4 crece cubriendo parte del semisótano y se coronan en la cota + 99.00 de la planta baja (Figura II.47.) Los demás muros de contención construidos dentro de la estructura principal también desplantan desde zapatas corridas de concreto armado, de igual manera que el caso anterior se desarrollan entra los claros de las columnas confinando todo el nivel de sótano, estos muros cuentan con una sección uniforme de 25 cm de espesor a lo largo de todo su desarrollo (Figuras II.48 y II.49). De la misma manera están construidos los muros de contención en nivel de semisótano sobre los ejes 1A, 2 y E, los cuales confinan la zona de elevadores y escaleras públicas. Detrás de estos muros de contención se hicieron rellenos a volteo controlados, según recomendaciones de mecánica de suelos, ya que en la parte baja se llevaba a cabo un acomodo de rocas producto de excavaciones, las cuales eran cementadas con relleno fluido para encima de este acomodo fuera vertido y compactado tepetate hasta alcanzar el nivel de coronamiento. El proyecto 132 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n y diseño de estos elementos fue cuidadoso, ya que en su desarrollo algunos de ellos alojan pasos para tuberías y cableado de las instalaciones hidrosanitarias y eléctricas. Al formar parte de la estructura principal los muros de contención remataron en el armado de los firmes de compresión del nivel al que fueron coronados, de igual forma, para dar rigidez al conjunto de la estructura, las columnas prefabricadas involucradas con los muros de contención presentaron en su armado varillas salientes para ser ancladas dentro del armado del muro de contención. El proceso constructivo de estos elementos consistió en el habilitado y armado del acero de refuerzo, el cual está anclado a la contratrabe de la zapata de cimentación, se hicieron refuerzos en las ventanas que sirvieron de paso para las instalaciones, la cimbra para estos elementos fue básicamente a base de tableros modulados de acero estructural, troquelados con perfiles de la misma naturaleza, teniendo separadores recuperables de varilla roscada galvanizada que corría a través de una camisa de PVC ahogada en el concreto del muro. Por la altura considerable de los muros de contención estos fueron colados en secciones de 3 o 4 metros de altura para la correcta aplicación del concreto y así evitar que se disgregara provocando oquedades en el acabado del muro. Para las acciones de cimbra y descimbra de los muros de contención se hizo necesaria la presencia de una pequeña grúa telescópica debido a la altura ala que se trabajaba y al peso muerto de la cimbra, para el colado del concreto fue necesario el uso de bombas telescópicas y un revenimiento adecuado para evitar mala calidad del en la construcción de estos elementos. Dentro de la estructura principal no sólo se construyeron muros de concreto de dimensiones considerables, sino que en los niveles de sótano, semisótano y planta baja se construyeron pequeños muros de concreto armado para confinar el material con que fueron conformadas las plataformas que alojan los pavimentos y firmes de compresión construidos sobre tierra. 133 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.47. MURO DE CONTENCIÓN SOBRE EJE A TRAMO 3-5. Imagen tomada del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. CROQUIS DE UBICACION CROQUIS DE UBICACION 134 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.48. MUROS DE CONTENCIÓN DE 25 CM DE ESPESOR PARA DOS NIVELES EN EJE E. Imagen tomada del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificada por el autor. CROQUIS DE UBICACION 135 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura 2.51. MUROS DE CONTENCIÓN DE 25 CM DE ESPESOR. Figura II.49. MUROS DE CONTENCIÓN DE 25 CM DE ESPESOR PARA UN NIVEL EN EJE G. Imagen tomada del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificada por el autor. CROQUIS DE UBICACION 136 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Muro sobre el eje 3 Tramo A-E De forma inicial este importante muro no fue contemplado en proyecto; sobre el eje 3 se generó un importante talud producto de los cortes hechos al predio, ya que entre el eje 3 y 4 se desarrollaba este talud de forma natural. Este muro aparte de soportar los empujes del terreno natural en el corte más importante hecho al predio soporta los esfuerzos generados por las zapatas de cimentación que se desplantan sobre el eje 2, por lo que este es quizá el más importante de todos los muros de contención de la obra. Figura II.50. ESQUEMA DE RELLENO EN MUROS DE CONTENCIÓN SEGÚN RECOMENDACIONES DE MECÁNICA DE SUELOS. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. 137 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Por la responsabilidad estructural de este muro detrás de él se dejaron inmersos en el relleno dos drenes de tubería de polietileno corrugado para absorber el flujo de humedad que se pudiera generar del talud natural del terreno. El relleno de este muro fue controlado de material sano de banco, tepetate, y tezontle en la franja de drenes. Figura II.51. MURO DE CONTENCIÓN SOBRE EJE 3. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio. CROQUIS DE UBICACION 138 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.- MUROS DE CONTENCIÓN EN OBRAS EXTERIORES En las obras exteriores se construyeron muros de contención generalmente de dimensiones menores a los construidos dentro de la estructura principal. Las funciones que cumplen los muros de contención en obras exteriores son básicas: Retención de materiales que conforman plataformas para desplante de estructuras complementarias Retención de jardines a talud Sólo se construyeron muros de dimensiones mayores en los siguientes casos: Muros de contención sobre eje 4 (cisterna) y sobre Eje A tramo 1-2 (urgencias): Posterior a la cisterna se desplantó un inmenso muro de concreto armado para la contención de lo que hoy es la entrada en la parte superior de éste, el acceso a las unidades de tococirucia y urgencias, ya que sobre el eje A entre los ejes 2-5 anterior mente se desarrollaba una rampa que comunicaba las dos plataformas existentes en el predio, por la naturaleza de la nueva construcción, esta rampa fue suprimida por cortes hechos en el movimiento de tierra para alojar el edificio y la cisterna, el hueco resultante. Entre ambos muros se realizó un relleno a volteo para salvar el desnivel generado por la existencia de la rampa en comento, después de esta operación fue construida la estructura del pavimento del acceso vehicular a urgencias y tococirugía (Figura 2.52). Al pie del muro sobre el eje 4 se desplanta la cisterna y actualmente se encuentra un pequeño patio de trabajo para la casa de máquinas en semisótano. Muro de contención sobre eje E: plaza principal: Es un caso similar al anterior, frente al eje 1 entre E-F anteriormente se encontraba un escalera de concreto que comunicaba de igual manera ambas plataformas del predio, por cortes hechos para alojar cimentación del edificio principal quedó inservible, quedando expuesto un talud entre lo que actualmente es 139 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n la plaza de acceso principal y la rampa de acceso a semisótano, por lo cual fue construido este muro sobre el cual se desarrolla un jardín a talud junto al cual se construyó la plaza de acceso (Figura 2.53). Al pie de este muro se construyeron áreas jardineadas y cajones de estacionamiento. III.- MURO DE CONCRETO CICLOPEO Sobre el eje 5 tramo A-C se construyó un muro de contención de concreto ciclópeo; un elemento ciclópeo se construye de fragmentos de roca inmersos en concreto simple, el proceso constituye un vaciado a tiro libre de concreto generalmente de resistencias bajas dentro de una excavación para después ser complementado con fragmentos de roca de la propia excavación generando un elemento muy pesado que gracias a su masa es estable y retiene la tierra que lo empuja. Es un elemento escalonado, inicialmente desplanta con 2.40 m de ancho en su base, decrece gradualmente en tres plataformas y se corona con 70 cm de espesor, fue construido para dar estabilidad a un talud generado por la eliminación de la plataforma nor-poniente presente al inicio de los trabajos de movimiento de tierra, por encima de este elemento de contención se encuentra la estructura del pavimento de la vialidad interna y el patio de maniobras del área de criogénico. UBICACIÓN *Figura II.52. MURO DE CONTENCIÓN EJE 4. 140 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n UBICACIÓN *Figura II.53. MURO DE CONTENCIÓN SOBRE EJE E. *Imágenes tomadas del Proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 141 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.6.5 PROPUESTA # 1 PILAS DE CIMENTACIÓN OBJETIVO DE PROPUESTA El objetivo de la presente propuesta es ofrecer de manera optativa un proceso constructivo diferente al ejecutado en obra para la cimentación del Hospital General Ajusco Medio, en cuanto a tiempos de ejecución y aprovechamiento de los recursos destinados para la construcción de esta importante obra. La propuesta de este trabajo de tesis consiste en la construcción de pilas cortas de cimentación para apoyar la estructura en el estrato resistente de roca basáltica presente en el subsuelo del predio electo para la construcción. PROBLEMÁTICA Como ya se expuso anteriormente, durante los trabajos de cimentación del edificio principal del Hospital General Ajusco Medio se presentó la problemática para encontrar un estrato resistente, cercano a la profundidad de desplante de proyecto. Resultado de lo anterior, se ejecutaron excavaciones profundas para encontrar el estrato resistente para los elementos de cimentación. La mayoría de las excavaciones para las cepas de cimentación superaron la especificación de proyecto de 2 mpara el desplante de la cimentación, sobre todo en la plataforma inferior. Por parte de la contratista la solución propuesta y ejecutada en obra fue rellenar las cepas de cimentación con concreto simple de CLASE II desde el lecho superior del estrato rocoso hasta el nivel de desplante, originando un gran consumo de concreto premezclado para este fin. Aunado a la profundidad, la geometría de las cepas es completamente irregular ya que, como se ha mencionado, el subsuelo está conformado por intercalaciones de estratos de escoria volcánica, algunos fracturados presentando fragmentos grandes de roca, para cuyo ataque se hizo necesario el uso de martillos hidráulicos, en segundo lugar se encontraron lentejas de material volcánico en estado suelto, por lo que no se pudo llegar a conformar taludes y fondo de la excavación de forma sensiblemente regular. Las irregularidades tanto de taludes como del fondo de la excavación hicieron más grande el consumo de concreto. A continuación mediante el uso de memoria fotográfica se explica gráficamente el proceso constructivo de la cimentación. 142 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FOTO 1: El edificio principal tiene en planta dimensiones de 56.60 m por lado, para alojarlo dentro del predio, se llevó a cabo un intenso movimiento de tierras para adecuar el terreno para el desplante de la obra, aprovechando los desniveles para sacar el mejor provecho de esto en el proyecto arquitectónico. Una vez concluidos los trabajos de limpieza y terracería en el predio se procedió a la búsqueda de niveles de desplante de elementos de cimentación. FOTO 2: Esta fotografía es una panorámica de la plataforma inferior durante los trabajos de excavación para elementos de cimentación, de la cual se han señalado puntos de interés encontrados durante esta etapa del proceso constructivo: A. Intercalaciones de estratos volcánicos; escoria volcánica suelta con estratos de roca volcánica fracturada. B. Uso de los medios mecánicos convencionales para el retiro de escoria volcánica en estado suelto. C. Uso de martillos hidráulicos para ataque de estratos de roca volcánica fracturada, que en algunos casos se presentó en la superficie de las cepas de cimentación; se presentó también roca basáltica a poca profundidad. FOTO 1 FOTO 2 A B C 143 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FOTO 3: Ante la presencia de roca basáltica en la superficie de las cepas de cimentación, tuvo que excavarse hasta cumplir con la profundidad de desplante especificada por proyecto. Consecuencia de lo anterior la profundidad de las excavaciones se incremento hasta encontrar un nuevo lecho rocoso resistente de roca basáltica. FOTOS 4 y 5: Al encontrar estrato resistente la excavación era despejada de materiales sueltos de escoria volcánica; puede observarse en ambas fotografías que de las acciones de excavación se generaban oquedades que alojaban el material suelto, produciendo excavaciones de forma completamente irregular. El proceso constructivo propuesto por la contratista siguió el siguiente esquema: FOTO 3 Figura II.54. ESQUEMA DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CIMENTACIÓN. Imagen tomada del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud Ajusco Medio. FOTO 4 FOTO 5 FOTO 5 FOTO 4 144 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El las fotografías siguientes se mostrará el desplante de la cimentación una vez que se encontró el estrato resistente. FOTOS 6 a 11: Cumpliendo con la plantilla especificada en el esquema de la Figura II.54, en las excavaciones que presentaron el estrato resistente a una profundidad mayor a la de desplante, se procedió al relleno de las cepas de cimentación con concreto simple de clase II con f´c =150 kg/cm 2 , agregado grueso, desde el lecho superior del estrato basáltico hasta el nivel de desplante de proyecto, como se observó en las fotografías 3, 4 y 5, no se trató de excavaciones sensiblemente simétricas y en sus taludes presentaban oquedades que había que rellenar. FOTO 6 FOTO 7 FOTO 8 FOTO 9 145 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El proceso que se describió en los últimos párrafos y que es mostrado por las imágenes no se repitió en el total de las cepas de cimentación; en algunos casos el lecho rocoso resistente se encontró apenas por debajo del nivel de desplante. Para estos casos solamente se llevó a cabo la construcción de plantillas de concreto simple complementado con fragmentos de roca volcánica para rellenar y enrasar el fondo de las cepas de cimentación. FOTOS 12 a 15. FOTO 10 FOTO 11 FOTO 12 FOTO 13 FOTO 14 FOTO 15 146 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n De la misma manera que los casos anteriores la excavación fue hecha con los equipos hidráulicos necesarios, los procesos de afine del fondo de la excavación, fabricación y aplicación del concreto de la plantilla fue de forma manual; el concreto fabricado en obra fue de la misma especificación del premezclado empleado en los rellenos anteriores. Una vez completados los trabajos referentes a colado de plantilla o en su defecto relleno de excavaciones se procedió con el acomodo de los armados de refuerzo de las zapatas aisladas y candeleros de cimentación dentro de su excavación correspondiente, para ser alineados con equipo de topografía para evitar errores de trazo considerando que la estructura es prefabricada, por lo cual los elementos son modulados y para su montaje se requiere de precisión para evitar cortes y consecuentes daños a la integridad y seguridad estructural de los elementos que forman el edificio. Una vez que se cumplió lo anterior se procedió al cimbrado de los candeleros y zapatas de cimentación, implementando dentro del armado el accesorio de acero necesario y especificado para recibir la columna prefabricada (Figura II.55). Figura II.55. PLACA DE ASIENTO PARA COLUMNA PREFABRICADA, INSTALADA DENTRO DEL CANDELERO DE CIMENTACIÓN. Imagen adquirida por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio. 147 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FOTO 15: Armado de acero de refuerzo para zapatas aisladas y candeleros de cimentación. FOTO 16: Armado de acero de refuerzo para zapatas corridas. FOTOS 17 y 18: Acomodo de acero de refuerzo dentro de la cepa de cimentación. FOTO 15 FOTO 16 FOTO 17 FOTO 18 FOTO 19 FOTO 20 148 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FOTOS 19 Y 20: Cimbrado de zapatas aisladas y candeleros de cimentación. FOTO 21: Cimbrado de zapata corrida, zapatas aisladas, contratrabe y candeleros. FOTO 22: Colado de candelero y zapata aislada. FOTO 23.: Colado de zapata corrida, zapatas aisladas, contratrabe y candeleros. Para las acciones de colado de cimentaciones se utilizó concreto premezclado f‟c = 250 kg /cm 2 con revenimiento de 14 cm con tolerancia no mayor a 2 cm. FOTO 21 FOTO 22 FOTO 23 *Nota: Fotos de 1 a 23, imágenes adquiridas por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio. 149 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n TEORÍA DE PILAS En la ingeniería de cimentaciones una de las aplicaciones del término pila es un miembro estructural subterráneo que tiene la función que tiene una zapata, es decir, trasmitir la carga a un estrato capaz de soportarla, sin peligro de que falle ni de que sufra un asentamiento excesivo. Sin embargo, en contraste con una zapata, la relación de profundidad de la cimentaciónal ancho de la base de las pilas es usualmente mayor que cuatro mientras que para las zapatas, esta relación comúnmente es menor que la unidad. De acuerdo al segundo uso del término pila en la ingeniería de cimentaciones, está referido al apoyo, generalmente de concreto, o mampostería para la superestructura de un puente. Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que la de los pilotes (Figura II.56), las cuales también transmiten al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto. No existe una clara diferencia entre las pilas de cimentación y los pilotes. Las pilas se fabrican directamente en el subsuelo por lo que se les conoce como elementos fabricados in situ cuando los esfuerzos que se transmitirán al subsuelo son exclusivamente de compresión, las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material que tenga la resistencia requerida los cuales deben ser estables durante la vida útil de la estructura que soportarán, siendo los más utilizados la grava, la cal, el mortero, y el concreto premezclado. Las características de los estratos del subsuelo, así como las condiciones del agua subterránea, definirán el material que deberá emplearse para la fabricación de las pilas. Cuando los esfuerzos que se transmitirán al subsuelo son de compresión y de tensión, las pilas por lo general se fabrican utilizando concreto premezclado reforzado con varilla de acero corrugado, tubo metálico o perfiles estructurales, siendo el perfil “H” el más común. El acero de refuerzo puede ser especificado también como una combinación de los mencionados anteriormente , y no necesariamente debe ser de la longitud de la pila cuando el acero exclusivamente absorberá los esfuerzos de tensión; en las condiciones anteriores, el 150 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n anclaje del acero de refuerzo en el concreto se especifica generalmente en el tercio superior de la longitud total de la pila, ya que no se logrará mayor capacidad de tensión al rebasar la longitud de adherencia del acero con el concreto. La sección utilizada con mayor frecuencia es la circular, cuyo diámetro no debe de ser menor a 60 cm (2ft), con el propósito de garantizar la calidad de la pila, puede llegar a especificarse un diámetro hasta de 300 cm (10ft), si es que el comportamiento del subsuelo durante la fabricación de la pila lo permite. Cuando se requiere que el área de contacto con el estrato resistente sea mayor a la del fuste de la pila, se utilizarán ampliaciones en la base cuyo diámetro no será mayor de tres veces al del fuste; así mismo el ángulo que se forma con respecto a la horizontal en la transmisión de cambio de área no deberá ser menor a 60°. La ampliación de la base de las pilas no deberá permitirse bajo el nivel de agua freática, ya que no es posible detectar si su geometría real está dentro de las especificaciones requeridas. Existen pilas que se diseñan con secciones rectangulares u oblongas de 0.6 m x 2.5 m (2 ft x 8.2 ft), o bien de 0.8 m x 2.0 m (2.6 ft x 6.6 ft); uniendo estas secciones se pueden obtener pilas con sección “T” y “H”, que ofrece mayor capacidad de carga y momento de inercia que las descriptas anteriormente. Figura II.56. DIFERENTES TIPOS DE APOYOS PARA PILAS SEGÚN EL SUELO DE DESPLANTE. Imagen tomada del libro “Principios de Ingeniería de Cimentaciones” de Braja M. Das Ed. Thompson 2006. 151 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n VENTAJAS Y DESVENTAJAS Las ventajas y desventajas más importantes que se tienen al resolver una cimentación profunda basada en pilas, con respecto a una solución basada en pilotes son las siguientes: Ventajas: Considerando que las pilas son elementos fabricados in situ, no requieren de área adicional para una planta de fabricación y para su almacenamiento como elementos terminados. Las pilas no están expuestas a sufrir daños estructurales ya que no se requiere que sean maniobradas y golpeadas para su instalación como sucede con los pilotes. La longitud de las pilas puede ser variable dependiendo de la profundidad de los estratos resistentes, lo que permite que se hagan los ajustes correspondientes prácticamente en forma inmediata, lo cual no es tan versátil en el caso de los pilotes ya que estos son prefabricados. La fabricación de las pilas siempre es monolítica y no requiere de juntas especiales, como sucede en algunos pilotes que son instalados en tramos. Las pilas pueden ser instaladas en subsuelos con presencia de gravas y boletos, aplicando el procedimiento adecuado que permita la estabilización de la pared de las perforaciones, lo cual no es posible llevar a cabo para cimentaciones basadas en pilotes, ya que el diámetro de las perforaciones es inferior a 1.20 m (4ft), dimensión que permite la extracción de los obstáculos. La capacidad de carga de las pilas es mayor que la de los pilotes, sin embargo se debe considerar el efecto de escala. Desventajas: Las pilas requieren siempre de perforaciones previas, mientras que los pilotes son instalados por hincado, lo que provoca un desplazamiento del subsuelo. Cuando existen estratos de subsuelo sin consistencia no es posible realizar la construcción de pilas con calidad, ya que su sección puede llegar a deformarse, lo cual no sucede con un elemento prefabricado; se puede resolver este problema con tubería metálica perdida, lo cual origina un incremento en el costo. 152 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n En la fabricación de pilas es necesario siempre garantizar que en el desplante de las excavaciones no exista material suelto, mientras que un pilote puede trabajar por la fricción generada entre él y el suelo de cimentación. Los cambios de presión del agua subterránea pueden cercenar el fuste de las pilas durante su fabricación, cuando se utilizan además metálicos recuperables y no son retirados adecuadamente. El sistema de ademado de las perforaciones requiere mayor control que en el caso de los pilotes, ya que de éste depende en forma importante la calidad de las pilas. Cimentaciones semiprofundas. Se nombran semiprofundas por ser soluciones intermedias entre cimentaciones superficiales y profundas, para el caso de cimentaciones de pilas esta variante se conoce como pilas cortas. Con cierta frecuencia una solución basada en pilas cortas puede ser más económica y rápida que una solución de cimentación con zapatas, pues se ahorra el costo y tiempo de excavación y cimbrado de las mismas. Construcción de pilas La estratigrafía y condiciones del agua subterránea, así como la profundidad, espesor y tipo de roca, suelo duro u otro material de apoyo para las pilas, influyen en el método de construcción y diseño ya que la permeabilidad, el nivel freático y las propiedades del suelo determinaran la necesidad de usar ademe, lodo o bombeo y definir el método de la colocación del concreto. La disponibilidad de áreas de trabajo, el acceso al sitio y las instalaciones que haya que proteger contra asentamientos, derrumbes, ruido o contaminación, influyen en la selección del método constructivo y por ende el diseño. Las tolerancias permisibles que especifiquen, influyen en la definición de los procesos constructivos, el alcance de la inspección y el control de calidad; para el caso de interés del 153 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n presente trabajo de tesis, las restricciones están marcadas tanto en las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal tanto para el diseño de cimentaciones como para el diseño de estructurasde concreto y en las Normas de Construcción del Gobierno del Distrito Federal. En síntesis, el proceso constructivo implica: 1. Formar la perforación por métodos rotatorios o de percusión dependiendo del tipo del suelo con el equipo y herramienta adecuada hasta la profundidad de proyecto; dependiendo de la estabilidad del suelo se recurrirá a los ademes o lodo bentonítico. 2. Habilitar la jaula de armado correctamente acorde a las dimensiones de la perforación y a las restricciones de proyecto. 3. Colocar de manera controlada el concreto fresco cuidando evitar la segregación del material. 4. Verificación de producto terminado. El procedimiento de construcción más utilizado es la construcción de pilas de cimentación, implica la perforación rotatoria. Se deberán seleccionar los métodos constructivos que garanticen la localización precisa de la perforación para la pila, su verticalidad, que el suelo adyacente a la excavación no se altere mayormente y que se obtenga una perforación limpia, que tenga y conserve las dimensiones de proyecto en toda su longitud. Tan importante es la selección atinada del equipo de perforación que tenga la capacidad suficiente para la obra en cuestión, como la selección apropiada de la herramienta de ataque. Un proceso constructivo óptimo a base de pilas de cimentación normalmente implica excavar el barreno y colocar en seguida el concreto; ya que de lo contrario pueden presentarse relajamientos del material de las paredes hacia el interior de la perforación, con la consiguiente disminución de la resistencia al corte y mal comportamiento posterior de la pila. 154 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 1. Perforación. La perforación es la etapa inicial en la construcción de las pilas y consiste en formar un barreno en el subsuelo, donde posteriormente se deposita el material que formara a la pila en sí, sea este concreto reforzado, simple o ciclópeo, etc. Sus dimensiones dependen de los requerimientos del proyecto y su sección transversal comúnmente cilíndrica puede tener la ampliación en forma de campana en su base. Para la perforación, la industria de la construcción cuenta con los siguientes equipos y herramientas: Perforadoras hidráulicas: Son equipos multifuncionales diseñados para la ejecución de obras de pilotaje capaces de utilizar técnicas de trabajo distintas, son equipos auto desplazables sobre cadenas (Figura II.57). Perforadoras montadas sobre grúas: Son equipos muy versátiles diseñados para la ejecución de obras de pilotaje en todo tipo de suelo (a excepción de roca). Son equipos de gran capacidad y rapidez que proporcionan una solución práctica para volúmenes grandes y medianos. Perforadoras sobre camión: Las perforadoras montadas en camión son equipos diseñados para la ejecución de obras de pilotaje en suelos blandos a semiduros. Son equipos compactos que proporcionan una solución económica para volúmenes pequeños y medianos Herramientas para perforación de pilas: Las principales herramientas que acopladas a los equipos de perforación permiten formar los barrenos en el subsuelo, son los botes de perforación, las brocas y los trépanos. *Imagen tomada del sitio: www.gruponecs.com el 08 de Marzo de 2010 *Figura II.57. PERFORADORA HIDRÁULICA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PILAS. 155 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Botes de perforación: Los botes son herramientas de perforación diseñadas para trabajos en suelos secos y bajo agua, blandos a duros. Son herramientas que dejan poco o nulo azolve en la perforación (Figura II.58). Existen botes estándar y botes de corte para suelos duros, con boleo o piedra, con diferentes diámetros y capacidades; los dímetros de los botes de perforación más comunes varían entre los 60 y 250 cm y para las siguientes situaciones: Botes para acilla Botes de corona(para corte) Botes para ampliación de base (campana) Figura II.58. BOTES DE PERFORACIÓN. Imagen tomada del Manual de diseño y construcción de pilas y pilotes de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos 1983. 156 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Brocas de perforación: Las brocas son herramientas de perforación diseñadas para trabajos en suelos secos con dureza media a duro. Existen brocas estándar y brocas de corte para terrenos duros y con boleos o piedra, con diferentes diámetros y capacidades (Figura II.59). Trépanos: Los trépanos son herramientas de gran peso que trabajan a percusión dejándolos caer libremente desde cierta altura. Se utilizan para romper rocas o boleos encontrados en la perforación o para empotrar las pilas en las formaciones rocosas (Figura 2.61). Las características geométricas de un trépano deben ser función de las correspondientes al terreno a perforar. Según el tipo de formación de que se trate, deben predominar unas u otras funciones del trépano para que su trabajo de perforación sea óptimo. Trepano para rocas duras: Las funciones del trépano son penetrar y escariar. Deben elegirse trépanos con ángulo de penetración aguado y amplio ángulo de despeje para rocas no abrasivas y con ángulo de penetración obtuso, amplia superficie de desgaste y poco ángulo de despeje para rocas duras y abrasivas. Figura II.59. BROCAS DE PERFORACIÓN Imagen tomada del Manual de diseño y construcción de pilas y pilotes de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos 1983. 157 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Trepano para rocas blandas (pizarras, margas, rocas arcillosas en general): La principal función del trépano es la mezcladora, por lo que se deben elegir trépanos con poco ángulo de penetración, amplio ángulo de despeje, gran superficie de trituración y pequeña sección del cuerpo del trépano, para que los pasos de agua sean grandes. Su peso, salvo casos excepcionales, puede variar entre 100 y 500 kg para pozos pequeños y de mediano diámetro y de 500 a 1200 kg para pozos de gran diámetro. Presenta formas variadas, para tratar de ajustarse con ellas a determinadas funciones específicas: 1. Trépano de estrella o cruciforme. Adecuado para perforar formaciones estratificadas con buzamiento, donde exista una tendencia a producirse desviaciones en las perforaciones. En general con éste tipo de trépano se obtienen buenos rendimientos en cualquier clase de roca, independientemente de su utilidad para evitar desviaciones. Presenta longitudes comprendidas entre 1,00 y 1,60 metros. 2. Trépano regular o californiano. Presenta hombros escurridizos y biselados para evitar atranques en su movimiento hacia arriba. 3. Trépano salomónico. Adecuado para formaciones blandas, con tendencia al desprendimiento, sobre todo si son plásticas, pues las caras del trépano alisan y compactan con su roce las paredes de la perforación. Figura II.60. DIFERENTES TIPOS DE TRÉPANOS DE PERFORACIÓN. Imagen recuperada del sitio www.millarium.com el 24 de Agosto de 2010. 158 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Básicamente de conocen cuatro procedimientos de perforación y construcción de pilas: Método constructivo seco o sin protección: La perforación sin protección es aplicable a suelos firmes o compactos, cohesivos, sobre o bajo el nivel de aguas freáticas (NAF) que no presenten derrumbes o socavones al ser cortados por las herramientas de perforación. Un método sin protección es aplicable para rocas o suelos que pueden mantener estables sus paredes en cortes verticales aun en presencia de agua siempre que el flujo no sea excesivo. Para perforar estos materiales basta seleccionar el equipo y herramienta adecuados con base a la resistencia detectadaen el subsuelo. El proceso constructivo es el siguiente: a) Se realiza la perforación de la pila hasta la profundidad de proyecto, si es necesario se realiza la ampliación de la base con la herramienta adecuada. b) Colocación de la jaula de refuerzo dentro de la perforación. c) Vaciado controlado de concreto con tubería Tremie, bacha o “trompa” de colado. Método constructivo con ademe: La protección de la perforación puede ser requerida por la inestabilidad propia del suelo o la presencia de aguas freáticas. Es utilizado en roca o en suelos en donde existe la posibilidad de derrumbe o deformación excesiva de la perforación. La protección de la perforación además de las paredes de la misma puede incluir el fondo, la protección a base de ademes metálicos se logra con el hincado de tubería metálica de longitud y espesor adecuados según el caso de la perforación. Los ademes metálicos en la perforación de pilas pueden ser recuperables cuando se extraen al finalizar la construcción de la pila o bien pueden perderse cuando se integran a esta. La secuencia del proceso se describe a continuación: a) Se realiza la perforación para la pila por medios mecánicos. b) De presentarse un suelo inestable, se introducirá lodo bentonítico para estabilizar la excavación y evitar derrumbes o deformaciones. c) Se introduce un ademe. d) El lodo bentonítico es bombeado al exterior de la perforación. e) Se introduce dentro del ademe el armado de refuerzo. 159 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n f) Se comienza con el vaciado controlado de concreto por medio de la tubería Tremie y el ademe es retirado gradualmente teniendo cuidado de no propiciar derrumbes en las paredes de la perforación o deformaciones en la sección de la pila. g) El ademe se retira totalmente. Método Chicago: Es un proceso constructivo desarrollado el siglo pasado en la ciudad de Chicago en E.U.A., contempla la inclusión de un ademe formado por una serie de duelas de madera conocida como forro, el cual está sujeto por soleras de acero conocidas como anillos, en este caso el ademe no se retira durante las acciones de colado, por lo que queda ahogado al interior de la excavación. La secuencia de construcción es similar al método anterior sin contemplar la recuperación del ademe. Método constructivo húmedo: Este método es llamado también Método del lodo de perforación, denominando lodo de perforación a una mezcla de agua con arcilla coloidal, generalmente bentonita, empleada como auxiliar en la ejecución de barrenos. Durante el proceso constructivo húmedo, el lodo cumple con las siguientes funciones: a) Estabilizar las paredes, formando una película plástica e impermeable producida por el depósito de las partículas solidas del lodo al filtrarse este a través de las paredes de la perforación. Esta película conocida como enjarre, permite desarrollar presiones hidrostáticas del propio lodo contra las paredes de la perforación, logrando así su estabilización. A la vez impide la entrada de agua freática a la perforación lo que causa inestabilidad y derrumbes. b) Remover y transportar material producto de la operación del equipo de perforación. c) Enfriar y lubricar la herramienta rotatoria de corte evitando, evitando sobrecalentamiento del equipo y permitiendo lubricación de la herramienta contra las paredes de la perforación. La estabilización de perforaciones para pilas usando lodo bentonítico, se aplica a suelos inestables que presenten problemas de derrumbes ya sea por la presencia de agua freática o por sus desfavorables propiedades mecánicas. Adicionalmente el lodo permite soportar en 160 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n suspensión partículas solidas evitando con ello sedimentaciones indeseables durante la fase de colado. El proceso constructivo se describe a continuación: a) Avanza la perforación de la pila incluyendo lodo bentonítico para estabilización hasta encontrar la profundidad de proyecto. b) Se introduce dentro de la perforación con el lodo la jaula de refuerzo de la pila. c) Se vacía el concreto de forma controlada con el tubo Tremie, el concreto, por diferencia de densidades desplazará el lodo bentonítico al exterior de la perforación. d) El lodo desplazado es captado en un pozo colector situado a un lado de la pila que se está colando. 2.- Armado de acero de refuerzo. El segundo paso para la construcción de las pilas de cimentación es el armado de la jaula de con acero de refuerzo, el cual debe habilitarse, armarse y colocarse apegándose siempre a proyecto. Traslapes: Durante el habilitado y armado del acero de refuerzo debe considerarse siempre la normatividad aplicable en la materia y una planeación correcta en el uso del acero con el objeto de evitar que los traslapes queden en la misma sección transversal y verificar los el desarrollo de los mismos que nunca será menor al equivalente a 40 ø la de la varilla para barras hasta el # 8 y para mayores la utilización de bulbos de soldadura cuya ejecución que siempre requerirá de personal calificado y de un programa de pruebas de calidad. Dobleces: Las dimensiones de escuadras y /o ganchos utilizados para el habilitado del acero de refuerzo debe obedecer a proyecto y a la normatividad aplicable en la materia. (Figura 2.62) Recubrimientos y espaciamiento: Se denomina recubrimiento al espesor de concreto remanente entre la cara exterior del elemento estructural de concreto y la cara exterior del acero de refuerzo más cercano, esto tiene por objeto proteger al acero de refuerzo de los agentes adversos, atmosféricos o químicos del ambiente en el que va a estar trabajando el 161 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n elemento de concreto, ya que se puede presentar la corrosión y poner en riesgo la integridad de la estructura. En cuanto al espaciamiento la distancia libre entre varillas paralelas no deberá ser menor al diámetro nominal de la varilla o una y media veces el tamaño máximo del agregado (TMA) o menor a 2.5 cm, lo que sea mayor (Figura 2.63). Varilla No. dh Ganchos a 90° Ganchos a 180° a (cm) j (cm) a (cm) j (cm) h (cm) 2 6db 9 10 10 5 9 2.5 “ 11 13 12 6 10 3 “ 14 15 13 8 10 4 “ 19 21 15 10 12 5 “ 23 27 18 13 13 6 8db 27 32 20 15 15 8 “ 37 42 33 25 23 10 10db 47 59 50 39 32 12 “ 58 71 60 50 40 Elemento Medio Ambiente Inocuo Agresivo PILA 5 (cm) 7.5 (cm) PILOTE 7.5 (cm) 10 (cm) Figura II.61. MEDIDAS RECOMENDADAS PARA HABILITAR GANCHOS Y ESCUADRAS EN ARMADO DE REFUERZO PARA PILAS. Imagen y datos tomados del “Manual de diseño y construcción de pilotes y pilas” de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos 1983. Figura II.62. Recubrimiento recomendado para el armado de refuerzo de elementos de cimentación. Imagen y datos tomados del “Manual de diseño y construcción de pilotes y pilas” de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos 1983. 162 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Cuando se usen paquetes de varillas estos deberán tener como máximo 4 varillas y las mismas deberán terminarse a intervalos de 40 ø, salvo que sean necesarios en toda su longitud, para fines de espaciamiento, un paquete debe ser considerado como una sola unidad. Para refuerzo en espiral, el espaciamiento centro a centro no debe ser mayor que un sexto del diámetro del núcleo de concreto. La separación libre entre las espirales no debe de ser mayor a 7.5cm ni menor de 3.5cm o 1.5 veces el TMA. Para estribos circulares o rectangulares, la separación entre los mismos no debe ser mayor que 16 veces el diámetro de la varilla longitudinal o 48 veces el diámetro del estribo o la dimensión menor del elemento. Manejo y colocación: Cuando por necesidades de la obra o del proyecto el armado tengaque hacerse él un sitio y transportarse hasta el lugar de los trabajos, proyecto deberá considerar un armado extra para evitar movimientos o desplazamiento del acero ya armado durante el transporte así mismo en obra deberá contarse con equipo con la capacidad suficiente para el manejo del armado y la colocación dentro de la perforación. Si el proceso constructivo propuesto considera la recuperación de algún ademe, se debe cuidar que durante la extracción no se altere el armado y evitar que este quede en contacto con el suelo. 3.- Colocación controlada del concreto. Para la fabricación del concreto que ha de utilizarse para la construcción de pilas de cimentación deberá siempre consultarse y apegarse a la normatividad aplicable a la materia; para el caso que nos ocupa, una obra pública para el Gobierno del Distrito Federal, aplican las Normas de Construcción del Gobierno del Distrito Federal, en su Libro 4 Tomos I, II y III donde especifica la calidad de materiales para las obras publicas y el Libro 3 Tomo II para la edificación de obras publicas. En forma general se deberán tomar en cuenta los siguientes aspectos para asegurar la calidad del concreto: 163 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n a) Tamaño del agregado (TMA): Es importante que el concreto pase libremente entre los espacios libres del acero de refuerzo para que logre ocupar el espacio excavado para la pila, por lo que es recomendable que el agregado no sea mayor a 2 /3 del espacio libre entre varillas o mayor al recubrimiento del acero. b) Revenimiento: En función del revenimiento se puede medir la trabajabilidad del concreto y es útil para detectar variaciones de uniformidad de una mezcla dentro de proporciones determinadas, por ello para lograr resultados óptimos durante el colado es fundamental el buen proporcionamiento de la mezcla de concreto. Se recomiendan revenimientos variables entre 15 y 20cm además del empleo de aditivos con el fin de retardar el fraguado durante el colado y mejorar las características de trabajabilidad. Es importante que el colado sea continuo para evitar juntas frías. c) Aditivos: Se deberán utilizar los aditivos que puedan contribuir para el éxito del colado, retardantes de fraguado y fluidizantes; siempre también verificar la normatividad aplicable en la materia. Colocación de concreto: Colado en seco: Antes de proceder al colado del concreto es fundamental efectuar una limpia cuidadosa del fondo, eliminando los azolves o recortes sedimentados en el fondo de la perforación mediante herramienta apropiada; en algún momento que existan condiciones de seguridad, la limpieza se podrá hacer de forma manual. Durante el colado del concreto para pilas se buscara siempre evitar la segregación del concreto. Cuando la perforación está totalmente libre de agua y su sección transversal lo permite, el colado se puede realizar por medio de recipientes especiales “bachas” que se descargan por el fondo y son movilizadas generalmente con grúa. También se pueden utilizar tuberías de conos segmentadas conocidas comúnmente como “trompas de elefante”, tuberías Tremie (Figura II.63) o bombas para concreto. Colado bajo agua o lodo: Cuando el concreto debe colocarse bajo el agua o bajo lodo bentonítico, se acostumbra emplear una o varias tuberías estancas o Tremie (que no permiten el paso del agua a su interior) de acuerdo con las dimensiones de la pila, cuyo 164 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n diámetro interno sea por lo menos 6 veces el tamaño del agregado grueso del concreto. Para su manejo puede estar integrada por varios tramos de 3 metros de longitud como máximo, fácilmente desmontables, por lo que se recomienda tengan cuerdas de listón o trapezoidales. Es imperativo que la tubería sea lisa tanto por dentro para permitir el libre flujo del concreto como por fuera para evitar atoramientos con el armado de refuerzo. En la punta de la tubería se acopla una tolva de forma cónica para recibir el concreto. Durante la movilización y transporte de los tubos, es recomendable engrasar y proteger sus cuerdas con anillos especiales roscados. Los diámetros usuales para estas tuberías varían entre 8” y 10”. El procedimiento de colado mediante la tubería Tremie siempre busca colocar el concreto a partir del fondo de la perforación dejando permanentemente embebido el extremo inferior de la misma; así, al avanzar el colado tiene lugar un desplazamiento continuo de lodo o agua manteniendo una sola superficie de contacto; la del primer volumen de concreto colocado. La gran diferencia en densidades entre el concreto (2.4 ton/m3) y el lodo (1.04 ton/m3) ayuda a que dicho desplazamiento se efectué eficazmente; es recomendable seguir las siguientes recomendaciones a fin de lograr buenos resultados: Revisar el buen estado de la tubería Tremie antes de ser colocada dentro de las perforaciones asegurándose del buen estado y engrasado de las cuerdas verificando que no existan desajustes que pudieran permitir el paso de lodo o agua. Antes de empezar el colado, es necesario colocarle en su extremo superior a la tubería ya instalada, un tapón deslizable (diablo) que puede ser una cámara de balón inflada, la cual tiene como función evitar la segregación del concreto en el iniciar el colado, ya que después el concreto en el interior de la tubería se encarga de amortiguar la caída evitando tal efecto. Al iniciar el colado, el extremo inferior de la tubería debe estar ligeramente arriba del fondo de la excavación con el objeto de dejar salir el tapón y el primer volumen de concreto, después de ello el extremo inferior de la tubería deberá estar embebido en el concreto, es indispensable llevar registro de los niveles de concreto alcanzados 165 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n durante el colado para en el momento en que se juzgue conveniente retirar tramos de tubería sin correr riesgo de que esta quede fuera del concreto. La operación de colado debe ser realizada en forma continua, para evitar el peligro de que durante los lapsos de espera, el concreto inicie su fraguado y se provoquen taponamientos. Figura II.63. TUBERÍA TREMIE PARA COLADO DE PILAS, DISPOSITIVO PARA SOTENER LA TUBERIA Y TAPON DESLIZABLE .Imágenes tomadas del Manual de diseño y construcción de pilas y pilotes de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos 1983. 166 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n PROCESO CONSTRUCTIVO PROPUESTO Se propone la construcción de pilas cortas al menos en la plataforma inferior de esta estructura, lo anterior para salvar la profundidad a la que fueron encontrados los estratos resistentes, adecuados para desplantar los elementos de cimentación de este inmueble. Como se observó en la memoria fotográfica anteriormente expuesta, entre la superficie contemplada para el desplante de la cimentación y el estrato resistente predomina la presencia de escoria volcánica suelta intercalándose en algunos casos con escoria volcánica fracturada. La propuesta de la construcción de las pilas busca hacer más eficiente el proceso constructivo de la cimentación, ya que para alojar la pila solamente es necesaria la perforación respecto al diámetro propuesto, evitando así la realización de grandes excavaciones, que dadas las características del terreno presentaron una geometría por demás irregular. Estructuralmente las pilas cumplen con las mismas funciones de una zapata de cimentación: transmitir las cargas de la estructura hacia estratos que sean lo suficientemente fuertes para aguantarlas. Al proponer la construcción de pilas de concreto armado apoyadas directamente sobre roca basáltica se entiende que el proceso de cimentación prescindiría deluso de zapatas aisladas para soporte de las columnas del edificio. Se proponen pilas de concreto f‟c= 250 kg/cm 2 armadas con barras de acero corrugado Fy = 4,200 kg/cm 2 con diámetros de 1.20 y 1.50 m, y con profundidades variables, según lo observado en campo, entre 4 y 5 m. VENTAJAS: 1. Al contar con elementos de cimentación con una sección geométrica menor, el volumen de excavación es menor, por lo cual el tiempo de ejecución se reduciría de forma considerable, ya que el mismo equipo tendría los medios para el ataque de la estratigrafía presente en el predio. 2. El volumen de concreto para cimentación se reduciría de forma considerable, ya que el objeto de la pila es alcanzar el estrato resistente a la profundidad que éste se 167 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n encuentre para transmitirle las cargas de la estructura, con la construcción de pilas se prescindiría de rellenos de concreto simple para alcanzar niveles de desplante. 3. Al no ser necesaria la construcción de zapatas aisladas, las acciones de cimbra se restringirían solamente a los candeleros de cimentación. 4. La excavación para alojar el candelero de las columnas sería solamente según la geometría de éste, despreciando el suelo que se encuentre a este nivel, ya que es la pila la que realizaría transmisión de las cargas, los rellenos de concreto se restringirían a enrase para apoyo del candelero y descabece de las pilas que deben anclarse al candelero. DESVENTAJAS: 1. Para la implementación de pilas de cimentación se debe de conocer con precisión la presencia de estratos resistentes, la propuesta está basada en los sondeos mixtos preliminares de mecánica de suelos que advertían sobre la profundidad variable del estrato resistente y de las observaciones hechas durante las excavaciones de la cimentación ejecutada, por lo cual hubiese sido necesaria la realización de sondeos verificatorios más profundos para conocer un panorama más amplio del subsuelo de cimentación y así determinar cuál es la profundidad más adecuada para el desplante considerando las dimensiones de los elementos de cimentación. 2. La presencia de escorias sueltas en la estratigrafía del terreno harían propensa a derrumbes la perforación de una pila, por lo cual se hace necesario un ademe para contener materiales sueltos, evitar caídas y contaminación del concreto de las pilas, por lo cual se propone una variante el uso del método Chicago, solamente que en lugar de emplear un forro de duelas de madera, se propone el uso de mallas de alambre para evitar la entrada de materiales extraños al interior del elemento durante las acciones de colado. 3. Se propone el uso de campana en la punta inferior de la pila, ya que se desconoce el espesor del estrato resistente, lo cual impide la estimación de una profundidad de empotramiento dentro de la roca basáltica. 168 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n RECOMENDACIONES DEL AUTOR: 1.- Perforadora: Por la multifuncionalidad que ofrece, se recomienda la utilización de una perforadora hidráulica sobre orugas, equipo que bien puede realizar perforación por medios rotatorios o por percusión. El equipo a seleccionar debe tener dentro de su rango de operación tanto la profundidad como el diámetro de proyecto. Se recomiendan equipos de la marca SOIL MECS modelos R -412, SR- 416, SR- 80C o SR- 100. 2.- Herramienta de corte: Como se ha expuesto en párrafos anteriores el sub suelo del predio “La Piñanona” donde fue construido el Hospital General Ajusco Medio está compuesto generalmente por estratos de escoria volcánica y estratos de roca basáltica; por lo tanto es recomendable que para un predio de similares características y atendiendo el presente trabajo de tesis se utilicen botes de perforación con capacidad de perforación en la roca, o bien la utilización de trépanos de perforación que obedecen a métodos por percusión, la cual se logra sistemas hidráulicos y neumáticos que transmiten una serie rítmica de impactos al material por perforar; para diámetros menores se utilizan equipos como martillos hidráulicos y para diámetros mayores se utilizan los trépanos de perforación Figura II.64. COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA PERFORADORA HIDRÁULICA. Imagen recuperada del sitio www.soilmec.com el 25 de agosto de 2010 y modificada por el autor. 169 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n cuya acción es similar a la de un cincel que se levanta y deja caer sistemáticamente contrala roca (Figura II.65). 3.- Perforación: Dado que durante la exploración geotécnica y durante los trabajos de terracería no se hizo presente el nivel de aguas freáticas, se recomienda en circunstancias similares una perforación seca (sin protección a base de lodo bentonítico). Por las características del subsuelo antes descrito es posible que se presentaran caídos de material suelto (escoria volcánica) durante la perforación o después de esta, por lo cual la geometría del barreno pudiese ser un tanto irregular ya que al caer el material suelto dejaría en las paredes oquedades que en algún momento representarían incremento en la cantidad de concreto para la pila, por lo cual la presente propuesta contempla la aplicación de métodos similares al método de Chicago, formando un ademe a base mallas de alambre o plástico para evitar sobretodo la entrada de materiales extraños durante las operaciones de colado. Figura II.65. BOTE DE PERFORACIÓN PARA ROCA. Imagen recuperada del sitio www.soilmec.com el 25 de agosto de 2010 y modificada por el autor. 170 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 4.- Armado: El habilitado y armado de las pilas de cimentación se pudo hacer directamente en el predio ya que no se consideran elementos de dimensiones excesivas y por contar con espacio en el predio de los trabajos de construcción. Los dobleces y en su caso los tras lapes deberán hacerse siguiendo la normativa aplicable en la materia. 5.- Colado: La colocación del concreto la cual se recomienda por tubería Tremie deberá realizarse de forma continua siguiendo la normativa aplicable en la materia; lo mismo aplicara para la utilización de aditivos y el muestreo de concreto fresco. 6.- Equipos adicionales: Por su funcionalidad para el manejo de carga y su movilidad es recomendable una grúa montada sobre orugas para los trabajos correspondientes a colocación de acero de refuerzo y manejo de tubería Tremie durante el colado del concreto. 7.- Descabece de pila: Se recomienda seguir lo que marcan las Normas Técnicas Complementarias para la construcción de Cimentaciones en cuanto al concreto excedente que se dejara fluir fuera de la pila durante el colado, el cual será removido con equipo de hidráulico de percusión y el acero saliente será conectado al elemento de cimentación; el candelero. 171 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n DIMENSIONAMIENTO DE PILAS Se proponen las siguientes secciones geométricas para las pilas de cimentación, la profundidad se estima entre los 4 y 5 m, según lo observado en campo. Eje Eje Diámetro de la pila (m) As (No. De Barras) Separación de estribos (s) 1 A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1A A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 A1 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 B 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 C 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 D 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 E 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 1 F 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 B 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 C 1.50 12 vars.# 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 D 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 E 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 F 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 2 G 1.20 12 vars. # 8 Vars. # 4 @ 20cm 3 A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 B 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 C 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 D 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 E 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 F 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 3 G 1.20 12 vars. # 8 Vars. # 4 @ 20cm 4 A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 B 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 C 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 D 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 E 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 F 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 4 G 1.20 12 vars. # 8 Vars. # 4 @ 20cm 5 A 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 5 B 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 5 C 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 5 D 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 5 E 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm 5 F 1.50 12 vars. # 12 Vars. # 4 @ 20cm Los detalles constructivos de la presente propuesta se encuentran plasmados en los planos PRC-01 a PRC-04 Para su consulta en la siguiente liga: Anexos\PROPUESTA DE CIMENTACION PRC1 a 4.dwg Anexos/PROPUESTA%20DE%20CIMENTACION%20PRC1%20a%204.dwg Anexos/PROPUESTA%20DE%20CIMENTACION%20PRC1%20a%204.dwg 172 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Las cargas para el diseño se tomaron de la bajada de cargas expuesta párrafos atrás. El suelo alrededor de una pila de cimentación le proporciona confinamiento a lo largo de todo su fuste cuando no existen fuerzas laterales (sismos, flujo de agua, etc.), al existir fuerzas laterales una pila de cimentación deja de trabajar como columna sometida a fuerza puramente axial, debido a que las fuerzas laterales, pueden provocar excentricidades en la cimentación basada en pilas, éstas son diseñadas de acuerdo a columnas sometidas a flexo- compresión. La formulación que define la resistencia estructural de la pila es la siguiente: 1.- Materiales: Concreto f´c = 250 Kg/cm2 Acero de refuerzo fy= 4,200 kg/cm2; acero principal ø # 12 y acero transversal ø # 4 T.M.A. del concreto= 2.5 cm f*c= 200 kg/cm2 f”c= 170 kg/cm2 2.- Composición de momentos en condición sísmica y condición estática: 3.- Resistencias en condición sísmica y estática: 173 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Donde: Pu= carga axial última Mu= momento último e= excentricidad Dimensionamiento de la sección: Recubrimiento de 7 cm Diámetros propuestos (D); 1.20 y 1.50 m Diámetros efectivos (d): 1.06 y 1.36 m Se obtiene la relación: Con la cual según lo recomendado por las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, para diseño de elementos a flexo-compresión se utilizarán diagramas de interacción, de las cuales se obtiene la cuantía de acero q, la gráfica de interacción se muestra en la Figura 2.67. 4.- Refuerzo principal en condición sísmica y condición estática. Para la utilización del diagrama de interacción se requieren los siguientes parámetros: 174 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Donde: P es el porcentaje de acero respecto a la sección geométrica del elemento. e/D y K, son los parámetros de interacción del diagrama, con los cuales se obtiene la cuantía de acero q, la cual, para regir en el diseño del elemento, siempre tendrá que tener un valor mayor que 0.2, este cálculo se hace de igual manera para la condición sísmica y para la condición estática, la que ofrezca la mejor cuantía de acero será la que rige. El área de acero As, resulta de multiplicar el porcentaje de acero por el área de la sección, por tratarse de pilas de sección circular la expresión queda de la siguiente manera. Se proponen estribos de varilla ø # 4, la separación de los estribos se calcula con la siguiente expresión: Donde: s= Separación entre estribos Dv= diámetro de la varilla del estribo fy= Módulo de fluencia del acero Tomando la bajada de cargas con la que fueron diseñadas las zapatas, y con el método ya descrito, fueron determinados las secciones y refuerzos de las pilas propuestas por el presente trabajo, la secuencia de cálculo se puede consultar en la siguiente liga: Anexos\DIMENSIONAMIENTO DE PILAS.xls Anexos/DIMENSIONAMIENTO%20DE%20PILAS.xls 175 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño de Cimentaciones recomiendan: Cuando se usen pilas con ampliación de base (campana), la perforación de la misma se hará verticalmente en los primeros 20 cm para después formar con la horizontal un ángulo no menor de 60°: el peralte de la campana será por lo menos de 50 cm. No deben construirse campanas bajo agua o lodos, ya que los sistemas empleados para esta operación no garantizan la colocación de concreto sano en esta zona que es donde se desarrollará la capacidad de carga. Siguiendo lo anterior fue como se determinaron las dimensiones de la campana en cada una de las pilas. RECOMENDACIONES DE LAS NTC PARA CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES BASADAS EN PILAS Para el desplante de las cimentaciones sobre pilas las NTC recomiendan: a) Antes del colado se procederá a la inspección directa o indirecta del fondo de la perforación para verificar que las características del estrato de apoyo son satisfactorias y que todos los azolves han sido removidos. b) El colado se realizará por procedimientos que eviten la segregación del concreto y la contaminación del mismo con el lodo estabilizador de la perforación o con derrumbes de las paredes de la excavación. c) Cuando la construcción de una cimentación requiera del uso de lodo bentonítico, el constructor no podrá verterlo en el drenaje urbano, por lo que deberá destinar un área para recolectar dicho lodo después de usarlo y transportarlo a algún tiradero ex profeso. d) Otros aspectos a los que deberá prestarse atención son el método y equipo para la eliminación de azolves, la duración del colado, así como el recubrimiento y la separación mínima del acero de refuerzo con relación al tamaño del agregado. 176 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n e) En el caso de pilas coladas en seco, la longitud adicional podrá ser de 50% del diámetro de las mismas, evitando remover el concreto de esta parte en estado fresco con el propósito de que el “sangrado” del concreto se efectúe en dicha zona. f) Esta parte se demolerá con equipo neumático hasta 20 cm arriba de la cota de desplante de la cimentación; estos últimos 20 cm se deberán quitar en forma manual procurando que la herramienta de ataque no produzca fisuras en el concreto que recibirá la cimentación. g) En cualquier tipo de pila será necesario construir un brocal antes de iniciar la perforación a fin de preservar la seguridad del personal y la calidad de la pila por construir. h) No deberán construirse pilas de menos de 80 cm hasta 30 m de profundidad, ni de menos de 100 cm hasta profundidades mayores. i) Las pilas deberán ser construidas con ademe o estabilizadas con lodos a menos que el estudio del subsuelo muestre que la perforación es estable. j) Respecto a la localización de las pilas se aceptará una tolerancia del 10% de su diámetro. La tolerancia en la verticalidad de una pila será de 2% de su longitud hasta 25 m de profundidad y de 3 por ciento para mayor profundidad. 177 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n PROPUESTA ECONOMICA PILAS DE CIMENTACION.A continuación en base al Catalogo de Precios unitarios del Gobierno del Distrito Federal Conocido como C.I.P.U., versión 2007, aplicando un factor de inflación de 3% anual, se presentan costos para la construcción de una pila de cimentación de las características que arrojo ele diseño de la presente propuesta. 1.- Brocales de concreto para pilas, el precio unitario incluye: el suministro del concreto; la mano de obra para la excavación, el habilitado de lámina, cimbrado, descimbrado, colocación del concreto, vibrado, curado, el equipo y la herramienta necesarios para la correcta ejecución de los trabajos. Concreto f'c = 250 kg/cm 2 resistencia normal con agregado máximo de 20 mm y dimensiones de 20 cm en la base inferior, 40 cm en la base superior y 60 cm de altura, incluye: acarreos a 20 m, excavación y construcción del brocal. Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Brocal de 1.62 m de diámetro interior para pila de 1.50 m de diámetro. PZA $ 3,229.72 1 $ 3,229.72 2.- Perforación para pilas coladas en sitio, en material seco, el precio unitario incluye: tubos, brocas para perforación, la mano de obra en apoyo a las maniobras de la perforación, limpieza, maquinaria, equipo y la herramienta necesarios para la correcta ejecución de los trabajos. Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Perforación para pila hasta 20.00m de profundidad y 1.50 m de diámetro m $ 567.82 5 $ 3,289.13 3.- Suministro, habilitado y colocación de acero de refuerzo, el precio unitario incluye: el suministro del acero de refuerzo, del alambre recocido para amarres, silletas, separadores, la mano de obra para el acarreo libre horizontal y vertical, enderezado, trazo, corte, habilitado, elevación, colocación, amarres, retiro del material sobrante, limpieza, la herramienta y el equipo necesarios para la correcta ejecución del trabajo. 178 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Suministro habilitado y colocación de acero de refuerzo grado 42, de 12.7 mm (1/2") de diámetro TON $ 15,707.45 0.30 $ 4,712.24 Suministro habilitado y colocación de acero de refuerzo grado 42, de 32 mm (11/4") de diámetro TON $ 15,277.57 0.802 $ 12,252.61 4.- Concreto hidráulico en pilotes y pilas, el precio unitario incluye: el concreto suministrado por proveedor, desperdicios, la mano de obra para la colocación del concreto, vibrado, curado, muestreo, limpieza, equipo y la herramienta necesarios para la correcta ejecución de los trabajos. Concreto hidráulico resistencia normal f'c= 250 kgk/cm 2 , revenimiento 18 cm, suministrado por proveedor, en pilas, hasta 20.00 m de profundidad. Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Suministro y colocación de concreto hidráulico resistencia normal f'c= 250 kg/cm2 en pila de 150 cm de diámetro, hasta 20.0 m de profundidad. m $ 1,777.33 10.60 $ 18,844.81 5.- Demolición de cabezas de pila, utilizando cuña y marro, el precio unitario incluye: la mano de obra para la demolición, cepillado del acero, limpieza, el equipo y la herramienta necesarios para la correcta ejecución de los trabajos. Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Demolición de 0.80 m de longitud en la cabeza de pila de diámetro 150 cm. Pza. $ 931.49 .80 $ 745.192 Pila de cimentación de concreto armado; incluye brocal de inicio para perforación a base de concreto f'c = 250 kg/cm 2 resistencia normal con agregado máximo de 20 mm y dimensiones de 20 cm en la base inferior, 40 cm en la base superior y 60 cm de altura, perforación en material seco con equipos hidráulicos a una profundidad estimada de 5m de profundidad, armado de acero de refuerzo vertical con barras # 12 y acero transversal con 179 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n estribos de barras # 4, vaciado de concreto hidráulico resistencia normal f'c= 250 kg/cm 2 , revenimiento 18 cm, suministrado por proveedor y descabece de la punta de la pila. Concepto Unidad P.U Cantidad Importe Pila de cimentación de concreto armado en terreno seco a una profundidad de 5m y con diámetro de 1.50m Pza. $ 43,073.70 1 $ 43,073.70 COMPARATIVA DE COSTOS A continuación se hará una comparativa entre los costos de construcción entre zapatas y pilas de cimentación; tomando los costos según CIPU para el proceso constructivo de pilas y los costos generados por el contratista en la ejecución de zapatas de cimentación, bajo el proceso constructivo ejecutado en obra. CONCEPTO ZAPATA PILA CANDELERO Brocal --------- $ 3,229.72 --------- Perforación por medios hidráulicos --------- $ 3,289.13 --------- Excavación por medios mecánicos $ 28,396.74 --------- --------- Plantilla $ 7,950.45 Habilitado y colocación de acero de refuerzo $ 16,941.88 $ 16,964.85 $ 8,235.37 Cimbra $ 8,234.58 --------- $ 4,117.29 Concreto $ 8,235.37 $ 18,844.81 $ 8,235.37 Descabece --------- $ 745.192 --------- Total por cada unidad $ 69,759.02 $ 43,073.70 20,588.03 TOTAL ZAPATA - CANDELERO $ 90,347.05 TOTAL PILA – CANDELERO $63,661.73 180 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n CASO PRÁCTICO El proceso constructivo propuesto en este trabajo de tesis tomó similitudes del proceso constructivo de la cimentación de un inmueble que representa uno de los antecedentes más cercanos a la construcción del Hospital General Ajusco Medio, también se trata de un hospital construido por el Gobierno del Distrito Federal en la delegación Álvaro Obregón: El Hospital General Dr. Enrique Cabrera (Figura II.66). El Hospital General Dr. Enrique Cabrera se contrató en la modalidad de Proyecto Integral a precio alzado y tiempo determinado, con presupuesto federal bajo la regulación de la Ley de Obras Públicas y servicios relacionados con las mismas, de la misma manera que el Hospital General Ajusco Medio. Se localiza al poniente de la Ciudad de México, ubicado en Av. Prolongación 5 de Mayo Núm. 3170, esquina Av. Centenario, Colonia Ex hacienda de Tarango, delegación Álvaro Obregón, con una superficie de terreno de 21,519.08 m 2 y cuenta 13,567m 2 construidos. El Hospital General Dr. Enrique Cabrera tiene una capacidad de 120 camas censables más 74 no censables, consta de los cinco servicios fundamentales que son urgencias, cirugía, tococirugía, consulta externa y pediatría. Cuenta con cinco niveles de edificación, dos estacionamientos, tres casetas de vigilancia, cisterna, planta de tratamiento, tanque de tormentas, sistema de calentamiento de agua con celdas solares. La construcción del hospital se realizó a cargo de la empresa Ingenieros Civiles Asociados, S.A. de C.V., con un periodo de ejecución de 11 meses. La Población beneficiada con esta obra es aproximadamente de 850 mil habitantes. 181 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Características del predio y cimentación propuesta Según la Zonificación Geotécnica del Distrito Federal el predio se encuentra en Zona I de Lomerío, en el pasado la zona fue explotada para la extracción de materiales pétreos como arena y tepetate, formando cavidades y minas en su interior, explotado el terreno también a cielo abierto. En el caso particular del predio donde fue edificado el Hospital General Dr. Enrique Cabrera, éste se ubica dentro de lo que en la primera mitad del siglo pasado se conocía como “Mina los Coyotes”, al cierre de ésta, sólo quedaron túneles y cavernas utilizadas en las actividades de minería, aunado a lo anterior el predio fue utilizado como tiro de escombro y demoliciones producidas por los sismos de 1985,debido a esto las características son de estratos con diferentes profundidades, predominando arena, tepetate, arena tepetatosa y escombro (rellenos de material heterogéneo). En los estudios de mecánica de suelos se dictaminó que se optara por el sistema de cimentación profunda basado en pilas de concreto armado de f´c=250 kg/cm 2 y una profundidad tal que se alcanzara el estrato de terreno firme el cual se encuentra a una profundidad de 25 a 30 m. Proceso constructivo: 1. Movimiento de tierras, trazo y nivelación topográfica. 2. Perforación de pilas. 3. Armados de refuerzo con dímetros 1 ½” (ø # 12) en acero principal y estribos de ½” (ø # 4). 4. Ademe de sonotubos, lámina negra con anillos de solera de acero, malla gallinero y malla de nylon, para evitar incursión de materiales extraños durante el colado. 5. Colocación de armado de refuerzo dentro de la perforación. 6. Colado del concreto dentro de la perforación con el acero de refuerzo, con ayuda de tubería tremie. 7. Descabece de la punta de la pila. 182 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 8. Armado, cimbra y colado de contratrabes de liga y dados de cimentación. Problemas durante la construcción: Presencia de cavernas a lo largo de la perforación de la pila. Carácter heterogéneo de las capas del subsuelo. Volúmenes excedentes de excavación y concreto utilizado para el colado de las pilas Caídos de masa de suelo durante las actividades de colado de las pilas. Memoria fotográfica: FOTO 1 FOTO 2 PERFORACIÓN PARA PILAS. INSPECCIÓN VISUAL DE LA PERFORACIÓN. 183 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FOTO 3 FOTO 4 FOTO 5 FOTO 6 PRESENCIA DE CAVERNAS Y MATERIALES HETEROGÉNEOS. ARMADO DE ACERO DE REFUERZO EN PILAS. COLOCACIÓN DE ADEMES. FOTO 9 FOTO 8 FOTO 7 FOTO 11 184 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n COLADO DE CONCRETO EN PILAS DE CIMENTACIÓN. DESCABECE DE PILA Y LIGA A DADOS Y CONTRATRABES DE CIMENTACIÓN. FOTO 13 FOTO 10 *Figura II.66. HOSPITAL GENERAL DR. ENRIQUE CABRERA. *Hospital General Dr. Enrique Cabrera, Dirección General de Obras Publicas 2006. **Nota: Fotos de 1 a 13, imágenes de la construcción del Hospital General Dr. Enrique Cabrera, Dirección General de Obras Públicas 2006. FOTO 11 FOTO 12 185 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.7 SUPERESTRUCTURA: CONCRETO PRESFORZADO GENERALIDADES Presfuerzo se puede definir como un precargado del elemento estructural antes de que soporte las cargas propias de su función, con el objeto de mejorar su comportamiento. Este comportamiento se puede mejorar en cuanto a rigidez o resistencia. Rigidez: Bajo el aspecto de rigidez, la idea del presfuerzo se puede aplicar para diferentes materiales estructurales. Así se tiene el ejemplo de contra flechas inducidas en vigas de acero con el objeto de reducir las deflexiones verticales causadas por las cargas de servicio. Resistencia: En la perspectiva de la resistencia, la idea del presfuerzo se aplica a aquellos materiales como el concreto con una resistencia a la tensión muy baja. El concepto es muy sencillo: con el precargado o presfuerzo se inducen esfuerzos de compresión en el concreto, con la finalidad de compensar los esfuerzos de tensión desarrollados por las cargas propias de la función del elemento estructural, además de su peso propio. De esa manera dicho elemento estructural se comportará como si resistiera esfuerzos de tensión. La idea del presfuerzo: superposición de esfuerzos Históricamente se cuenta con pocos antecedentes del uso del presfuerzo en la ingeniería, la primera aplicación de una técnica de presfuerzo corresponde a un método artesanal que aún sigue vigente en la fabricación de barricas para almacenar vino. Estas barricas son construidas ligando duelas de madera con aros de acero durante la fabricación de las barricas, los aros son calentados y en ellos son introducidas las duelas de madera, al enfriarse los aros de acero ejercen, sobre el barril, un esfuerzo opuesto al empuje del vino. 186 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El ejemplo anterior explica en forma sencilla una superposición de esfuerzos producida por la contracción de los aros de acero al enfriarse. En una forma similar es aplicado el presfuerzo a elementos estructurales. Explicado de un modo muy sencillo consiste en aplicar esfuerzos de tensión, dentro de rango elástico, a elementos de acero especial para el presfuerzo que al tratar de regresar a su longitud original comprime al concreto. Una de las primeras aplicaciones se dio en 1872, en la ciudad de San Francisco el ingeniero P. A. Jackson, patentó un sistema de concreto presforzado, para la construcción de arcos y bóvedas en edificios y puentes, que consistía en hacer pasar tirantes-tensores de acero a través de bloques de mampostería o de concreto, los cuales, una vez sometidos a esfuerzos de tensión, se fijaban con tuercas. Es hasta el siglo XX, a principios de la década de los 30`s, cuando la idea del presfuerzo cobró importancia para la ingeniería, cuando el ingeniero francés Eugene Freyssinet con base en sus estudios analíticos y experimentales llegó a establecer procedimientos y Figura II.67. FABRICACIÓN DE BARRICAS DE MADERA; PRIMER ANTECEDENTE DEL PRESFUERZO. Imagen recuperada del sito www.google.com el 13 de Marzo de 2010. Figura II.68. BÓVEDA DE P. A. JACKSON. Imagen tomada del libro “Concreto precomprimido Primera parte” de Alfonso Tovar Santana, Instituto Politécnico Nacional 2004 187 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n técnicas que permitían manejar los fenómenos físicos y mecánicos que afectaban al concreto presforzado. Antes de los aportes de Freyssinet, los ingenieros trataban de evitar esfuerzos de tensión al concreto, buscando evitar el agrietamiento del mismo. Sin embargo, con el desarrollo del concreto reforzado se ha notado que es imposible evitar totalmente las grietas. Reduciendo o minimizando e incluso nulificando sus efectos destructivos en el concreto se permite que se desarrollen esfuerzos de tensión en el concreto presforzado. Si estos esfuerzos exceden la resistencia del concreto a la tensión éste se agrietara, sin embargo, si los esfuerzos a la tensión en el acero de presfuerzo y a compresión en el concreto, permanecen dentro de sus rangos elásticos, la integridad y seguridad de la estructura no se verá afectada si se toman las medidas pertinentes para nulificar el efecto de las grietas. El concepto de presfuerzo se puede aplicar según dos criterios: 1. Presfuerzo parcial: Está diseñado sólo para cumplir condiciones de esfuerzo y servicio permisibles; para vigas o estructuras donde las cargas vivas actúan sólo en fracciones pequeñas de su vida útil, bajo este criterio se permite el agrietamiento del concreto. Si el presfuerzo en este caso no cumple por sí solo con las condiciones de resistencia, puede combinarse el acero de presfuerzo con el refuerzo ordinario: sin presfuerzo. Al aplicarse un presfuerzo parcial debe cuidarse que los esfuerzos a la tensión en el acero de presfuerzo y los de compresión en el concreto no excedan los niveles permisibles. 2. Presfuerzo total: A diferencia del caso anterior donde se contempla el presfuerzo sólo para cargas muertas, el presfuerzo total contempla el diseño para cargas vivas y cargas muertas, el presfuerzo total mejora lascondiciones de servicio de la estructura reflejado en las deflexiones de los elementos, pues si las vigas se presfuerzan en su totalidad la carga de servicio, por lo general, presentará una deflexión hacia arriba. 188 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El efecto destructivo de las grietas se puede minimizar o nulificar controlando su ancho con acero de refuerzo ordinario y aumentando los recubrimientos del acero de presfuerzo. El acero ordinario (sin presfuerzo) evita la propagación de las posibles grietas que puedan resultar peligrosas para la integridad de la estructura. II.7.1 MÉTODOS DE PRESFUERZO El presfuerzo en un elemento estructural de concreto puede lograrse por dos métodos: pretensado y postensado. Los diferentes sistemas de pretensado, empleados en la industria de la construcción a nivel mundial, son numerosos y variables, aunque el principio sea siempre el mismo, difieren sobre todo en los dispositivos de anclaje. Para efectos del presente trabajo sólo se mencionará, dentro de los Sistemas Freysinet, el sistema por cables. Presfuerzo por pretensado: La técnica del pretensado, tal y como su nombre lo sugiere, consiste en tensar el acero de presfuerzo, estirándolo y anclándolo a elementos inamovibles conocidos como “muertos” para después vaciar dentro del molde el concreto, en el cual quedan embebidos los cables que constituyen el acero de presfuerzo. En el pretensado, el anclaje del acero de presfuerzo se hace bajo el principio de cuña y fricción, constituido por un barril y una cuña, la cual consta de dos o tres piezas con un collar y una grapa de alambre que sujeta a las piezas. Los componentes de este anclaje son recuperables y se pueden utilizar varias veces. Una vez que el concreto ha endurecido lo suficiente, el equivalente como mínimo el 80% de su resistencia total, se sueltan los cables de sus anclajes transmitiendo la fuerza al concreto básicamente por adherencia al tratar de recuperar su longitud inicial. La técnica del pretensado está ideada para desarrollarse en una planta o fábrica dedicada a elementos precolados y presforzados. Uno de los factores que más han impulsado el desarrollo del concreto presforzado es el económico, es decir, al tratar que las obras resulten menos costosas. Al tratarse de un proceso industrial y estandarizado posibilita la 189 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n fabricación en serie de un producto con una reducción de costos en cuanto a mano de obra y se mejora el control de calidad del producto. Por lo anterior este proceso sólo puede realizarse en una planta o fabrica especializada en estos elementos (Figura II.69). Una planta de pretensados y precolados debe contar básicamente con los siguientes elementos: Mesas de tensado; moldes con la geometría del elemento a producir. Muertos y placas de anclaje para cada extremo de la mesa, la cual debe estar apuntalada con elementos de acero estructural a fin de evitar reacciones durante el tensado. Gatos hidráulicos especiales para el tensado del acero de presfuerzo. Caldera para la generación de vapor, con éste se lleva a cabo el curado del concreto y lonas para la protección del concreto fresco en los moldes contra polvo y pérdidas de humedad. Almacén para resguardo del acero de presfuerzo y refuerzo ordinario. Suministro de concreto; ya sea que la planta cuente con su propia planta dosificadora o el concreto sea suministrado por algún proveedor. Laboratorio para realizar pruebas de falla de cilindros de concreto y análisis de deformación de torones de presfuerzo. Equipo pesado: Grúas, montacargas, bachas, camiones con plataforma, camiones revolvedores. Equipo menor: vibradores para concreto, equipos para corte y habilitado de acero, equipos de soldadura y oxicorte y herramienta de mano. Esto con el fin de llevar a cabo las acciones de armado, presentación de armado dentro del molde, tensado, colado, desmolde y almacenaje temporal de los elementos producidos. 190 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Técnica de Postensado: Consiste en dejar ductos embebidos en el elemento estructural que para introducir en ellos acero de presfuerzo con cables o alambres. Una vez que el concreto ha adquirido resistencia necesaria se introduce el acero de presfuerzo por el ducto. Generalmente el acero se acuña en un extremo, el cual recibe el nombre de extremo pasivo, y el otro extremo (extremo activo) se sujeta a un gato hidráulico que le produce esfuerzos de tensión suficientes para lograr el presfuerzo, una vez que se ha propinado la tensión suficiente al acero de presfuerzo, este es acuñado y el equipo hidráulico es retirado. En el postensado la transferencia de la fuerza de presfuerzo del acero al concreto se efectúa por medio de los dispositivos de anclaje. La adherencia (cuando la hay) ayuda a mejorar el comportamiento en la falla como si fuera una viga de concreto reforzado. Una ventaja del concreto postensado es que se le puede dar al ducto el perfil que se desee, siendo por lo general parabólico, que es el ideal para balancear cargas distribuidas uniformemente, éstas Figura II.69. PROCESO DE PRESFORZADO POR PRETENSADO. Imagen desarrollada por el autor. 191 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n son las más comunes en las estructuras. La principal desventaja es el costo, pues los herrajes de los dispositivos de anclaje quedarán embebidos en el concreto. El postensado es una técnica apropiada para fabricar elementos in situ o muy cerca de la obra. En los casos que se requiera un elemento estructural de diseño especial, y la cantidad no amerite el cambio en las líneas de producción en una planta de pretensado, la técnica de postensado es la solución (Figura II.70). Figura II.70.PRESFUERZO POR POSTENSADO. Imagen desarrollada por el autor. 192 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.7.2 LOS MATERIALES Desde el inicio del desarrollo del concreto como material estructural, surgió la necesidad de complementarlo con otro material, esto con la finalidad de hacerlo capaz de soportar fuerzas de tensión que por sí solo no resiste. Este otro material asociado al concreto es sin duda alguna el acero. Acero de presfuerzo En el caso del concreto presforzado el acero se utiliza de forma diferente a la del concreto reforzado, aunque el fin es el mismo. En el concreto reforzado el acero toma directamente la fuerza de tensión, mientras que en el presforzado el acero se utiliza para precomprimir el concreto y se comporte como si resistiera la tensión. En ningún momento el acero de presfuerzo sustituye o busca sustituir al acero de refuerzo convencional, simplemente surge como una opción cuando el armado de refuerzo resulta poco económico ante las características de carga de la estructura. La principal fuente de perdida en la fuerza de presfuerzo está en lo acortamientos instantáneos y diferidos que sufre el concreto, resultado principalmente a la perdida de humedad del mismo. Eugene Freyssinet estudió estos fenómenos hasta el punto de tener la capacidad para predecir los acortamientos de forma aceptable, al observar la necesidad de utilizar un acero que pudiera estirarse lo suficiente para compensar esos acortamientos y que todavía quedara estirado en tal magnitud que produjera la fuerza de presfuerzo necesaria. El estiramiento del acero debe realizarse sin que sus esfuerzos se salgan de su rango elástico, de lo contrario habrá una deformación permanente sin la tendencia a regresar a su longitud inicial; acción que produce el presfuerzo, fue entonces que se desarrolló este tipo de acero que puedeaplicarse para las técnicas de presfuerzo. 193 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Existen tres tipos de acero de presfuerzo: a) Alambre: Se suministra en forma de rollos y sus diámetros disponibles van des de 4.88 hasta 7.01 mm y los grados son de 235, 240 y 250 ksi. Un tendón está constituido por un grupo de alambres en un mismo ducto. b) Torón: Este tipo de acero es utilizado tanto en pretensado como en postensado, se forma de un alambre central con el que se enredan helicoidalmente otros de menor diámetro. El cable o torón más utilizado es el de 7 hilos, uno central y seis periféricos. Los alambres utilizados en la fabricación de torones es del mismo tipo utilizado individualmente. Los diámetros comercialmente disponibles van desde 6.35 hasta 15.24 mmy están disponibles en grado 259 y 270 ksi. Un cable está constituido por un grupo de torones. c) Barra o varilla corrugada: Este tipo de acero, por la rigidez a la flexión que presenta, sólo es posible anclarlo con tuercas o por adherencia del concreto. Este acero no debe confundirse con la varilla corrugada empleada en el refuerzo común. Los diámetros disponibles van desde 15.88 hasta 39.42 mm y se encuentran disponibles en grados 145 y 160 ksi Como se mencionó a principio de la exposición de concreto presforzado, dentro de este trabajo, el acero de presfuerzo se combina con el acero de refuerzo ordinario para mejorar las características de resistencia de los elementos estructurales construidos bajo los métodos de presfuerzo, el acero de refuerzo común tiene las aplicaciones siguientes en las técnicas de pretensado. Tomar efectos térmicos Control de grietas Refuerzo del alma para tomar la tensión diagonal Refuerzo de las alas de las vigas T Refuerzo de patines en vigas I y cajón Aumentar la ductibilidad a la flexión Aumentar la capacidad última a flexión 194 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Concretos utilizados en presfuerzo Básicamente la diferencia que existe entre el concreto utilizado en elementos reforzados y presforzados es la resistencia a la compresión. En el concreto reforzado, en elementos trabajando principalmente por tensión, la resistencia por lo general no es mayor a 300 kg/cm 2 . La razón de ello es que en este tipo de elementos el diseño por flexión, cuando se utilizan concretos de alta resistencia, da como resultado secciones poco aperaltadas que no cumplirán con los requisitos en cuanto a deflexiones se refiere, y acabaran aperaltandose desperdiciando la alta capacidad de compresión del concreto. En el presfuerzo sí se puede aprovechar, en elementos trabajando a flexión, la alta resistencia a la compresión del concreto. Por un lado, con la fuerza de presfuerzo se pueden compensar las deflexiones debidas a las cargas, y por otro lado, a mayor resistencia a la compresión, mayor resistencia a la tensión, esto también mejora el comportamiento del concreto en general. Además resulta obvio que por la magnitud de las fuerzas de presfuerzo que se manejan, la alta resistencia del concreto se hace necesaria. Las resistencias generalmente utilizadas son 350, 400, 500 y 550 kg/cm 2 . II.7.3 APLICACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE PRESFUERZO Edificación comercial: Pilotes Tablestacas Tabletas de nivelación Columnas circulares, cuadradas y diseños especiales Trabes portantes y de rigidez Vigas T y TT Losas Dy Core Muros de rigidez Muros de fachada Graderío para estadios deportivos 195 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Obras de infraestructura: Durmientes Trabes Cajón Trabes AASHTO tipos I, II, III, IV, V y VI Trabes Nebraska Cabezales Tableta para rodamiento Figura II.71. ELEMENTOS ESTRUCTURALES CONSTRUIDOS BAJO TÉCNICAS DE PRESFUERZO. Imagen recuperada del sitio www.mexpresa.com.mx el 13 de Marzo de 2010 y modificada por el autor. 196 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.7.4 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA PRESFORZADA DEL HOSPITAL GENERAL AJUSCO MEDIO El diseño estructural del edificio principal del Hospital General Ajusco Medio está realizado para cubrir claros de 14.20 x 14.20 m y 14.20 x 7.10 m, basado en elementos prefabricados de concreto presforzado por la técnica de pretensado. La estructura está compuesta por los siguientes elementos: Elemento Proyecto Vigas T 326 Trabes portantes/rigidez 213 Columnas 33 Total 572 II.7.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN La construcción de la superestructura del Hospital General Ajusco Medio se llevó a cabo en las siguientes etapas: 1ª Etapa Fabricación 2ª Etapa Montaje 3ª Etapa Rigidez de la estructura En las tres etapas se realizaron trabajos directamente en el sitio de la obra y en las plantas de fabricación de pretensados. 1ª Etapa: Fabricación La fabricación de los elementos pretensados de la estructura del hospital se realizó con la infraestructura propia de la empresa constructora Ingenieros Civiles Asociados a través de su Gerencia de Prefabricados PRET. Para este proyecto, la producción se llevó a cabo en 2 plantas habilitadas para la producción en serie de elementos pretensados: 197 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 1. Planta central PRET: Se fabricaron columnas, trabes de rigidez, trabes portantes y vigas T, cubriendo un 75% del total de los elementos requeridos por el proyecto. Esta planta está ubicada en Av. De las Industrias, Fraccionamiento Industrial “La Presa”, Tlalnepantla Estado de México. 2. Planta PRET Texcoco: Se fabricaron trabes portantes, trabes de rigidez y vigas T. La planta está ubicada en el Km. 33 de la Carretera México-Texcoco, Texcoco Estado de México. Esta planta cubrió el 25 % de los requerimientos de proyecto. Elemento Planta central PRET Planta PRET Texcoco Vigas T 230 96 Trabes Portantes/rigidez 164 49 Columnas 33 0 Trabajos en plantas de prefabricados La fabricación de los elementos pretensados comprende las siguientes acciones: Preparación del molde: Habilitado según la geometría del elemento a fabricar y diseño de las fronteras según geometría, accesorios y acero de presfuerzo del elemento. Fabricación de accesorios: Para ser colocados y recibir otros elementos, los prefabricados requieren de accesorios de acero en las ménsulas y en la corona en el caso de las columnas, en las puntas, el caso de las trabes y de las vigas T, estos accesorios se fabrican con placa, perfiles estructurales y varillas de acero según el diseño de cada elemento. Armado de refuerzo: Como se mencionó anteriormente al ser sometido a presfuerzo un elemento no prescinde del refuerzo común, para cada elemento se habilita el acero de refuerzo común según diseño, a este armado le son añadidos los accesorios para cada caso habilitados. Cimbrado: Consiste en presentar dentro del molde el acero de refuerzo y los accesorios, en caso de que el diseño del elemento presente detalles especiales, 198 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n ventanas, espacios para continuidades, en esta etapa deben de tomarse en cuenta antes de ser vaciado el concreto. Acero de presfuerzo: Para efectos de este proyecto implementó la técnica de pretensado, antes de bajar el acero de refuerzo al molde, son introducidos según diseño los torones de pretensado haciéndolos pasar por la jaula de refuerzo y las fronteras de las piezas, ya que una mesa de colado no es individual, un vez que los elementos fueron alineados y que cuentan con sus fronteras, se aplica la tensión al acero de presfuerzo según requerimientos de proyecto. Colado de los elementos:Vaciado de concreto dentro del molde; durante este proceso se aplica vibración al concreto y una vez que ha empezado a fraguar se aplica en la superficie del elemento un rayado para lograr la rugosidad necesaria para recibir el firme de compresión. Curado a base de vapor: El método de curado más utilizado en elementos prefabricados y especialmente en los pretensados es el curado a vapor. Con la aplicación de este método es posible la producción de elementos presforzados en forma económica y rápida al permitir la utilización diaria de los moldes. Desmolde: Una vez que el concreto adquirió la resistencia necesaria, el acero de presfuerzo es liberado de los anclajes temporales, acción que permite el presfuerzo, realizado lo anterior, con ayuda de una grúa se libera el elemento terminado del molde y se traslada al almacén donde espera hasta ser transportado a la obra. Los elementos que se fabricaron para el proyecto Ajusco Medio fueron los siguientes: Columnas: con sección geométrica de 1.00 X 1.00 m, esta estructura cuenta con columnas de tres longitudes diferentes: 15.30, 17.30 y 26.50 m (Ver Figuras II.72 y II.73). Las 33 columnas prefabricadas requeridas por el proyecto estructural fueron fabricadas en la panta central PRET, para lo cual se contaba con dos moldes apropiados para las dimensiones de proyecto. Estos elementos no presentan acero de presfuerzo. 199 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Figura II.72. ARMADOS TIPO Y VISTA EN PLANTA DE LAS COLUMNAS PREFABRICADAS. 200 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Trabes Portantes: con sección geométrica de 0.50 x 0.80 m, estos elementos tienen el propósito de dar soporte al sistema de piso de losas “T”, para lo cual cuentan con espacios equidistantes en una o en sus dos caras llamados cajas de apoyo. Estos elementos se sitúan Figura II.73. ELEVACIÓN Y DETALLE DE MÉNSULAS EN COLUMNAS PREFABRICADAS. 201 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n entre las columnas y además de soportar el sistema de piso proporcionan rigidez a la estructura, se cuenta con diferentes longitudes de trabes portantes: 6.06 y 13.16 m (Ver detalles en Figura II.76). Trabes de Rigidez: con sección geométrica idéntica a las trabes portantes se sitúan entre las columnas, su diseño obedece a dar rigidez al conjunto estructural; estos elementos no cuentan con cajas de apoyo para soporte de losas “T”, aunque en algunos casos estas trabes contaron con ménsulas metálicas para soportar otras trabes, se cuenta en esta estructura con las siguientes longitudes de trabes de rigidez: 4.58, 6.06, 8.21 y 13.16 m, ver detalles en la Figura II.77). Tanto trabes de rigidez como trabes portantes fueron fábricas en ambas plantas PRET, teniendo cada planta un molde con longitudes cercanas a los 100 m, lo que hace que la producción sea más eficiente, ya que en un sólo paso se realiza el pretensado y colado de varias piezas a la vez. *Figura II.74. ELEVACIÓN DE TRABE PORTANTE. *Figura II.75. ALZADO DE TRABE DE RIGIDEZ. 202 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.76. DETALLES DE ARMADO DE TRABE PORTANTE. 203 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.77. DETALLES DE ARMADO DE TRABE DE RIGIDEZ. 204 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Vigas T: conforman el sistema de piso de la estructura, se empotran directamente sobre las cajas en las trabes portantes, sus dimensiones son variables en el ancho del alerón y la longitud total de la pieza, tienen las siguientes variantes en longitud: 4.82, 8.46 y 13.91m. En el ancho del alerón: 2.27, 2.37 y 2.41 m. Todas las vigas T empleadas en esta estructura tienen un peralte de 0.70 m (Figura II.78, ver detalles en Figura II.79). De la misma manera que las trabes, las vigas T fueron fabricadas en ambas plantas PRET, teniendo la planta central un molde de 100 m de longitud y la planta Texcoco un molde de menor capacidad, con tan sólo 46 m de longitud. *Figura II.78. SECCIÓN TIPO DE VIGA T. 205 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.79. DETALLES DE ARMADO DE VIGA T. *Figuras de la II.72 a II.79, imágenes tomadas del Proyecto ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 206 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Una de éstas, fue la planta Central PRET, cuenta con todos los elementos necesarios para la Como se mencionó anteriormente la fabricación de la estructura prefabricada del Hospital General Ajusco Medio se realizó en dos plantas de elementos prefabricados propiedad de la empresa Ingenieros Civiles Asociados. Una de éstas, fue la planta Central PRET, cuenta con todos los elementos necesarios para la fabricación de elementos presforzados de concreto. En las instalaciones de la planta PRET se han fabricado elementos para importantes proyectos de infraestructura civil; como ejemplos de la gran trayectoria de la planta PRET, se pueden destacar: Elementos prefabricados estructurales y de fachada para la Terminal 2 del Aeropuerto Internacional de La ciudad de México Benito Juárez. Trabes cajón para la autopista Los Remedios- Ecatepec en el estado de México. Elementos estructurales y graderío para el Estadio Chivas - Omnilife en Zapopan Jalisco. A la par de la producción en la planta Central PRET, se habilitó una segunda planta para servir de apoyo en la fabricación de trabes de rigidez y vigas T en Texcoco. La planta PRET Texcoco arrancó su producción con la premisa de mejorar la calidad de los elementos prefabricados a pesar de contar con recursos limitados respecto a la planta Central PRET. Variantes de la producción PRET Central–PRET Texcoco Las variantes más fuertes dentro de la producción entre las dos plantas fueron las siguientes: Suministro de concreto: La planta Central cuenta con su propia panta dosificadora de concreto, así como elementos que facilitarían los procesos, tales como grúas viajeras, montacargas y vachas para el colado de los elementos. El concreto en la 207 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n planta Texcoco fue suministrado por LACOSA, y los colados fueron a tiro directo, ya que no se contaba con grúas ni vachas auxiliares en el proceso. Curado por vapor: Una de las principales ventajas de la prefabricación es la rapidez con la que se ejecutan las obras. Esto se debe en gran medida a la velocidad con la que se hacen los ciclos de colado de los elementos prefabricados. Para ello se requiere que el método de curado del concreto acelere las reacciones químicas que produce un concreto resistente y durable; sin duda el curado por vapor ofrece las ventajas requeridas para la versatilidad de la industria del presfuerzo. La planta Central sí cuenta con la caldera y líneas para el suministro de vapor; por su parte en la planta Texcoco no se contó con curado a vapor y se recurrió a la utilización de concretos de características especiales. Espacios cubiertos: Los espacios de trabajo en la planta Central están bajo techo y con iluminación que permite hasta cierto punto despreciar el clima y los trabajos nocturnos. OBSERVACIONES AL PROCESO DE FABRICACIÓN En los últimos años el crecimiento de la industria de elementos precolados o presforzados ha tenido un gran auge en México,por lo que se considera importante realizar cambios en su proceso tradicional de producción para incrementar la productividad, de tal manera que eliminar el vibrado, el curado a vapor y el acabado de los elementos precolados ayudaría a hacer más eficiente el proceso de producción. Quizás la solución más pronta para la industria del presfuerzo ha sido la evolución en la creación de concretos cuyas características incrementen la eficiencia de los procesos constructivos: Concretos RR (para resistencias tempranas): Elevada resistencia temprana Mayor avance de obra Optimización del uso de cimbra 208 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Disminución de costos Se garantiza lograr el 80% de la resistencia solicitada a 1 o 3 días Aplicación a la industria del pretensado Requiere de aditivos para mejorar su resistencia inicial, relación agua cemento y comportamiento en climas fríos Concreto SMO (Sin Mano de Obra) Características similares al concreto RR Presenta un mayor fluidez; no requiere vibrado ni acomodo manual Altas resistencias a edades menores a las del concreto RR, eliminando curado por vapor PRET Texcoco; Utilización de concreto para resistencias tempranas. Para aminorar el impacto de la falta del sistema de curado por vapor elemento que puede definirse como fundamental, dentro de los procesos tradicionales de producción de elementos presforzados, se buscó, en el caso de la producción en la planta Texcoco una alternativa que facilitara el proceso constructivo y que cumpliera con los requerimientos de proyecto. La alternativa fue la utilización de concreto para resistencias tempranas. Ventajas: Eficiencia del proceso de colado: El concreto era suministrado por el proveedor, la mecánica se ajustó al grado de suministrar en cada unidad revolvedora la cantidad justa para cada elemento pretensado, reduciendo así desperdicios no necesarios de material y mala apariencia del producto terminado. El concreto RR, suministrado al proceso de producción en Texcoco presentó una fluidez apropiada para introducirse sin problemas entre el acero de refuerzo común y el de presfuerzo, reduciendo así el vibrado del concreto y el acomodo manual. Resistencias Tempranas: Debido a que la resistencia mínima requerida para el corte del acero de presfuerzo (80%) se presentó en el orden de las 18 hrs el molde 209 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n de Vigas T se pudo utilizar uva vez al día durante el periodo de fabricación. Las resistencias tempranas adquiridas por el concreto RR, absorbieron la falta del curado de vapor en la mayoría de los procesos de colado. Calidad de producto terminado: Al optimizarse la operación de vibrado y por la fluidez del concreto RR, la apariencia final de los elementos pretensados mejoró sustancialmente respecto a los producidos en la planta Central. Con lo anterior se evitó el retoque y aparentado de los elementos, optimizando así también los recursos humanos. Desventajas: Variaciones del clima: La zona de Texcoco se caracteriza por un clima seco y temperaturas elevadas la mayor parte del año; la producción en la planta Texcoco se realizó entre los meses de noviembre y diciembre de 2008, la mayor parte del tiempo se presentaron temperaturas moderadas y altas, cuando se presentaron descensos considerables en la temperatura el concreto RR tardó hasta 24 hrs para alcanzar la resistencia mínima para el corte del acero de presfuerzo y por consecuente el desmolde de la pieza. Eficiencia del sistema utilizado en planta Texcoco sobre el sistema empleado en planta Central. Al hablar de una mayor eficiencia en el proceso de fabricación, sobretodo en el colado de las piezas, se puede resumir que el sistema que involucra elementos que favorecen una optimización de recursos materiales y humanos siempre será mejor que aquel cuyos procesos sean lentos y requieran de gran cantidad de recursos. Mientras en la planta Texcoco los colados eran a tiro directo con un concreto que ofrece las ventajas del RR, en la planta Central los procesos de colado eran muy lentos, ya que se consumía mucho tiempo en cargar el concreto en vachas directamente de la planta dosificadora, colocar la vacha en la grúa viajera y que ésta llevara el concreto hacia el punto donde se estaba realizando el colado. 210 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n El concreto utilizado para el colado de las piezas en la planta Central PRET, era de características normales, con un revenimiento de proyecto de 18 cm +- 2.5 cm, el cual no contaba con la fluidez del concreto RR, lo que dificultaba las labores de vibrado sobretodo en la parte baja de las piezas donde se encuentra el acero de presfuerzo, traducido lo anterior en menor calidad de producto terminado. Al ser menor la calidad del producto obtenido durante la producción, antes de ser enviadas a la obra, las piezas eran sometidas al aparentado y resane, lo que incrementaba la fuerza de trabajo necesaria. Por otra parte, la combinación de ambos procesos ofrece ventajas interesantes, ya que el uso del concreto RR, incrementa de forma considerable la eficiencia del proceso de colado, obteniendo calidad superior en la producción. Ahora bien un concreto que ofrece la ventaja de obtener resistencias tempranas, sometido a un proceso mínimo de curado por vapor lograría en tiempos más cortos la resistencia mínima para el corte del acero de presfuerzo, obteniendo el producto terminado en menos tiempo y abriendo la posibilidad de utilizar el molde por segunda vez en un mismo día. 2ª Etapa: Montaje Montaje de columnas: Lo primero es obtener los niveles de la obra y adecuar el mecanismo de nivelación al nivel de desplante según el proyecto. Para el montaje de las columnas se acostumbra primero descargar del camión al piso para luego tomar la pieza de los puntos preestablecidos, los ganchos de izaje y los ductos ahogados en el concreto para el paso del balancín. Debido a las dimensiones de estos elementos se toman los dos extremos con dos grúas. Mientras una levanta el extremo superior con la ayuda del balancín y los estrobos, la otra toma el extremo inferior de la columna por los ganchos de izaje, hasta que la primera toma el total de la carga, se suelta la segunda grúa y la primera coloca la columna en su posición 211 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n dentro del candelero. Todos los elementos deben colocarse perfectamente a plomo en todas sus caras y a toda su altura. Antes de conectarse definitivamente se debe confirmar su verticalidad con métodos topográficos. Equipo utilizado: Dos grúas hidráulicas de 140 toneladas Balancín Estrobos Tirfords Cuñas metálicas o de madera Teodolito para alineación del elemento El candelero es una estructura de sección cajón cuyas dimensiones en la base son poco mayores a las de la columna a empotrar. Su refuerzo debe estar ligado a la cimentación. Una vez colocada y puesta a plomo la columna, se acuña perfectamente en todas sus caras y se cuela el espacio entre el candelero y la columna con mortero con estabilizador de volumen, asegurándose que penetre perfectamente en la parte inferior mediante un mortero de alto revenimiento. Se debe esperar a que el relleno obtenga resistencia para retirar las cuñas superiores y para cargar sobre la columna las piezas subsecuentes. Normalmente es posible continuar con el procedimiento de montaje después de 24 horas utilizando una buena mezcla. Para el caso de este proyecto para el colado entre columna y candelero se empleó concreto autocompactable. Montaje de trabes portantes y de rigidez: Preferentemente, estos elementosdeben ser tomados directamente del vehículo que los transporta y colocados en la estructura en una sola maniobra, para lo cual se debe estudiar y determinar una secuencia de montaje óptima para minimizar los movimientos de grúa. Una vez colocada y centrada la pieza se revisa el plomo de sus costados y centros de trazo. Si es necesario se calza del lado que se requiera y se acuña para garantizar su correcta colocación. En esta etapa la soldadura se puntea sólo lo necesario antes de soltar los grilletes para que la pieza soporte su peso propio. 212 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n En la estructura de este hospital la mayoría de las trabes se apoyó directamente sobre las ménsulas de las columnas, aunque el proyecto requirió que algunas trabes de rigidez se localizaron perpendicularmente entre otras dos trabes, para estos casos fue necesaria la construcción de una ménsula metálica, para la cual las trabes que recibieron esta ménsula contaban con accesorios de placa de acero ubicados dentro de su armado de refuerzo. Equipo utilizado: Grúa hidráulica de 140 toneladas Grilletes Estrobos Equipo de soldadura eléctrica Montaje de Vigas T: El montaje de las vigas T fue el más sencillo dentro de la secuencia de montaje, ya que estos elementos se apoyan simplemente sobre las cajas de apoyo de las trabes portantes. Para evitar movimiento de las vigas T generalmente se aplica soldadura entre sus aleros en varillas expuestas dejadas durante el colado para este fin. El equipo de instalación es el mismo que para las trabes portantes y de rigidez. SECUENCIA DE MONTAJE Para la correcta ejecución de los trabajos de montaje se debe programar la secuencia de montaje de forma lógica y ordenada, buscando ante todo la seguridad de los equipos y el personal de la obra. Se debe evitar realizar el montaje al mismo tiempo y en el mismo sitio que otras actividades en la obra. El criterio empleado durante los trabajos de montaje de la estructura prefabricada fue crear tableros, montando columnas, trabes portantes, trabes portantes y vigas T, en cada uno y en la totalidad de los niveles, respetando la secuencia para optimizar los tiempos de posición de la grúa. 213 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Para efectos de este proyecto se entiende por tablero al espacio comprendido entre cuatro columnas, para el que se llevó a cabo el proceso anteriormente descrito. Figura II.80. GRÚA HIDRÁULICA DE 140 TONELADAS PARA MONTAJE DE ESTRUCTURA PREFABRICADA. Imagen adquirida por el autor 214 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.81. SECUENCIA DE MONTAJE. 1) TABLERO DE SECUENCIA DE MONTAJE 2) IZAJE DE COLUMNAS 3) MONTAJE DE TRABES PORTANTES Y DE RIGIDEZ (ALZADO) 4) MONTAJE DE TRABES PORTANTES Y DE RIGIDEZ (PLANTA) 5) MONTAJE DE VIGAS T *Imágenes tomadas del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 215 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *Figura II.82. SECUENCIA DE MONTAJE EN NIVEL SEMISÓTANO. *Figura II.83. SECUENCIA DE MONTAJE EN NIVEL PLANTA BAJA. 216 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n *FiguraII.84. SECUENCIA DE MONTAJE EN PLANTA PRIMER NIVEL. *Figura II.85. SECUENCIA DE MONTAJE EN PLANTA SEGUNDO NIVEL. 217 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n En las Figuras II.82 a II.86 se muestra la secuencia de montaje de la estructura pretensada del Hospital General Ajusco Medio. Debido a la topografía del predio y a la configuración arquitectónica del edificio, el montaje se realizó en dos etapas siguiendo el criterio de formación de tableros. La primera etapa abarcó la parte nor-poniente de la estructura entre los ejes 3-5, A-C, posicionándose las grúas en la parte central de la plataforma inferior, dentro de esta etapa se inició la formación de los tableros comprendidos entre los ejes 2-4, E-G. La primera etapa concluyó con el montaje de las columnas 3-D, 4-D y 5-D para formar los tableros entre los ejes C y D. El alcance de la pluma de la grúa hidráulica permitió el montaje en esta etapa de elementos de los niveles de semisótano, planta baja y primer nivel. *Figura II.86. SECUENCIA DE MONTAJE EN PLANTA DE AZOTEA. 218 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n La segunda etapa inició con el montaje de las vigas T en el nivel planta baja comprendidas entre los ejes 2-3, A-E, para continuar con el montaje de columnas sobre los ejes 1 y 2 entre A y C para formar tableros que comprenden primer nivel, segundo nivel y la planta de azotea. Siguiendo una mecánica similar a la de la primera etapa, se continuó con el montaje de columnas de los ejes 1 y 2 entre D y F para formar los tableros comprendidos en esa zona. El montaje concluyó con el montaje de trabes y vigas T entre los ejes C y D para primer nivel, segundo nivel y azotea. La Figura II.87 muestra un corte sobre el eje C donde claramente se aprecia la diferencia de las dimensiones de las columnas y se pueden diferenciar en forma de alzado las dos etapas del montaje de la estructura, la cual estuvo a cargo de ICA-PRET a través de la empresa de grúas y transportes MYCSA. 219 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n FiguraII.87. SECUENCIA DE MONTAJE (ALZADO). * Figuras de la II.82 a la II.87 Imágenes tomadas del proyecto Ejecutivo de la Unidad de Salud en Ajusco Medio y modificadas por el autor. 220 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 3ª Etapa: rigidez de la estructura Dentro de la 3ª etapa de la construcción de la estructura se realizaron las siguientes acciones: Cordones de soldadura: En las ménsulas de columnas con trabes y trabes con trabes se completó el trabajo de soldadura iniciado con el punteo de las ménsulas durante el montaje. Armado y cimbrado de nodos: Una vez concluidos los trabajos de soldadura, a cada uno de los nodos entre trabes y columnas se les realizó un armado de refuerzo, anclando entre sí las varillas para continuidad que presentaban los armados de cada pieza. Colado de nodos: Tomando el mismo criterio para el montaje se fueron colando los nodos tratando de liberar tableros para continuar con los siguientes pasos. El colado de los nodos realizó con concreto autocompactable. Armados de continuidad entre columnas: Para rigidizar los marcos de la estructura se llevó a cabo un armado de refuerzo entre las columnas; el cual corre por la corona de las trabes de rigidez y culmina anclado a una placa que confina la caja de continuidad en las columnas. De la misma manera que los nodos las cajas de continuidad fueron coladas con concreto autocompactable. Armado y colado de losas de compresión: Las losas de compresión constituyen el último paso en la construcción de la estructura del edificio; en esta etapa se ligan las trabes de rigidez, trabes portantes y muros de contención al armado de la losa, dentro del cual deben tomarse en cuenta el trazo de los muros, ubicación de castillos, ubicación de pasos de instalaciones, tuberías para instalaciones y bases para equipos especiales. El colado de las losas de compresión se hace por etapas, tomando tramos extensos para liberar áreas al trabajo de albañilería. El concreto utilizado para el colado de losas de compresión es de características normales, para el caso particular de este proyecto se utilizó concreto f´c = 250 kg/cm 2 . 221 I n f r a e s t r u ct u r a y C o n s t r u c c i ó n II.7.6 CONCRETO AUTOCOMPACTABLE: También conocido como concreto autoconsolidante, este concreto de alta fluidez y sin segregación puede extenderse hasta quedar en su lugar, llenar la cimbra y encapsular el refuerzo sin ninguna compactación mecánica. La fluidez del concreto autocompactable es medida en términos de expansión cuando se usa una versión modificada de la prueba de revenimiento (ASTM C 143). La expansión (flujo por revenimiento) del concreto autocompactable típicamente varía de los 455 a 810 mm, dependiendo de los requisitos para el proyecto. La viscosidad, tal como se observa visualmente por la tasa a la cual se expande el concreto, es una característica importante del concreto autocompactable plástico y puede ser controlada al diseñar una mezcla para que se ajuste al tipo de aplicación para la que se está construyendo. Beneficios del concreto autocompactable: Elmina la vibración Mejora el acabado obteniendo superficies uniformes y libres de defectos Mínimas o nulas reparaciones Incrementa la durabilidad del concreto y su resistencia a compresión Permite la colocación del concreto a través de cimbras estrechas y de acero altamente congestionado Acelera los tiempos de ejecución de la obra Incrementa la flexibilidad en el diseño y orientación de la cimbra y mejora la productividad de la planta Obtención de concreto autocompactable: Dos propiedades importantes específicas del concreto autocompactable en su estado plástico son su capacidad de fluidez y su estabilidad. La alta fluidez del concreto autocompactable generalmente se logra usando aditivos reductores de agua de alto rango (HRWR: High-Range-Water-Redusing) y no por adicionar agua de mezclado extra. La estabilidad o resistencia a segregación de la mezcla de concreto en su estado plástico se logra incrementando la cantidad total de finos en el concreto y/o usando aditivos que 222 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n modifican la viscosidad de las mezclas. El contenido incrementado de finos puede lograrse aumentando el contenido de materiales cementantes o incorporando finos minerales. Los aditivos que afectan la viscosidad de la mezcla son especialmente útiles cuando no puede optimizarse la granulometría de las fuentes del agregado disponibles para mezclas cohesivas o con grandes variaciones en la fuente. Una granulometría del agregado bien distribuida ayuda a lograr un concreto autocompactable con contenidos reducidos de materiales cementantes y/o dosificaciones reducidas de los aditivos. Ensayo del concreto autocompactable Se han empleado exitosamente varios procedimientos de prueba para medir las propiedades plásticas del concreto autocompactable. La prueba de flujo por revenimiento usando el cono de revenimiento tradicional, es la prueba de campo más común y está en proceso de ser estandarizada por la ASTM. El cono de revenimiento se llena completamente sin compactación; el cono se levanta y se mide la expansión del concreto. La expansión puede variar de 18 a 32 pulgadas (455 a 810 mm). Aplicaciones del concreto autocompactable Tomando en cuenta sus cualidades el concreto autocompactable es perfecto para estructuras con acabado aparente, losas de cimentación y elementos de sección irregular, estrecha o inclinada. También resulta útil para estructuras coladas de manera continua y columnas o muros cuyo armado dificulta el vaciado de concreto de características normales. Dado que el concreto autocompactable está enfocado para agilizar procesos constructivos y mejorar acabados, este material tiene una amplia aplicación en la industria de los prefabricados y en la construcción de viviendas de tipo monolíticas. Para el proyecto Ajusco Medio el concreto autocompactable se utilizó para el colado de nodos y de columnas con candeleros con resistencia f´c= 400 kg/cm 2 , las características de este concreto facilitaron las acciones ya que las secciones de los nodos son muy reducidas y de difícil acceso para un concreto normal. 223 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.7.7 PROPUESTA # 2 FACHADAS PREFABRICADAS DE CONCRETO OBJETIVO DE PROPUESTA La presente propuesta tiene como objetivo presentar, de manera optativa, un sistema diferente al ejecutado en obra para la ejecución de los trabajos referentes al sistema de fachada del edificio principal del Hospital General Ajusco Medio. La segunda propuesta de este trabajo de tesis consiste en aplicar un sistema de fachada de concreto arquitectónico, atendiendo a las ventajas que estos tienen sobre los procesos de albañilería, y además de que en el caso particular del proyecto en comento la contratista contaba con los medios y la experiencia para presentar un proceso de calidad superior al ejecutado en obra. SISTEMAS DE FACHADA PRECOR Es un sistema ligero para fachadas de casas o edificios en obras nuevas o remodelaciones que puede prefabricarse o habilitarse in situ. Consiste en una estructura elaborada con perfiles metálicos en lámina de acero galvanizada, paneles de fibrocemento o yeso en grado exterior e interior, una malla de fibra de vidrio, EPS (poliestireno expandido) y el acabado final disponible en una amplia variedad de recubrimientos. Este sistema fue desarrollado por la firma COREV, ofreciendo con el SISTEMA DE MURO FACHADA PRECOR la posibilidad de crear sin límite de diseño la imagen de la fachada de un edificio, con un universo de formas, colores y texturas con una total versatilidad. El sistema PRECOR ofrece, por sus componentes un aislamiento térmico hacia el interior del edificio. Sistema constructivo para fachadas con aislamiento térmico exterior y acabado. El sistema consiste en un ensamble compuesto por un panel de poliestireno expandido del espesor necesario para proporcionar el aislamiento térmico conveniente, que se aplica sobre tableros de cemento o de placas de yeso para exteriores con adhesivo acrílico, malla de fibra de vidrio resistente al álcali sobre los paneles de poliestireno y recubrimiento acrílico como acabado. 224 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Componentes del sistema: 1) Tablero cemento CEMPANEL, soportados por una estructura de perfiles estructurales galvanizados del calibre especificado en proyecto. 2) Placa de poliestireno expandido de espesor y densidad especificados por proyecto, adherida al panel de cemento con adhesivo UNIBASE. 3) Malla de fibra de vidrio resistente al álcali. 4) Recubrimiento BASE COAT. 5) Acabado acrílico, para el caso que nos ocupa se empleo el tono MARTELIPLAST de COREV. PROBLEMÁTICA: El sistema PRECOR es una opción que ofrece, entre otras cosas: bajos costos de ejecución y debido a su que su peso propio es muy bajo no requiere de altas especificaciones para su instalación. En la utilización del sistema PRECOR para el Hospital General Ajusco Medio se presentaron algunos problemas en el acabado y la calidad de la ejecución de este sistema, los problemas que se presentaron fueron los siguientes: Falta de uniformidad en texturas y colores Mal alineamiento en aristas y vanos de puertas y ventanas Mala aplicación de la malla de fibra de vidrio y recubrimiento BASE COAT Ondulaciones y protuberancias Cuarteo del acabado final Desprendimiento del acabado final Baja resistencia Mecánica. Esta problemática se ha traducido en repetidas correcciones al trabajo ya ejecutado, lo que conlleva a un incremento en los costos; en algún momento esta problemática se presentara cuando el inmueble ya este en servicio y complicara el mantenimiento del mismo. 225 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Con apoyo enla memoria fotográfica se muestran los defectos del sistema de fachada: Foto 1.- Se presentan defectos en la aplicación de texturas y acabado final. Foto 2.- Se presento mal alineamiento en aristas y remates. FOTO 1 FOTO 2 226 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Foto 3.- Esta imagen refleja diferencias de Texturas y protuberancias. FOTO 3 Foto 4.- En esta imagen se aprecia mala aplicación de BASE COAT y malla de fibra de vidrio. FOTO 4 227 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Foto 6.- Se pueden apreciar ondulaciones entre tableros. FOTO 5 FOTO 6 Foto 5.- Se pueden apreciar malos alineamientos en aristas. 228 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Foto 7.- Mal alineamiento en aristas. Foto 8.- Diferencia de textura. Fotos 9 y 10.- Mala aplicación de BASE COAT y Malla de fibra de vidrio. Fotos 11 y 12.- Desprendimiento de acabado final. FOTO 7 FOTO 8 FOTO 9 FOTO 10 FOTO 11 FOTO 12 Nota: Fotos de la 1 a la 12. Fotografías adquiridas por el autor durante la construcción del Hospital General Ajusco Medio. 229 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n PREFABRICADOS ARQUITECTÓNICOS Hace bastante tiempo que el concreto dejó de ser considerado sólo como un material gris, áspero y anodino. Las innovaciones tecnológicas en la composición del concreto, los nuevos materiales para los moldes y los procesos para los acabados han incrementado la calidad de tal manera que ya puede competir con los revestimientos de fachada más exclusivos. Gracias a sus propiedades y variedades, el concreto arquitectónico pertenece a las soluciones contemporáneas más flexibles para la construcción de fachadas. El arquitecto puede ahora concentrarse en el concepto total de la fachada diseñando volúmenes, superficies, líneas y diferencias de nivel. El concreto arquitectónico ofrece una combinación única de flexibilidad, diseño, belleza y durabilidad en el diseño de estructuras, acabados y fachadas a través de una gran variedad de formas, colores, texturas superficiales..., sin que por ello se tenga que renunciar a sus características estructurales de estabilidad y permanencia. El ACI, (American Concrete Institute) en su Comité 303, define al concreto arquitectónico como: “Aquél que queda expuesto como superficie interior o exterior dentro de la estructura terminada que contribuye definitivamente a su carácter visual y está diseñado especialmente como tal en los planos y especificaciones del contrato". El concreto arquitectónico y el concreto estructural están hechos con materiales similares pero tienen distintos diseños y dosificaciones de mezclas de concreto, y los procedimientos de construcción y fabricación son también diferentes. La atención que se presta a los diseños de mezcla para lograr un concreto Figura II.88. APLICACIONES DEL CONCRETO ARQUITECTÓNICO. Imagen recuperada del sitio www.google.com el 10 de marzo de 2010 230 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n estructural de alta resistencia es comparable con la atención que se presta a los diseños de mezclas para producir acabados con superficie excepcionales. La esencia para obtener un buen concreto arquitectónico está en la consistencia de todas las fases del proyecto. El proyecto deberá ser concebido, diseñado, detallado y calculado desde puntos de vista tanto arquitectónicos como de ingeniería, y estar especificado, construido y supervisado como un trabajo de concreto arquitectónico, por lo que durante los procesos de producción se deberán celebrar reuniones con los fabricantes para que los diseñadores se familiaricen completamente con los detalles y las especificaciones. Entre los productos de concreto arquitectónico más importantes se encuentran elementos para jardinería, escaleras, mobiliario urbano, señalización, decorativos y paneles de fachada. Con el concreto precolado así como con el colado en sitio se pueden lograr casi cualquier forma, color y textura que satisfaga los requisitos estéticos y funcionales de la arquitectura moderna. Bajo esta perspectiva el concreto significa para el arquitecto un bello material que le permite una libertad de diseño sin precedentes. El concreto arquitectónico ofrece una nueva dinámica en muros premoldeados multicolores con patrones y con texturas. Además, cuando se comparan los costos de los diferentes materiales para un edificio, el concreto precolado destaca como un material económico y competitivo. Desde el punto de vista estético, los nuevos tratamientos de superficie han producido una gran variedad de nuevas texturas en la superficie del concreto. Los acabados decorativos para productos de concreto combinan la habilidad tradicional del artesano, la capacidad de diseño del profesional y la experiencia práctica del fabricante. El arquitecto debe dirigir sus esfuerzos hacia la combinación de formas, texturas y colores con el fin de lograr el efecto deseado en la estructura y su entorno. 231 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n VENTAJAS DE UN SISTEMA DE FACHADA PREFABRICADA DE CONCRETO Las fachadas de un edificio equivalen a la piel de los seres vivos. Su función no es sólo estética, sino también debe garantizar un alto grado de protección. Por ser el elemento que identifica al edificio en su aspecto exterior, debe presentar una apariencia agradable, uniforme y estable, 1.- Estructural: Un sistema prefabricado de fachadas puede ser diseñado para cubrir grandes claros, reduciendo el número de soportes y columnas adicionales. La evolución del primordial material de construcción del mundo actual, el concreto, ha permitido el desarrollo de concretos ligeros con amplia aplicación a elementos arquitectónicos lo cual reduce cargas muertas a la estructura y a la cimentación. 2.- Aislamiento Térmico: Una de las grandes ventajas de los prefabricados arquitectónicos es que reducen los efectos de las ondas térmicas, tanto de calor como de frío que suceden al exterior de los edificios, lo que da como resultado un eficiente aislamiento térmico y por ende ahorros en consumos de los equipos de aire acondicionado. Figura II.89. MONTAJE DE FACHADAS PREFABRICADAS DE CONCRETO. Imagen recuperada del sitio www.google.com el 10 de marzo de 2010 232 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n 3.- Resistencia: Los prefabricados arquitectónicos de concreto son altamente resistentes a condiciones extremas climatológicas, tales como lluvia, viento, frio, resistencia al fuego y a la contaminación ambiental. 4.- Bajo mantenimiento: Una de las grandes ventajas de los precolados arquitectónicos es que requieren de un bajo mantenimiento periódico y sólo es necesario lavar las superficies periódicamente para lograr la apariencia original de la fachada. FORMA TEXTURA Y COLOR, ELEMENTOS FUNDAMENTALES EN EL CONCRETO ARQUITECTÓNICO. Estos elementos, constituyen actualmente un común denominador a nivel mundial, ya que muchas estructuras están construidas completamente de concreto. El concreto le ha proporcionado al arquitecto una confianza ilimitada debido a su resistencia, durabilidad, apariencia y variedad de posibilidades. Razón por la cual se ha decidido hacer aparente al concreto buscando nuevas formas de acuerdo con su versatilidad, permitiendo dejar en el olvido la idea de que el concreto es sólo el sustituto de la piedra. Forma: Dentro de la arquitectura la forma cumple un papel importante, por consiguiente se requiere el uso de un molde apropiado y resistente; Actualmente la mayoríade los sistemas de fachada de concreto se producen en serie en un planta de forma similar a los elementos Figura II.90. EL CONCRETO ARQUITECTÓNICO PUEDE ADQUIRIR CUALQUIER FORMA SEGÚN PROYECTO. . Imagen recuperada del sitio www.google.com el 10 de marzo de 2010 233 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n presforzados, ya que en obra el mantenimiento de las cimbras es difícil y costoso. El concreto es un material plástico que podemos moldear en formas inimaginables y obtener desde superficies con texturas agresivas hasta acabados delicadamente pulidos comparables con el mármol, por lo anterior el molde que ha de dar la forma de un elemento de concreto arquitectónico aparte de su diseño geométrico, su resistencia estructural se debe considerar la estética del producto y los materiales utilizados, para así poder lograr la apariencia buscada con el molde y por consiguiente con el material que se va a vaciar dentro. Textura: En un principio el concreto era visto como un material únicamente capaz de soportar cargas. Con la creación artística de la Arquitectura, puede colocarse en combinación con otros materiales para proporcionar una superficie terminada con diseños exclusivos en colores con tonalidades blancas, ocre, rojo, negro o en una mezcla de ellos, y en una gran variedad de tamaños, desde gravilla hasta agregados más grandes. Los agregados más populares son el ónix, los mármoles y algunas gravas que se obtienen en las canteras de toda la República Mexicana. La textura se puede lograr a partir de los siguientes métodos: a) Acabados directos: Contemplan la impresión directa en el concreto fresco de cierta textura sobre la superficie del concreto. Estos acabados se pueden lograr mediante la integración en el molde de elementos con la textura deseada antes de vaciar el concreto, algunas técnicas contemplan la integración de patrones prefabricados, perfiles metálicos, o bien ladrillos o losetas cerámicas. La segunda manera es después de vaciado el concreto y alisado con llana de igual manera imprimir patrones prefabricados, o bien recurrir al escobillado o repellado tal y como se hace en albañilería. b) Acabados indirectos: Consisten en tratamientos hechos al concreto ya endurecido, contemplan medios mecánicos, con chorros abrasivos de arena, agua o materiales ferrosos, martelinado, esmerilado o cepillado de la superficie. Es importante elegir el método de acabado ya que algunos se tienen que aplicar durante el fraguado del concreto o bien ya endurecido totalmente. 234 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Color: El color en el concreto, es sin lugar a dudas, un procedimiento que de ninguna manera se encuentra en sus inicios, puesto que la variedad encontrada en sus tonalidades va desde el blanco hasta los grises oscuros, influenciados por el color propio de sus componentes: el cemento y los agregados pétreos. La posibilidad de dar color a las superficies del concreto, abre nuevos campos en su empleo; no solamente del concreto a la vista después del desmolde con superficie lisa, sino también al concreto con superficie tratada. Por razones estéticas o prácticas, algunas veces, se indica al concreto un cierto tono. Para esto, se utilizan pigmentos que la técnica ha permitido hacer durables. El concreto coloreado se puede producir pintado la superficie del concreto después de endurecido, incorporando colorantes dentro de la mezcla de concreto o simplemente con una selección acertada en los colores de los agregados y cemento obteniendo colores derivados de su propio color natural. La homogeneidad en el color de los concretos depende de varios factores: a) Uniformidad del color del cemento: depende de la elección del tipo de cemento (blanco o gris), la inclusión de cal para aclarar la tonalidad del cemento gris y la tonalidad propia de la arena o la grava que se incluya en la mezcla. b) Constancia de la relación agua-cemento: De presentarse una rápida pérdida de humedad puede presentarse cambios en la tonalidad del color del concreto. c) Homogeneidad de las mezclas: La mezcla deberá diseñarse de tal manera que prevalezca la tonalidad que se desea, así mismo es importante que antes de iniciar la producción se considere la presentación de muestras con el color y la textura de proyecto para evitar variaciones futuras. d) Dosis de pigmento empleada (si se considero en la mezcla): Se entiende como pigmento al conjunto de finas partículas de polvos químicamente inertes, insolubles en su medio dado y que dotan de color al material al cual se añaden. Los usados para colorear el concreto deben de ser insolubles tanto en el agua como en los agregados, resistentes tanto ala alcalina pasta del cemento como a la intemperie, estable a la luz y debe quedar firmemente embebido, con los finos, en el cemento cuando endurezca. 235 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Para colorear el concreto lo mas importante es el poder que presenta el pigmento. Este depende no solo de la pureza del pigmento, que puede ser de origen orgánico o inorgánico, sino del porcentaje de sustancia colorante y de su granulometría. Como complemento de las características que presentan los pigmentos se puede agregar su gran capacidad de tinte, brillo, luminosidad y tono de color deseado; uniformidad en el tamaño y finura de las partículas que lo componen, garantía en el suministro y fabricación reciente. e) El color propio del agregado: El tipo, el tamaño de las partículas y el color de los agregados, son factores que también pueden afectar el color del concreto. Cierto tipo de agregados puede influir sobre la tonalidad gris del concreto; esta influencia no es tan notoria puesto que el cemento se encarga de opacar cualquier tonalidad del agregado. No obstante, hay agregados que por su color original dan tonalidades más oscuras al concreto. Estos factores y la buena ejecución de la mezcla permiten al concreto obtener un color estable, con buenas condiciones de trabajabilidad y adherencia. Como se mostro en párrafos anteriores, se ha logrado convertir al concreto en un elemento capaz de expresar ideas arquitectónicas sin alejarlo de las capacidades estructurales conocidas para este material omnipresente en las obras de infraestructura. Desde la segunda mitad del siglo pasado se ha buscado que con la incorporación de elementos cuya densidad sea baja se logre reducir el peso volumétrico del concreto y con ello lograr edificaciones más ligeras y más altas. Al producto de la incorporación de agregados de baja densidad a mezclas de concreto se le conoce como Concreto Ligero. Figura II.92. Agregados pétreos para concreto arquitectónico. Imagen tomada del Manual de diseño de estructuras prefabricadas y presforzadas. 1990, Instituto de Ingeniería U.N.A.M. 236 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n CONCRETO LIGERO Aun cuando pueda resultar entendible el concepto de concreto ligero, este término no ha logrado con precisión una definición exacta. La definición más natural es que el concreto ligero es un concreto de características propias que por un medio u otro se ha hecho más ligero que el concreto convencional de cemento, arena y grava, que por tanto tiempo ha sido el principal material de construcción en muchas obras alrededor del mundo. Lo anterior se puede tomar como una descripción cualitativa en vez de una definición. Asi mismo, el definirlo como un concreto fabricado a base de agregados de baja densidad ha generado dudas ya que en la práctica actual existen mezclas en la cuales se han suprimido los agregados (arena y grava) y se han sustituido por elementos que propicien la ligereza buscada según el caso. Las ventajasde tener materiales con baja densidad son muy numerosas; disminución den las cargas muertas, disminución en los tiempos de construcción, lograr ahorros en conceptos de de transporte y acarreos. En México, el concreto ligero tiene una amplia aplicación en la construcción de vivienda popular, la cual se construye vaciando concreto moldes monolíticos, logrando en operaciones muy cortas la obtención de viviendas a costos accesibles. Es posible que con el ejemplo anterior la construcción tradicional a base de tabiques o bloques de concreto Figura II.93. Concreto ligero vs Concreto Convencional. Imagen recuperada del sitio www.google.com el 23 de Septiembre de 2010 237 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n pesados empiece a ser desplazada por el concreto ligero, también en construcciones altas donde el peso sobre la cimentación es fundamental. Existen tres maneras de lograr reducir el peso volumétrico del concreto: Concreto sin finos: El termino concreto sin finos significa un concreto compuesto de cemento y agregado grueso solamente formando un producto que contiene muchos huecos uniformemente distribuidos, se usa generalmente en sustitución de elementos de albañilería, muros interiores o exteriores o rellenos de azotea. Este se logra omitiendo la inclusión de agregados finos en la mezcla, a su vez se incluyen agregados de diámetros mayores y de baja densidad, tales como escorias volcánicas, escorias orgánicas (hulla), arcillas expandidas, o bien rocas trituradas o gravas, según sea el caso. La mezcla utilizada comúnmente en esta proporción es de 1:8 en volumen y las resistencias de compresión varían entre 49 a 84kg/cm2. La contracción por secado del concreto sin finos es generalmente menor a aquella del concreto hecha con los mismos materiales y con sus agregados completos. Concreto con agregados de peso ligero: Este se logra sustituyendo los agregados de grava o piedra triturada por agregados de estructura celular o porosa. Los cuales van a incluir aire en la mezcla. Dentro de los agregados considerados se pueden mencionar, la hulla, escorias volcánicas, arcillas expandidas, vermiculita, perlita o pómez. Para este tipo de concreto no se debe tener cuidado en las características del agregado, de la proporción y de la compactación del mismo, una compactación somera con cierto tipo de agregado como l vermiculita se podrán utilizar para fines de aislamiento, si se busca que el concreto con agregados ligeros soporte cargas se deberá elegir un agregado que tenga buena adherencia con el acero de refuerzo, así mismo la compactación del concreto, la forma de curado y la proporción de cemento definirán un concreto apto o no para soportar cargas. Concreto aireado o celular: El concreto aireado es un material celular de peso ligero. Es diferente a otros concretos en cuanto a que normalmente no contiene agregados; puede considerarse como un mortero aireado. Existen dos métodos diferentes para logar la aireación del concreto, el primero, consiste en que, por medio de una reacción química , se puede generar un gas dentro de la mezcla cuando esta se encuentra aún en estado plástico; 238 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n y el segundo, en que se pueden introducir burbujas de aire mezclando el concreto con una espuma estable, o bien injertando partículas de aire por medio de un agente inclusor de aire. Las propiedades físicas de un concreto aireado o celular varían de acuerdo a las proporciones de la mezcla del cemento y del material que sirva como complemento de la cantidad de aireación y del método que se utilice en la fabricación del mismo. El agregado, o material complementario que se utiliza en la fabricación de concretos aireados, consiste en arena finamente molida, escorias o cenizas pulverizadas. Las propiedades físicas del concreto aireado están directamente relacionadas con su densidad, la cual puede en consecuencia, ser referencia básica para criterios de diseño. Propiedades funcionales del concreto ligero Las principales características de un concreto ligero son: a) Aislamiento térmico b) Baja absorción de agua c) Durabilidad d) Aislamiento acústico Estas características son proporcionales a la densidad de la masa de concreto, así mismo, es recomendable la adición de elementos como impermeabilizantes, o fibras sintéticas que pueden ayudar a mejorar la resistencia del concreto ligero y a mejorar sus características si es que este va a estar expuesto a las condiciones climatológicas. Las características del concreto ligero son equiparables a las características que puede aportar la mampostería a base de tabiques, con la principal ventaja de la reducción de peso muerto por parte del concreto ligero. Cabe mencionar que el concreto ligero, no es un producto nuevo en la construcción, ha tenido aplicaciones desde el siglo pasado en Inglaterra, desde este punto de partida el concreto ligero se ha propagado a todo el mundo. En nuestro país tiene amplia aplicación en la construcción de vivienda de interés social, y en la producción de elementos arquitectónicos, sobretodo de fachadas. 239 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n En México la técnica del concreto ligero aireado o espumoso es empleada por las siguientes empresas: Prefabricados Técnicos para la Construcción (PRETECSA); Empresa mexicana dedicada a la fabricación de sistemas de fachada a base de concreto; utiliza el concreto ligero reforzado con fibra de vidrio, el cual se logra mezclando cemento, arenas finas, granos de mármol y aproximadamente un 5% del peso total de la mezcla fibra de vidrio, adquiriendo un peso volumétrico variante de 600 a 900kg/m 3 con las siguientes ventajas: a) Alta resistencia temprana al impacto, desmolde y transporte b) Alta resistencia al fuego y gran aislamiento térmico c) Fachadas con menor peso transmitido a la estructura del edificio 60 a 90 kg /m2 d) Compatibilidad con métodos de acabado en fachadas prefabricadas e) Concreto reforzado con fibra de vidrio de PRETECSA f´c= 300 – 400 kg/cm2 El concreto ligero reforzado con fibra de vidrio o GFRC por sus siglas en ingles (Glass Fiber Reinforced Concrete) es un claro ejemplo de un concreto ligero sin gruesos, las fibras sintéticas adicionadas a los concretos o morteros tienen la función principal de reducir los agrietamientos por contracción plástica en estado fresco y por temperatura en estado seco, también se considera un refuerzo secundario para el concreto en algunos casos sustituyendo a la malla de alambre. CEMEX: Empresa mexicana dedicada a la producción de cemento y concretos para diversos usos y especificaciones; comercializa el llamado concreto ligero celular con amplias aplicaciones en la construcción de vivienda de interés social y en la industria de elementos prefabricados. Ventajas del concreto ligero celular: a) Concreto Ligero celular de CEMEX peso volumétrico máximo 1900kg/m3 y resistencia a la compresión de hasta f´c= 200 kg/cm 2 240 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n b) Excelentes propiedades acústicas c) Resistencia al fuego d) Eficiencia en labores de colado y eliminación de vibradores por su alta trabajabilidad (Revenimiento típico de 20cm) e) Disminuye permeabilidad f) Ahorro de energía al usuario final por sus excelentes propiedades térmicas g) Compatibilidad con concretos arquitectónicos Este concreto se logra a partir de la inclusión de aire en la mezcla, la inclusión de aire altera las propiedades del concreto en estado no endurecido. Estos cambios deben tomarse en cuenta al hacer el proporcionamiento de la mezcla. El concreto con aire incluido es considerado más trabajable y cohesivo que el concreto sin aireincluido, la aireación en el concreto trae beneficios como protección a efectos de helada y deshielo, resistencia a sales y sulfatos así como evitar sangrado y segregación. La dosificación de un inclusor de aire está determinada por la granulometría del agregado del concreto. PROCESO CONSTRUCTIVO PROPUESTO El proceso que plantea el presente trabajo de tesis es la utilización de paneles de concreto ligero celular en sustitución del Sistema PRECOR; atendiendo a las deficiencias mostradas durante la aplicación de este sistema en el Hospital General Ajusco Medio, producto de procesos constructivos deficientes, lo cual ha provocado incremento en costos por concepto de un mantenimiento anticipado e innecesario, además de que la apariencia y calidad de las fachadas de concreto son muy superiores a las de un sistema PRECOR. Para la viabilidad del sistema prefabricado de fachadas es necesario el cuidado de los siguientes elementos: 1) Moldes de fabricación: Se debe cuidar la precisión del molde a fin de evitar desviaciones de forma y tamaño en cada una de las piezas. 2) Verificación continua de dimensiones: Si se desea alcanzar un alto grado de precisión en los trabajos de fabricación y montaje de fachadas prefabricadas de 241 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n concreto se requiere una supervisión estrecha y permanente. Las dimensiones más importantes que se deben corroborar y verificar son ancho y longitud con sus respectivas tolerancias. Respecto a los trabajos de montaje, se deberá tomar en cuenta la posibilidad de desplomes en la estructura del edificio para la ubicación, anclaje y correcta alineación de los soportes para los paneles prefabricados. 3) Juntas entre paneles: Las juntas entre elementos prefabricados deben ser rectilíneas y tener un ancho constante. La variación del ancho de la junta depende de la desviación de su borde efectivo, para las que se beben considerar tratamientos especiales contra la entrada de humedad y aire. 4) Fijaciones: El sistema empleado para la fijación de elementos precolados debe tener suficiente calidad y resistencia. Estos sistemas podrán ser soldados, colados, mecánicos o pegados según las especificaciones de proyecto. 5) Superficies: Se debe de tener cuidado con diferencias en el alineamiento de piezas de fachada; ya que estas no deben exceder un máximo de 12 mm en 3 m de longitud. 6) Rugosidades: No deben de exceder 10 mm. Este trabajo de tesis propone: Uso de la tecnología del concreto ligero celular de CEMEX, por ser un producto comercial y ofrecer mejor respuesta a la resistencia mecánica y condiciones similares al aislamiento térmico y acústico del Sistema PRECOR. Secciones máximas de 4.60 m de altura ya que s existente entre niveles de piso terminado entre dos niveles del edificio, con longitudes variables para absorber detalles de vanos de ventanas y canceles de aluminio, así como detalles especiales de la fachada, considerando una longitud máxima de 8 m. Atendiendo lo anterior el dibujo de la fachada no se alteraría en lo más mínimo. El espesor máximo de las piezas de concreto en fachadas se propone de 8 cm, alcanzando un peso muerto mínimo de 90 kg/m 2 . Al ser un proceso industrial, se facilita el control de calidad durante la producción de elementos precolados de concreto, es más rápido y más eficiente que un proceso 242 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n de albañilería como es el Sistema PRECOR, además de que el concreto es un material homogéneo que se aplica sólo en proceso de colado y no requiere etapas como el PRECOR. Los soportes para el sistema de fachadas, serian de perfiles de acero estructural; estos tendrían que ser considerados durante la fabricación en el caso de los elementos de fachada. En el caso de los soportes requeridos en obra se proponen dos opciones: a) Estos se pueden instalar con taquetes expansivos y tornillería en los firmes de compresión. b) Considerar accesorios adicionales en los elementos estructurales, que para el caso que nos ocupa son también prefabricados. Para las juntas entre los paneles se recomienda una separación máxima de 10 mm, y para su relleno existen soluciones comerciales de la marca SIKA. Para el acabado final de los elementos de fachada se propone el sistema de acabado por martelinado manual. A continuación se muestra un tono muy similar al adquirido por el Marteliplast del sistema PRECOR. El ejemplo fue tomado del muestrario de la empresa mexicana fabricante de fachadas de concreto FAPRESA. Figura II.94. TEXTURA AM- GRAN-001 DE FAPRESA Imagen recuperada del sitio www.fapresa.com el 12 de Marzo de 2010 243 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n ICA PRET En el caso de la contratista a cargo de la construcción del Hospital General Ajusco Medio, ICA, cuenta con su propia infraestructura para la fabricación de elementos prefabricados de concreto, lo que pudo haber representado una ventaja en cuanto a costos y realización del proyecto más adecuado sin la necesidad de recurrir a subcontratos. De haber sido el caso, se pudo abrir una segunda etapa de fabricación una vez concluida la producción de elementos presforzados dentro de las Plantas PRET dispuestas para este proyecto. DESVENTAJAS DEL SISTEMA: Para la viabilidad del proceso de fachadas prefabricadas se requiere lo siguiente: a) Estudio técnico: para determinar las dimensiones más adecuadas para la estructura, ubicando conexiones entre los paneles y soportes necesarios dentro de la estructura, es necesaria la realización de un proyecto completo de fachadas respecto a los requerimientos estructurales y arquitectónicos del edificio. b) Análisis de costos: Un sistema de fachadas prefabricadas requiere de un cuidadoso análisis de costos, ya que frente a otros sistemas el costo de adquisición puede resultar muy elevado. Para la comprensión de la propuesta el autor ha desarrollado la geometría de las piezas, especificaciones de fabricación, especificaciones de accesorios para montaje y dibujo de la fachada propuesta. Para consulta de este material, seguir la siguiente liga: Anexos\PROPUESTA DE FACHADA PRF 1 a 3.dwg Anexos/PROPUESTA%20DE%20FACHADA%20PRF%201%20a%203.dwg 244 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n COMPARATIVA DE COSTOS: A continuación se muestra una breve comparativa de costos entre el sistema PRECOR y un estimado de costo por m 2 para un sistema de fachada prefabricada de concreto: Sistema de fachada Costo /m 2 Sistema PRECOR $ 674.00 Fachadas pre coladas de concreto $ 2,000.00 (aproximadamente) * Fachada a base de paneles de aluminio ALUCOBOND $ 2, 387.00 * El sistema de fachadas de paneles de aluminio, actualmente se emplea en la primera etapa de la construcción del Hospital General Regional de Iztapalapa, obra que está en proceso de construcción bajo la modalidad de Proyecto Integral a cargo de la Dirección General de Obras Públicas, dependencia del Gobierno del Distrito Federal que también está a cargo de la construcción del Hospital General Ajusco Medio. Sistema Obra Cantidad P.U. COSTO PRECOR H.G. Ajusco Medio 4,426.03m 2 $ 674.00 $ 2, 983,145 ALUCOBOND H.G.R. Iztapalapa 370.78m 2 $ 2, 387.00 $ 881,171.84 Conclusión: La tabla anterior nos muestra que ante una buena planeación de costos, puede aplicarse un sistema de fachadas de alta calidad, aun en obras pequeñas. Tomando en cuenta que el sistema ALUCOBOND tiene un consto similar al de precolados de concreto. 245 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n CASOS PRÁCTICOS Fachadas prefabricadas:Hospital Ángeles “Interlomas” (1997-1998) Huixquilucan Estado de México Terminal 2 Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México “Benito Juárez” (2006- 2007) Ciudad de México Primera etapa del Hospital General Regional Iztapalapa (2009-2010) Uso de sistema de paneles de aluminio ALUCOBOND 246 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.8 ALBAÑILERÍAS La etapa de albañilerías abarcó la ejecución de los siguientes trabajos: Construcción de muros de block hueco; castillos, cerramientos, cadenas y aplanados de mezcla. Construcción de muros falsos; tablaroca y Durock; bastidor, 1ª y 2ª cara, preparación de superficie a base de Redy Mix, Base coat y perfacinta. Construcción de plafones ciegos de Tablaroca; colganteo, estructura, Tablaroca y preparación de la superficie. Construcción de paflón DONIER; colganteo, largueros y duelas de lámina. Rellenos en azoteas; construcción de pretiles, repisones y colado con relleno fluido para pendientes pluviales. Construcción de bases para equipo de aire acondicionado, lavandería y casa de máquinas; armado y colado. Sistema de fachadas PRECOR; bastidor, tabla CEM PANEL, placas de poliestireno adheridas con UNIBASE, primera aplicación de Base coat para adherir malla de fibra de vidrio, segunda aplicación de Base coat y acabado final. Los trabajos de albañilería requieren de una gran fuerza de trabajo y constituyen una de las etapas más fuertes en el desarrollo de las obras de edificación. En el caso del Hospital General Ajusco Medio la etapa de albañilerías inició en el mes de febrero de 2009 y concluyó en Junio del mismo año. Durante la ejecución de los trabajos anteriormente listados se realizaron actividades que complementan a la estructura de concreto pretensado. Durante las albañilerías se pueden destacar las siguientes actividades: Construcción In situ de algunas losas y trabes complementarias a la estructura pretensada Construcción de pozos y casas de máquinas para elevadores y equipos de aire acondicionado. Construcción de escaleras públicas, de personal y escalera de emergencia. 247 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Continuación al colado de losas de compresión. Durante los trabajos de albañilería se dio empleó directo a cerca de 1200 personas entre personal técnico, personal administrativo y personal de obra. A la par de los trabajos de albañilería se fueron realizando los trabajos correspondientes a instalaciones; principalmente ductos de aire acondicionado, instalaciones eléctricas, hidráulicas, sanitarias, telecomunicaciones, y gases medicinales. Lo anteriormente descrito se puede resumir al interior del edificio principal, aunque al exterior del edificio se continuaron trabajos para la construcción de estructuras complementarias. 248 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n II.9 ACABADOS Los acabados se pueden resumir en la siguiente lista. Pisos cerámicos: Se utilizaron dos tipos: Loseta cerámica blanca: Utilizado principalmente en áreas húmeda, y en aquellas señaladas por la normatividad. Piso porcelánico color beige: Utilizado en áreas públicas: vestíbulos y salas de espera. Lambrines cerámicos: Se utilizaron principalmente en áreas húmedas y en aquellas especificadas por la normatividad. Pinturas: Este tipo de recubrimientos fueron utilizados en diferentes especificaciones: Pintura vinílica blanco ostión: Utilizada en el acabado final de plafones ciegos de tablaroca y fondeo de muros tanto de block como falsos. COREV Acuarel texturizado: Es un recubrimiento policromático base agua de suave textura y acabado semisatinado, aséptico y lavable, para decoraciones interiores. Está elaborado con copolimeros acrílicos transparentes, cargas minerales, aditivos y pigmentos en atractivas combinaciones multicolor en gotas gruesas. Se aplica con equipo de aspersión de baja presión y una vez seco al tacto debe ser tratado con un barniz transparente, el cual le proporcionara al acabado una película protectora. Se utilizó de forma general en muros de áreas blancas, grises y negras. COREV Palladio: Recubrimiento de apariencia veteada y acabado lustroso. Está elaborado con copolimeros acrílicos, cargas minerales refinadas, pigmentos orgánicos e inorgánicos y aceites vegetales. Se aplica en 2 capas en las cuales se incorpora el tono deseado, en la segunda se tiene que incorporar un tono más claro para logar el veteado, el cual se logra raspando la superficie pintada con llana de acero inoxidable hasta obtener el brillo deseado. 249 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Esmalte COMEX 100: Su utilización se restringió a áreas de trabajo como cuartos de máquinas, almacén y talleres de mantenimiento. Pisos y zoclos vinílicos: Los pisos vinílicos se utilizaron generalmente en áreas blancas y grises dentro de todo el edificio principal, los zoclos protegen el acabado de Acuarel texturizado contra efectos del mantenimiento propio del edificio. Piezas de Mármol: El mármol fue utilizado sólo en escaleras tanto públicas como de personal y en las mesetas de los lavabos de personal y públicos. Una vez concluidos los trabajos anteriormente descritos se procedió con la instalación de los siguientes elementos: Colocación de cortinas antibacteriales y persianas Mamparas y accesorios sanitarios en baños Protección contra camillas Señalización y ambientación interna Accesorios y señalamiento de protección civil ACABADOS ESPECIALES Por el carácter de cuidado de la salud en un hospital y con el avance de la tecnología médica, se han desarrollado materiales y sistemas de acabado aptos para las operaciones diarias de las diferentes áreas de un hospital. Protección radiológica: En el presente proyecto la protección radiología se ha logrado con base en la aplicación del llamado aplanado varitado; la varita es un mineral altamente denso con la capacidad de absorber la radiación generada en los diagnósticos por Rayos X, la forma de la aplicación consiste en una mezcla homogénea de varita, cemento y arena en proporción adecuada, la 250 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n cual será aplicada en los muros de los cuartos que alojan equipos generadores de radiación. Otras medidas auxiliares en la protección radiológica empleados en este proyecto son: Placas de plomo en las puertas de los cuartos. Vidrios emplomados en las ventanas de cuartos de control de equipos generadores de radiación. Actualmente en nuestro país se cuenta con normatividad que establece parámetros y requisitos para la protección radiológica tanto de médicos como de pacientes, así como requisitos del equipo médico generador de radiación; la norma vigente es: NOM-229-SSA1-2002: Salud ambiental, responsabilidades sanitarias y protección radiológica en establecimientos de diagnóstico médico con Rayos X. Bajo esta norma fueron calculados los niveles de radiación generada y por consiguiente la protección radiológica necesaria. Una vez que el aplanado variado ha secado, se procede a la aplicación de los acabados comunes especificados para el cuarto en cuestión. Los espacios protegidos con aplanado varitado en sus muros son: Sala de rayos X Sala de mastografía Sala de tomografía Tanto las vigas T que forman el techo de los espacios antes mencionados y los firmas de compresión al ser de concreto no requieren varitado, ya que el concreto se considera protector contra la radiación. 251 I n f r a e s t r u c t u r a y C o n s t r u c c i ó n Sistemas Polyflor Una descarga electrostática es un