UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN FACULTAD DE INGENIERÍA MATERIA: ESTRUCTURAS DE MADERA
Ensayo acerca de la economía, seguridad y calidad de las cimbras de madera.
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ÍNDICE
1.
Resumen
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2.
Introducción
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3.
Desarrollo
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3.1 Economía de las cimbras
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3.2 Seguridad de las cimbras
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3.3 Calidad de las cimbras
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4.
Conclusiones
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5.
Referencias bibliográficas
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RESUMEN
En el presente trabajo, se abordará el tema de las cimbras de madera, enfocado en tres aspectos principales concernientes a este tipo de cimbra, que son: la economía, la seguridad y finalmente la calidad de las mismas. A manera de resumen describiré un poco acerca de cada uno de los aspectos antes mencionados, comenzando con la economía. La economía de las cimbras de madera, nos permite decir que estas, son las más económicas en cuanto a materia prima se refiere y para optimizar el costo de ellas, es necesario hacer diseños adecuados con la cantidad de madera necesaria, sin excedentes y sin faltantes, obteniendo de esta forma un balance adecuado. El segundo tópico hace referencia a la seguridad de las cimbras, en otras palabras, la manera en que la madera es dispuesta para formar moldes que darán forma a las estructuras (generalmente de concreto); este es un tema importante al cimbrar, debido a que si la madera no es correctamente colocada, seguramente fallará, podría fallar por cortante, podría fallar por flexión, o tal vez al pandearse dejaría inestable la estructura haciendo que esta colapsara. Finalmente, tenemos la calidad de las cimbras; en este apartado podemos afirmar que la calidad va directamente relacionada con los defectos de la madera, debido a que cuando menos defectos tiene, recibe un mejor puntaje, esto se debe a que los defectos influyen directamente con la resistencia de la madera.
INTRODUCCIÓN
Una cimbra es un conjunto de obra falsa y moldes temporales que sirven para soportar y moldear la construcción de elementos de concreto. El molde es la parte de la cimbra que sirve para confinar y amoldar el concreto fresco de acuerdo a las líneas y niveles especificados en el proyecto durante el tiempo que alcance su resistencia prefijada en la obra falsa lo cual es la parte de la cimbra que sostiene establemente los moldes en su lugar ejemplo: cuñas, madrinas, pies derechos, arrastres, polines, barrotes, contravientos, etc. Las cimbras de madera, los moldes de madera son los más utilizados por su economía, facilidad de manejo, etc. generalmente se emplea la madera de pino; solo en caso de que en la región se encuentre otra madera más barata, se ocupa esta. Para usar la madera, después de colocada en su lugar se leda una untadura con aceite quemado o diesel, a fin de que el concreto no se peque a la cimbra. Además, antes de vaciar el concreto se moja la cimbra para que esta no le quite agua necesaria para su fraguado y para que se hinche la madera, tapando las juntas entre tabla y tabla existen dos tipos de cimbras: la común y la aparente. La cimbra común se ocupa: cuando el elemento lleva alguna clase de recubrimiento, para esta se emplean tablas de unos 10 cm de grueso, sin poner demasiado en la terminación y las juntas de las tablas. La cimbra aparente se usa cuando el elemento de concreto quedara a la vista. Generalmente se hace de duela, cepillando una cara y dos cantos, y poniendo mucho cuidado en la terminación y las juntas de las tablas. Este tipo de cimbras se le puede utilizar pocas veces. 3
I.
DESARROLLO
ECONOMIA
En la ingeniería civil un problema típico es el diseño, la cuantificación y el costeo de las cimbras para los elementos de concreto. Por lo general, para solucionar estos problemas, el constructor se apoya en su experiencia o incluso, en la del carpintero de obra en lugar de realizar un proceso de diseño formal. Sin embargo, la importancia de cuantificar y presupuestar la cimbra es relevante, ya que su costo puede ser de hasta el 60% del valor de la estructura de concreto (Hurd, 1979). Presupuestar de manera incorrecta el costo de la cimbra puede comprometer sus utilidades, en caso de considerar precios por debajo de la realidad, o reducir sus posibilidades de obtener los contratos, en caso de considerar precios muy elevados. En la península de Yucatán el material más utilizado para las cimbras es la madera de pino, la cual proviene de bosques de clima templado que se encuentran a distancias considerables, esto ocasiona costos elevados de la madera debido al almacenamiento, manejo y transporte de la misma. Otro factor que la hace costosa es su vulnerabilidad al intemperismo y a las maniobras a las que se ve sujeta en la obra. Para calcular los costos de los volúmenes de madera a utilizar en la obra, se debe obtener estas cifras en unidades pie-tabla debido a que en muchos lugares los costos son manejados en esta unidad, a continuación se presenta una tabla que tiene equivalencias de los elementos de madera comúnmente usados en la construcción:
II.
SEGURIDAD
La seguridad que esta estructura temporal proporciona a los trabajadores en la obra es de gran importancia, puesto que las consecuencias de un colapso en la cimbra son graves, tanto por los daños materiales como por las lesiones a los trabajadores. 4
Basado en las disposiciones del American Concrete Institute (Comité ACI 347), de las Normas Técnicas Complementarias para estructuras de madera del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (RDF, 1987), y el Manual de Diseño de Obras Civiles de la CFE, el criterio de diseño recomendado es el de esfuerzos permisibles. Para el adecuado cálculo de las cimbras de madera, y logrando la seguridad requerida en la obra se toman las expresiones necesarias para obtener las acciones a las que se ven sujetas las estructuras temporales que conforman una cimbra, como son: el peso propio, la presión que ejerce el concreto fresco sobre las paredes y fondos de las cimbras y las cargas accidentales. También, se toman en cuenta los lineamientos recomendados para definir otros importantes parámetros que intervienen en el diseño, tales como la tasa de colocación del concreto, el uso de aditivos retardantes de fraguado, la densidad del concreto, la altura del elemento (o del tramo de colado en donde se permitan juntas constructivas), la temperatura ambiental, etc. En cuanto al material básico para construir la cimbra, se considera madera de pino en dos presentaciones: madera maciza y madera contrachapada (cimbraplay) con sus dimensiones nominales comerciales disponibles en la región. Por otro lado, los esfuerzos de diseño de la madera se toman generalmente de la norma nacional (LACITEMA). Para los elementos de sujeción metálicos, como tensores y bastones, se consideran los valores del límite de fluencia para varillas de grado 42 recomendados por el Concrete Reinforcing Steel Intitute (CRSI, 1990). Cimbras para columnas
Para las cimbras de columnas aisladas de sección rectangular (figura 1), podemos apreciar sus componentes: cimbra de contacto (cimbraplay), refuerzo de cimbra de contacto (largueros, yugos y 5
barrotes), sistema de sujeción (horquillas y pasador) y apuntalamiento. La acción del concreto sobre la cimbra de contacto se modela como una presión hidrostática, la cual es transmitida a los largueros, que a su vez la descargan en los yugos; los barrotes reciben la carga transmitida por éstos, y son sujetados por medio de horquillas y pasadores de acero. Cimbra para trabes Las cimbras para trabes se encuentran conformadas por: cimbra de contacto (cimbraplay), refuerzo de cimbra de contacto (largueros, barrotes y rodapié) y sistema de apuntalamiento (madrinas, patas de gallo, polines y arrastres). La carga por efecto del concreto fresco y de la cimbra de contacto es recibida por las vigas madrinas que a su vez reparten la carga entre los polines y las patas de gallo. La cimbra de contacto lateral se calcula por presión hidrostática, y debido a la poca profundidad del concreto, los elementos de refuerzo se reducen a solamente barrotes. También se puede considerar la opción del diseño de una trabe sin fondo y por tanto sin apuntalamiento como un caso particular, en el que el elemento se cuela sobre muros o pisos. En la Figura 2 se muestran las partes de que consta el modelo para la trabe.
Cimbra para muros La cimbra para muros de concreto consta de las siguientes partes: cimbra de contacto, refuerzo de la cimbra de contacto (barrotes y vigas madrinas dobles), tensores y apuntalamiento. El sistema se modela como una columna, con la diferencia de que al no poder utilizar horquillas y pasadores por la continuidad del elemento, se utilizan tensores metálicos que lo atraviesan, y se sujetan con pasadores mecánicos a las madrinas dobles.
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III.
CALIDAD
La madera como ser vivo, tiene defectos la evaluación de estos defectos se realiza mediante las normas de clasificación, que varían en función del país. Los métodos de clasificación pueden ser visuales (hoy día son los más extendidos) o mecánicos, de más reciente introducción, que permiten automatizar completamente el proceso. El desarrollo de nuevos productos con aplicaciones estructurales, se orienta a una eliminación de la influencia de los defectos en la resistencia de la madera. La madera laminada, al utilizar láminas de pequeño espesor, limita la influencia del defecto al espesor de la lámina.
La calidad de la madera se evalúa en función de los defectos que ésta contenga.
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El tipo de corte, genera diferentes tipos de defecto. El secado puede ser causa de defecto en la madera estructural. Los defectos que influyen en la resistencia, básicamente son estos: Arqueamiento, grietas, alabeo de canto, acanalamiento, nudos, acebolladuras, rajaduras, espiralado y gemas. Un punto importante, es la apariencia final de la estructura de concreto, que depende en gran parte de la resistencia y rigidez del molde. Si el molde se desalinea, desplaza o sufre deformaciones excesivas durante las maniobras del colado, la apariencia el elemento será deficiente y requerirá un trabajo de reparación o, en casos críticos, requerir su demolición. A la hora de fabricar cimbras en la construcción se debe inspeccionar insistentemente en la calidad de la madera, revisando que no se encuentre torcida, deformada, con nudos excesivos, podrida, con superficies irregulares, con residuos de concreto de colados anteriores, con hongos, plaga o humedad excesiva. Se debe evitar piezas con nudos en zonas con esfuerzos de tensión, no se debe utilizar puntales con grietas, rajadas profundas o perforaciones grandes. El punto de apoyo de los pies derechos o puntales debe ser una superficie rígida, plana y con adecuada compactación, para mayor estabilidad lateral se debe colocar contra-vientos piezas diagonales o en equis) en los puntales. Usar clavos de mínimo 2 pulgadas de largo, antes del fraguado (endurecimiento) del concreto, se hace una inspección previa para detectar y corregir inmediatamente algún pandeo, asentamiento o fuga de concreto. Finalmente una acción que preserva la calidad de la cimbra por más tiempo es la aplicación de diesel a la madera antes de uso, ya que de esta forma, cuando se descimbra, el concreto no se adhiere a la madera evitando así el desgaste producido tanto por el raspado del mismo, como por los movimientos bruscos debido a que no se desprende la madera fácilmente del concreto.
CONCLUSIONES
Para finalizar el presente ensayo, podemos señalar a manera de conclusión los datos más relevantes, de forma que para el apartado de seguridad, dividimos las cimbras de madera en tres grupos importantes que son: las cimbras para columnas, para trabes y finalmente para muros, en donde se recalca el preciso cálculo de los elementos que las conforman para evitar fallas en las cimbras. Continuando con los temas principales, nos encontramos con la calidad de las cimbras, donde apreciamos como los defectos de la madera disminuyen la calidad de la cimbra y también los trabajos realizados con ellas. El último tema es la economía de las cimbras, y que aunque como materia prima la madera es más barata que el acero o algún otro material, si se administra inadecuadamente puede redituar en elevados costos de impacto directo en la construcción.
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Después de un análisis a fondo de los temas abordados, podemos concluir que los tres mantienen una estrecha relación, es decir, uno afecta a los demás, esto es fácilmente demostrable, ya que si hay una baja calidad, entonces no tendremos la resistencia contemplada para los cálculos de las cimbras, lo cual compromete la seguridad de la estructura, y una manera de solucionarlo sería añadiendo más madera de refuerzo a la cimbra, pero con esto afectamos el costo; con este sencillo ejemplo hemos podido relacionar los tres parámetros redactados en este documento, y que para fines prácticos resultan sumamente importantes a la hora de fabricar cimbras.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
2003 Nicolás Zaragoza Grifé/ Rómel G. Solís Carcaño/ Josué Pech Perez DESARROLLO DE UN PROGRAMA VISUAL PARA EL DISEÑO Y LA PRESUPUESTACIÓN DE CIMBRAS DE MADERA Ingeniería Revista Académica, enero-abril, año/vol. 7, número 001 Universidad Autónoma de Yucatán Mérida, México 1983 Francisco Robles Fernández-Villegas/ Ramón Echenique Manrique ESTRUCTURAS DE MADERA Editorial Limusa México, D.F. http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/cimbras/ http://www.construmatica.com/construpedia/Dise%C3%B1o_y_Montaje_de_Cimbras http://www.elconstructorcivil.com/2012/01/seguridad-en-el-empleo-de-la-cimbra.html http://www.maderasdelcuale.com.mx/la-madera/madera-cimbra.html www.holcim.com.mx/holcimcms/uploads/MX/Cimbras.pdf
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