Diseños de detalles de la torre 1 del conjunto residencial Asturias Real

Abstract

El proyecto a cargo de la empresa consultora Terranesco Ingeniería, consiste en realizar losdiseños detalle de la torre de 1 del conjunto residencial Asturias Real, el cual surge de lanecesidad de dar una solución de vivienda a familias colombianas, con la calidad quecaracteriza a los diseños “DIES” (Diseños Integrales Económicos y Sostenibles). Uno de lospilares más importantes para nuestra empresa, es proponer diseños de ingeniería eficientes ycon un alto nivel de calidad al menor tiempo y costo constructivo para el proyecto.Dicho proyecto se encuentra ubicado en la Avenida 14 # 37-48S de la ciudad de Bogotá, enla localidad de Rafael Uribe Uribe, Colombia. La torre 1 consta de 15 niveles, distribuidosde la siguiente forma; En el nivel uno, se ubica la zona de acceso, recepción y cuarto debombas; en el nivel dos, se ubica los depósitos para uso exclusivo de los futuros residentes;en el nivel tres se ubica el salón comunal y a partir del nivel 4 hasta el nivel 15 se destinarápara uso residencial, conformado por cuatro tipos de apartamentos, con áreas aproximadasentre 47 y 59 m2. El apartamento de 47m2 consta de sala comedor, cocina con espacio pararopas, dos alcobas y un baño, por otro lado, el apartamento de 59m2 consta de sala comedor,cocina con espacio para ropas, tres alcobas, dos baños y vestier en la alcoba principal.Desde el componente arquitectónico, se puede observar la optimización de espacios,satisfaciendo las necesidades de cada perfil de cliente, llevando en conjunto el compromisoy armonía con el medio ambiente. Es por ello que en el diseño socioambiental y sostenibledel presente proyecto se tiene como objetivo convertir Asturias Real en un referente devivienda multifamiliar (dirigido a estrato socioeconómico 3) orientado en el cumplimientode la certificación LEED V4. Esto debido a que, en los últimos años, el sector de laconstrucción ha involucrado crecientes tendencias y buenas prácticas en el manejo de lasostenibilidad, encontrando en Colombia varios proyectos con certificación LEED hasta lafecha.Estos diseños son manejados bajo la metodología BIM, que integra todos los procesos y laspartes intervinientes en el proyecto, desde una fase de diseño conceptual hasta una de diseñodetallado, integrando en esta visión aspectos fundamentales para el desarrollo del proyectocomo alcance, costos, tiempo, calidad, riesgos, recursos humanos, comunicación, einteroperabilidad. Esta metodología, permitió el proceso colaborativo en el cual se crea, secomparte y se usa información estandarizada en un entorno digital durante todo el ciclo devida del proyecto. La implementación de la metodología permite una mejor distribución yorganización en el trabajo en equipo, ya que se tiene en cuenta la responsabilidad de cada rolde trabajo y evidencia como cada actividad individual se involucra y se comunica con otrosroles para ejecutar el proyecto.Para llevar a cabo lo anterior, se realiza un plan de ejecución BIM en donde se especificanlos usos y objetivos planteados en el desarrollo del proyecto, se determinan los roles yresponsabilidades de cada agente, el alcance de la información que debe ser compartida, lasplataformas para este fin, los flujos de trabajo necesarios, así como el software y hardwarerequerido en cada etapa de diseño.De la misma forma, toda la información del proyecto se encuentra en Autodesk BIM360Docs., la cual es una plataforma de comunicación compartida al alcance de todos losmiembros para su consulta, opinión e intervención. Además, existe alta coherencia yorganización en el manejo de documentos (aplicación de norma ISO 19650), ya que todas lasespecialidades trabajan bajo una misma nomenclatura y toda la información puede serconsultada por los interesados en su última versión en una carpeta en estado COMPARTIDO,asegurándose así que se está trabajando con la información más actualizada disponible.Adicionalmente, el manejo de los archivos se hace más seguro debido a que ninguna versiónse pierde o borra de la plataforma al trabajar con la herramienta idónea para esta metodología.Para garantizar diseños de ingeniera de alta calidad y seguridad, el grupo de profesionales deTerranesco Ingeniería se rige por la normativa legal vigente en Colombia. Esto se hace, yaque es la única forma de consolidar los parámetros de diseño adecuados. De esta manera,cada una de las áreas de Terranesco Ingeniería adopta diferentes normativas acordes a suespecialidad.Por un lado, para el diseño de instalaciones hidrosanitarias del proyecto en curso, las normasque se implementan son la Norma Técnica Colombiana 1500 de ICONTEC o Código DeFontanería (NTC-1500). El Reglamento De Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) delministerio de Vivienda del gobierno colombiano, el título J de la Norma Sismo Resistente2010 (NSR-10), NFPA 13, NFPA 14 de la National Fire Protection Association y la NormaTécnica NS-009 de la empresa de EAAB, la cual también hace parte de la normativa que rigeactualmente en Colombia al área hidrosanitaria. También es importante mencionar, que setuvo en cuenta la normativa HS-05.Por otra parte, el diseño geotécnico se rige bajo los títulos A y H el Reglamento Colombianode Construcción Sismo Resistente (NSR-10), el Decreto 523 del 16 de diciembre de 2010 –Microzonificación sísmica de Bogotá D.C y la resolución 227 de 2006. Asimismo, para eldiseño estructural se tienen en cuenta los títulos A, B, C, J y K del Reglamento Colombianode Construcción Sismo Resistente (NSR-10), la Ley 400 de 1997, la Ley 1229 de 2008, elDecreto 019 de 2012, la Norma Técnica Colombiana NTC-2289 y el reglamento ACI 211.Terranesco Ingeniería hace uso de diferentes softwares que logran representar de manerarealista el comportamiento estructural, geotécnico e hidráulico del proyecto. Tal es el casode ETABS en el área de estructuras, en donde se realiza un modelo de elementos finitos, elcual garantiza exactitud en cuanto al comportamiento de la estructura para realizar uncorrecto análisis estructural y posterior diseño. Por otro lado, para evaluar la estabilidad enlos taludes se emplea Slide2, para verificar el diseño geotécnico de los pilotes se hace uso deGEO-5 y para comprobar los parámetros de resistencia utilizados para los diseñosgeotécnicos se emplea Rocdata. En el área de hidrotecnia, en donde se utilizaron de igualmanera softwares como HEC-RAS. Los diseños realizados se materializaron en modelos 3Dmediante el software Revit, siendo estos últimos una fuente de información y gestión quepermiten determinar insumos, tiempos, fases y analizar el espacio, comprendiendo lacomplejidad o restricciones que implica para tomar decisiones. Estos modelosposteriormente se vincularon al software Navisworks, verificando así las interferencias (apartir de la herramienta clash detective) entre diseños y geometrías, en cuatro momentosespecíficos a lo largo del desarrollo del proyecto. Estas interferencias fueron corregidasdurante la etapa de diseño y registradas en planos de coordinación técnica, que permitieronobservar la coordinación entre especialidades y proveer facilidad a la hora de materializar losdiseños en obra. Haber hecho caso omiso a las interferencias corregidas tendría un costoadicional de 48 millones con respecto al valor original de 3951 millones. Aunque este valorcorresponde a un valor mínimo frente al total, estos corresponden a costos directos, siendoasí importante añadir al análisis que el valor de sobrecostos es considerablemente mayor porel tiempo de retraso de 339 h en las que se incrementarían los costos indirectos del proyecto.Por otra parte, se utilizó el software Microsoft Project para realizar el cronograma generaldel proyecto y la programación de obra teniendo como resultado una programación de obra5D, a partir de, un modelo 3D con una secuencia constructiva y adicionalmente dosdimensiones, los costos del proyecto y la duración total del proyecto correspondiente a 17meses. Lo anterior, por medio de la utilización de softwares como Navisworks y MicrosoftProject que seguían la jerarquización de la construcción con códigos EDT para cada una delas fases previstas en el proyecto. Esta programación de obra fue insumo para realizar unvideo que simula el proceso constructivo general del edificio que involucra los diseños detodas las especialidades, a partir de la herramienta timeliner. Así mismo, para facilitar afuturo la construcción, se generaron 8 videos en los que se explica a detalle ciertos procesosconstructivos por área, usando softwares como Twinmotion y Filmora para edición.Una vez estructurada la metodología de trabajo para llevar a cabo la ingeniería de detalle delproyecto, se presentan a continuación los aspectos de diseño de cada una de las áreas enfunción del dimensionamiento y la caracterización propia de cada parámetro: En primerlugar, se establece un sistema estructural de resistencia sísmica dual con capacidad moderadade disipación de energía (DMO), conformado por 16 columnas, 7 muros estructurales y unsistema de entrepiso nervado en una dirección conformado por vigas, viguetas y viguetas deborde, en donde se determinó que la resistencia especificada a la compresión del concretopara los elementos del entrepiso y las columnas corresponde a 28 MPa y para los muros a 35MPa. Dicho trazado estructural se apoya sobre un sistema de cimentación profunda depilotes, los cuales llegan hasta una profundidad de aproximadamente 17 metros, en donde seencuentra un geo-material intermedio de alta resistencia. Por otro lado, teniendo en cuenta ladisposición de los elementos estructurales y de cimentación, se procede a realizar un trazadode redes hidrosanitarias concernientes a: suministro, red contra incendios (RCI), sanitarias,reúso, aguas lluvias y aguas grises, donde se asumió el PVC como único material deconstrucción óptimo para las mismas. Sin embargo, pese a los impactos que puede llegar atener el PVC en el medio ambiente, cabe resaltar que en los diseños hidrotécnicos se tuvo encuenta el ahorro significativo de este material. Esto se hizo, generando distintas opciones detrazados, hasta llegar a los trazados más óptimos para el proyecto, y así evitar generarmayores costos.Todos los trazados presentados anteriormente, se realizaron en función de la distribución deespacios generados a partir del diseño arquitectónico, en donde se pretendió realizar el menornúmero de cambios o intervenciones. Sin embargo, debido a las condiciones estructuraleshubo la necesidad de realizar cambios en este diseño arquitectónico, concernientes a: cambiosinsignificantes en el área vendible los apartamentos, aumento en la altura de la edificación,cambio en la disposición de las escaleras, disminución del área del poso de ventilación eiluminación natural del edificio. Realizar correctamente estas intervenciones fue un reto,debido a que durante toda la etapa de diseño de la edificación no hubo acompañamiento conel área de arquitectura, por lo que no se tenía conocimiento relevante sobre normativas nicriterio para poder determinar la viabilidad de estos cambios.Ahora bien, en el marco del cumplimiento de estándares de sostenibilidad, se inicia por ladefinición del área de influencia directa e indirecta del proyecto, con el fin de evaluar lospotenciales impactos ambientales y sociales que se pueden generar en el territorio y en loshabitantes que colindan la UPZ 53 Marco Fidel Suárez. Una vez identificadas dichasafectaciones se proponen medidas para la mitigación, control, compensación y/o prevenciónde los impactos sustentados en un plan de manejo ambiental, que buscan minimizar lasalteraciones naturales y sociales generadas durante la ejecución del proyecto.Asimismo, se realiza el proceso constructivo a partir de fases tales como la nivelación ycontención, en las cuales se contempla la nivelación de la zona plana del lote, el descapote,limpieza, excavación y transporte de material. Por otro lado, lo que respecta a las obras decontención se consideran taludes de 33° desde la corona hasta el inicio de la zona plana y laconstrucción de un muro de contención paralelo a la calle 37. La segunda fase correspondedirectamente a la construcción de la estructura del edificio una vez el terreno se encuentrenivelado y adecuado para poder realizar las actividades constructivas necesarias. Estas fasesresponden a una secuencia de trabajo una vez finalizadas cada una de las actividades de cadauna de las áreas de acuerdo a la alternativa escogida; teniendo en cuenta la maquinaria y elequipo de trabajo que cada una requiere y así poder completar el proyecto de manerasatisfactoria.Dado que el predio se encuentra en una zona de amenaza por remoción en masa alta, serealiza el análisis de estabilidad en la condición actual de uso (sin edificio) y en la condiciónfutura (con edificio e implementando medidas de mitigación), así como las condicionesdurante la construcción de las obras del proyecto, evaluando las condiciones normales yextremas de lluvia y eventos sísmicos. De esta manera, teniendo en cuenta que, de acuerdocon el análisis de estabilidad, no hay un cumplimiento con los factores de seguridad mínimosrequeridos por el reglamento NSR-10, se propone como solución estabilizar el predio con unperfilado de los taludes, la construcción de cunetas y la revegetalización del predio conbiomanto de fique y fibra de coco.Por otro lado, la cimentación es profunda de 47 pilotes pre-excavados de 15.5 m deprofundidad, trabajando por punta y fuste; con 18 cabezales, distribuidos en: 12 rectangulares(G01), 4 hexágonales (G02), 1 en forma de C (G04) y 1 en forma de E (G03). Los cabezalesse encuentran arriostrados con vigas de cimentación. Todos los pilotes se encuentranempotrados 4.5 m en el estrato portante (geomaterial intermedio de origen sedimentariocompuesto por arcillolitas y areniscas).Siguiendo con la metodología de diseños DIES, se evaluaron 4 trazados estructuralesdistintos para la concepción de la estructura con el fin de determinar cual de estas opcionesera la más optima en cuanto a criterios de seguridad, comportamiento estructural ante eventossísmicos y costos. Dichos trazados correspondieron a: Un sistema dual, un sistemacombinado, un sistema de pórticos y un sistema de muros, donde el sistema dual predominópor su buen comportamiento ante solicitaciones sísmicas, por lo que se eligió por encima delas demás propuestas pensando siempre en estar del lado de la seguridad. Cabe aclarar quelos sistemas combinado y dual se definieron en función del porcentaje de cortante sísmicoque asumen los muros en ambas direcciones ortogonales.Para realizar el análisis estructural de la edificación se hizo uso del método del análisisdinámico espectral, el determinó un periodo fundamental a la edificación en X igual a 1.605s y un periodo fundamental en Y igual a 1.044 s cumpliendo con los requisitos máximos deperiodo de oscilación exigidos por el reglamento NSR-10. Por otro lado, se requirieron 13modos de vibración para determinar los desplazamiento relativos de la estructura cuando sevea sometida a fuerzas sísmicas, generando un resultado de deriva de 0.68, cumpliendo conlos requisitos de deriva máxima expresados en el reglamento NSR-10.Los mayores impactos identificados se encuentran relacionados con la calidad de aire, algenerar un aumento en el material particulado principalmente por la cimentación. Así mismo,la calidad sonora que se ve afectada por el aumento de los niveles de ruido, debido al uso demaquinaria relacionada con el pilotaje. Además, los niveles de tráfico pueden incrementarsepor la presencia de vehículos que realizan la operación de carga y descarga o ingreso a laobra. Con el objeto de atender a la mitigación, control, y prevención de estos impactos serealiza un plan de manejo ambiental compuesto de 20 fichas, las cuales actualizan y guían laplaneación estratégica del proyecto, que debe realizarse respondiendo a los diseños yrestricciones de la zona, teniendo en cuenta que la obra y sus labores de ejecución debenrespetar y acogerse a la comunidad que rodea el proyecto. Es por eso, que los accesosvehiculares se ubican de modo tal que el tráfico vehicular y peatonal no se vean afectados.De igual manera, todo lo correspondiente a la localización de los campamentos, equipos,torre grúas e instrumentación se localizan estratégicamente dentro del lote para no alterar elcontexto inmediato. De igual manera, se realiza una descripción detallada de lasherramientas, equipos y maquinarias, sus funciones y características, con el fin, de orientar ydar a entender sus funciones en la obra. Con el fin de atender los principios para edificacionessostenibles tales como la eficiencia energética, ahorro del consumo hídrico y mejoramientode la calidad ambiental interior, se diseñaron propuestas en las que se contempla lafuncionalidad e interoperabilidad de sistemas que satisfacen dichos requerimientos, con elfin de otorgar un valor agregado al proyecto a partir de ideas innovadoras que generen interésen los futuros residentes. Por ende, se generó el diseño de un sistema de paneles solares parala disminución en el consumo de energía en áreas comunes. Y, por otro lado, se realizó unapropuesta para el aprovechamiento de aguas lluvias y reutilización de aguas grisesprovenientes de lavadoras, duchas y lavamanos, llegando a un porcentaje de reúso del 43%.Es importante mencionar que el análisis que se llevó a cabo, para efectuar el diseñohidrosanitario en general constó de una serie de requisitos por normativa y otras porespecificaciones del cliente (Asturias Real Conjunto Residencial). Por esta razón fueimportante determinar en primer lugar la demanda del recurso hídrico, basados en ladistribución arquitectónica propuesta por el cliente. Finalmente, con los objetivos dedisminuir la escorrentía superficial, los efectos de isla de calor, niveles de presión sonora ymejorar la calidad del aire y el comportamiento energético, se diseña una cubierta verdeextensiva transitable.Si bien, el proyecto se planifica bajo una programación de obra y estructura de trabajo,Terranesco ingeniería hace un análisis de riesgo que tiene en cuenta la posibilidad deocurrencia de eventos contingentes, como por ejemplo sismo, derrumbe por remoción enmasa e incendio. De esta manera, se definen actividades enfocadas en la atención oportunade dichas eventualidades generando un plan operativo, estratégico e informativo. Asimismo,se ha diseñado un protocolo de bioseguridad, aplicado a la actual condición de pandemia quese presenta a nivel mundial. Para esto se requiere la programación de actividades, personal yturnos, controles durante la jornada laboral, planes de entrega carga y descarga de materiales,medidas de limpieza, desinfección e higiene en dotación, que aseguren la protección de lostrabajadores que se encuentren vinculados con el proyecto y su respectivo entorno familiar.Con el fin, de garantizar el cumplimiento de las medidas de bioseguridad en coordinacióncon el área de ambiental se realizó el layout de obra teniendo en cuenta los horarios de ingresoy el número de trabajadores que ingresarían por turno. Es por ello, que se cuenta dentro de laobra con puestos de desinfección de covid, zona de aislamiento en pro de prevenir múltiplescontagios dentro de la obra y garantizando que dentro de casa espacio cerrado se cumpla conel distanciamiento social que exige la norma y que se requiere para asegurar la calidad devida y salud de cada trabajador y su entorno familiar.Todos los requerimientos geotécnicos, estructurales, hidrosanitarios, arquitectónicos,socioambientales y sostenibles que garantizan la funcionalidad del proyecto y la satisfacciónde las necesidades propuestas se realizan de acuerdo con una programación de obra que sefundamente en la creación de la EDT (estructura de desglose de trabajo) de acuerdo a lasetapas del proyecto, que permite discretizar un entregable en diferentes actividadescondescendiendo la organización, planificación y la configuración de un cronograma de obraconformado de acuerdo con las actividades dependientes, secuenciales y predecesoras,teniendo en cuenta la duración de las mismas fundamentados en estimación de rendimientosteniendo en cuentas los recursos ofertados y demandados por el proyecto especialmente enlo referente al plan de manejo de los residuos de construcción y demolición considerando losmateriales demandados y generados por la ejecución del proyecto en el cual se determina queserán aprovechados en obra más del 30% correspondiente a 1520.84m3, adicionalmente un6% correspondiente a 305.83m3 que serán reciclados y el restante de los residuos generadosserán dispuestos con él ente encargado por la secretaría distrital de ambiente.Fundamentalmente, la ejecución del cronograma busca identificar las actividades quepodrían generar atrasos o adelantos con el fin de cumplir con las actividades propuestas enlos tiempos pactados con base en los diseños ingenieriles de detalle.Con base en los anterior es de gran importancia establecer un flujo de caja para el proyectoque permita la ejecución de las actividades sin retrasos de índole económica. Partiendo de laidea que las obras generalmente cuentan con un anticipo del 25%, se considera también losingresos económicos que Terranesco obtendrá al reciclar materiales por parte de la gestiónen planta de los residuos que se van generando durante la ejecución de la obra. Este flujo decaja figura como uno de los mejores aliados ya que permite tomar decisiones estratégicaspara el futuro del proyecto, teniendo en cuenta aquellos imprevisto que pesen afectar la obra.Teniendo en cuenta lo anterior, se realiza el presupuesto de obra para el sistema estructural,de contención, cimentación, el sistema hidrosanitario y las medidas ambientales demitigación y sostenibles. Cuantificando así, los costos de las actividades preliminares, la listade precios básicos de insumos y recursos. Lo anterior, se realiza a partir de un Análisis dePrecios Unitarios (APU) los cuales incluyen los precios básicos de los materiales, equipos,transportes y mano de obra. Asimismo, se estima el cálculo de cantidades de obra a partir delos modelos BIM de Estructuras, Geotecnia, Hidrotecnia y Ambiental. El presupuesto de laconstrucción de la torre del proyecto Residencial Asturias Real corresponde al valor total de$5.250.196.201.Uno de los aspectos determinantes en el éxito del proyecto, fue la gestión desarrollada por eltrabajo colaborativo de todos los integrantes del grupo, donde cada miembro reconocía suresponsabilidad individual y colectiva para ejecutar el mismo. Se mantuvieron plataformasde gestión como trello donde se realizaba un seguimiento del cronograma inicial planteado,y análisis del equipo mediante indicadores de rendimiento con el fin de ir mejorando en elproceso.