9. METODOLOGÍA DEL TRABAJO
9.7. Prueba de carga aplicada a formaleta de sistema industrializado y
9.7.3. Prueba de carga aplicada a formaleta de sistema convencional – madera
El procedimiento consiste, en someter las formaletas a incrementos de carga hasta llegar a la carga máxima esperada y evaluar la deflexión por medio de deformímetro. Para el ensayo se dispuso de vigas de concreto como apoyo, medidores de deformación, la formaleta de madera y bultos de cemento de 50 kg para simular la carga.
La descripción de la formaleta utilizada es en madera, con apariencia desgastada en todo su cuerpo principal, tendiendo puntillas y fisuras en sus apoyos principales permitiendo la unión entre las maderas. (Imagen 24, montaje para formaleta de madera).
Carga aplicada
Deformímetro Formaleta
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Imagen 24. Montaje para formaleta de madera. Fuente Sergio Mauricio Torres
La explicación, procedimiento, evaluación de cargas, registro fotográfico y resultados de desplazamientos obtenidos se encuentran en el anexo 2 de este documento, cuyo nombre es Prueba de Carga en Formaleta de Madera.
Imagen 25. Montaje a formaleta de madera. Fuente Sergio Mauricio Torres
Deformímetro Formaleta Apoyos Formaleta Carga aplicada Apoyos
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En la tabla 6 se describe la especificación del concreto que se simuló para las formaletas de aluminio y de madera.
Tabla 6. Características del concreto f´c 21 Mpa. Fuente: Sergio Mauricio Torres
En la imagen 26 se observa un bosquejo general de un módulo de formaleta de aluminio, en este se muestran sus conexiones y se da nombre a cada parte del módulo.
Imagen 26. Bosquejo formaleta estándar aluminio. Fuente: Catálogo Forsa
Densidad Cont aire Asentamiento
% cm
CONCRETO 21 MPa - CONCRETO DE SISTEMA INDUSTRIALIZADO PLACA CATÁLOGO DE SOLUCIONES CEMEX
2200 2 17,78
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10. RESULTADOS
A continuación se presentan los datos que arrojó el ensayo de prueba de carga para las modulaciones de formaleta. En las imágenes 26, 27 y 28 se generaron las gráficas de acuerdo a los ejes cartesianos.
10.1. Resultados de laboratorio
Modulación 1: En la tabla 7 se observan los datos experimentales que se obtuvieron tras las pruebas de carga para la modulación 1 de la formaleta de aluminio.
Tabla 7. Resumen de resultados de prueba de carga aluminio modulación 1. Fuente: Sergio Mauricio Torres
En la imagen 27 se observa gráficamente el comportamiento que tuvo la modulación 1 de aluminio ante la solicitud de las cargas.
MODULACIÓN ESTADO CARGA (Kg) CARGA ACUM (Kg) DEFLEXIÓN (mm)
CARGUE 0 0 -0,11 60 60 -0,23 60 120 -0,33 60 180 -0,45 60 240 -0,58 DESCARGUE 0 240 -0,6 60 180 -0,47 60 120 -0,35 60 60 -0,26 60 0 -0,12 RECUPERACIÓN 0 0 -0,11 MODULACIÓN 1 ALUMINIO
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Imagen 27. Representación gráfica de los desplazamientos modulación 1. Fuente: Sergio Mauricio Torres
Modulación 2: En la tabla 8 se observan los datos experimentales que se obtuvieron tras las pruebas de carga para la modulación 2 de la formaleta de aluminio.
Tabla 8. Resumen de resultados de prueba de carga aluminio modulación 2. Fuente: Sergio Mauricio Torres En la imagen 28 se observa gráficamente el comportamiento que tuvo la formaleta de aluminio ante la solicitud de las cargas.
-0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 -10 40 90 140 190 240 Despl aza m ient o en M ilím et ro s Carga en Kilogramos
MODULACIÓN 1 DEFLEXIÓN VS CARGA ACUMULADA
MODULACIÓN ESTADO CARGA (Kg) CARGA ACUM (Kg) DEFLEXIÓN (mm)
CARGUE 0 0 -0,23 30 30 -0,29 30 60 -0,37 30 90 -0,44 30 120 -0,52 DESCARGUE 0 120 -0,55 30 90 -0,46 30 60 -0,38 30 30 -0,3 30 0 -0,24 RECUPERACIÓN 0 0 -0,23 MODULACIÓN 2 ALUMINIO
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Imagen 28. Representación gráfica de los desplazamientos modulación 2. Fuente: Sergio Mauricio Torres
Modulación 3: En la tabla 9 se observan los datos experimentales que se obtuvieron tras las pruebas de carga para la formaleta de madera.
Tabla 9. Resumen de resultados de prueba de carga modulación 3. Fuente: Sergio Mauricio Torres
En la imagen 29 se observa gráficamente el comportamiento que tuvo la formaleta de aluminio ante la solicitud de las cargas.
-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0 20 40 60 80 100 120 Despl aza m ient o en M ilím et ro s Carga en Kilogramos
MODULACIÓN 2 DEFLEXIÓN VS CARGA ACUMULADA
MODULACIÓN ESTADO CARGA (Kg) CARGA ACUM (Kg) DEFLEXIÓN (mm)
CARGUE 0 0 0 100 100 -0,41 100 200 -2,17 100 300 -2,21 100 400 -4,42 100 500 -5,2 DESCARGUE 0 500 -5,55 100 400 -5,25 100 300 -3,92 100 200 -3,37 100 100 -1,65 100 0 -1,05 RECUPERACIÓN 0 0 -0,32 MODULACIÓN 1 MADERA
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Imagen 29. Representación gráfica de los desplazamientos modulación 3. Fuente: Sergio Mauricio Torres
De acuerdo al resumen anterior y a los gráficos que se generaron, se presenta la tabla 10, con el resultado de deflexiones máximas ante la carga que se aplicó para cada modulación de formaleta.
Tabla 10. Resultados obtenidos en pruebas de carga. Fuente: Sergio Mauricio Torres
Con respecto a la tabla 10, se genera el gráfico que ilustra las diferencias en las deflexiones obtenidas para las tres modulaciones de formaleta, se presenta a continuación la imagen 30.
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 100 200 300 400 500 Despl aza m ient o en M ilím et ro s Carga en Kilogramos
MODULACIÓN 3 DEFLEXIÓN VS CARGA ACUMULADA
MATERIAL MODULACIÓN PESO APLICADO (Kg) ESFUERZO (Kg/m2) DEFLEXIÓN MÁX (mm)
ALUMINIO 1 240 350,9 -0,49
ALUMINIO 2 120 333,3 -0,32
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Imagen 30. Deflexiones obtenidas en las tres pruebas de carga. Fuente Sergio Mauricio Torres. -6 -4 -2 0 2 0 1 2 3 4 De fle xión m áx e n M iím etro s Número de modulación DEFLEXIONES OBTENIDAS
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11.ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para hacer el análisis se relaciona a continuación la tabla 11.
Tabla 11. Resumen general de resultados. Fuente: Sergio Mauricio Torres
• De acuerdo a los resultados generados en las pruebas de laboratorio, la deflexión máxima en formaleta de aluminio corresponde al 8.83 % de la deflexión máxima que se generó en la formaleta de madera.
• Aunque el esfuerzo aplicado en la modulación 3 fue el 72.7 % del aplicado en la modulación 1, la deflexión registrada en la modulación 3 fue 11.32 veces mayor a la de la formaleta 1.
• El comportamiento que se presentó en las modulaciones 1 y 2, las cuales fueron de aluminio, es coherente, debido a que el esfuerzo aplicado en la modulación 1 fue 1.05 veces el aplicado en la modulación 2, asimismo la deflexión que se generó en la modulación 1 fue 1.53 veces la registrada en la modulación 2. • De acuerdo a lo registrado en las tablas 7, 8 y 9, ninguna de las modulaciones
analizadas retornó a su posición inicial, evidenciándose así en la etapa de recuperación.
MODULACIÓN MATERIAL ÁREA (m2) PESO APLICADO (Kg) ESFUERZO (Kg/m2) DEFLEXIÓN MÁX (mm)
1 ALUMINIO 0,684 240 350,9 -0,49
2 ALUMINIO 0,36 120 333,3 -0,32
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• El módulo de madera, cuya área fue 2.86 veces el área de la modulación 1 y 5.44 veces el área de la modulación 2, registró la mayor deflexión, siendo esta de 5.55 mm.
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12.CONCLUSIONES
De acuerdo a las pruebas de laboratorio que se realizaron y al análisis de resultados que se hizo, se concluye que tras aplicar carga similar a la de una losa de concreto, las uniones de los módulos de formaleta se deformaron elásticamente, este comportamiento debe tenerse en cuenta en el momento de aumentar las cargas a las formaletas, ya que en el caso de no contar con un apuntalamiento suficiente, es posible que la formaleta falle.
La eficiencia estructural del sistema que se utiliza para unir las piezas de formaleta de aluminio (pines y pasadores), es mayor a la eficiencia que se tiene en el sistema utilizado en las formaletas de madera (puntillas), esto queda demostrado en las deflexiones máximas que se generaron para cada caso, donde la madera se deformó casi en un 1132 % con respecto a la magnitud de deformación en la formaleta de aluminio.
Debido a que la deflexión máxima en las formaletas de aluminio fue el 8.83 % de la presentada en formaleta de madera, se determina que en cuanto a las deflexiones generadas, es una ventaja el uso de formaletas de aluminio o de sistemas industrializados con respecto a la formaleta de madera.
Teniendo en cuenta que el esfuerzo aplicado a la formaleta de madera fue el 72.7 % del esfuerzo al que se llevó la formaleta de aluminio y observando que la deflexión producida fue 11.32 veces mayor a esta, se determina que en cuanto a los esfuerzos resistidos es superior el
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desempeño presentado por las formaletas de aluminio, siendo esto una ventaja con respecto a la formaleta de madera.
Debido a que las pruebas se hacen a módulos de formaleta conformados por dos o tres piezas, con apoyos simples en sus extremos, las condiciones que se manejan con respecto a los apuntalamientos reales en la construcción para losas o vigas son desfavorables, debido a que no se tienen apoyos de segundo ni de tercer género, de esta forma se debe analizar que los datos aquí presentados, solamente reflejan valores estimativos de desplazamientos ante las condiciones que se dan en el ensayo.
En aspectos económicos, el uso de formaletas en madera representa ventajas con respecto a las formaletas metálicas o de aluminio. El costo estimado para 1 m2 de formaleta de madera incluyendo los soportes y accesorios es de $ 92.000, mientras el costo de la compra de 1 m2 de formaleta de aluminio se maneja en Bogotá desde los $ 380.000. Esta información es extraída de un proyecto que se construyó durante los años 2016 y 2017 en Bogotá.
La durabilidad de la formaleta de madera es limitada a un máximo de 30 procesos de vaciado sin que esta pierda su forma y calidad, para posteriores vaciados se tendrán que generar mantenimientos y en algunos casos cambios de componentes o soportes. Por su parte las formaletas de aluminio pueden llegar a 400 usos sin que exista la necesidad de realizar mantenimiento, simbolizando una ventaja sobre la formaleta de madera.
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En cuanto a rendimiento en obra las características de ser mano portable y liviana (20 kg/m2) para el traslado, representa una ventaja el uso de formaleta de aluminio con respecto a la formaleta de madera, ya que las dimensiones de las camillas de madera y el peso (25 kg/m2), hacen que su traslado sea menos eficiente.
A nivel normativo actualmente no existen suficientes parámetros para medir la capacidad de soporte que debe tener la formaleta que se emplea en los proyectos de construcción.
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13.RECOMENDACIONES
Se recomienda a la Universidad Distrital, contar con laboratorios dotados para aplicar diferentes pruebas a materiales o elementos estructurales, ya que para el desarrollo de este trabajo fue necesaria la colaboración de un laboratorio externo en donde se facilitó el espacio y los equipos para realizar las pruebas de carga.
Modificando las pruebas que se realizaron, se podrían realizar los ensayos colocando apuntalamiento total en la unión de las piezas y medir las deformaciones bajo esta condición.
Para próximas investigaciones, se propone realizar el análisis de eficiencia estructural en formaletas por medio de software aplicado.
Desde la eficiencia estructural, de acuerdo al análisis y conclusiones que se presentan, se recomienda el uso de formaleta de aluminio sobre la formaleta de madera.
A nivel normativo en Colombia, se podrían incluir especificaciones en cuanto a capacidad de soporte que deben tener las formaletas que se emplean en los proyectos de construcción.
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14.BIBLIOGRAFÍA
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86 15.ANEXOS
• Anexo - 1 Prueba de Carga Formaleta Aluminio • Anexo – 2 Prueba de Carga Formaleta de Madera