Universidad Técnica Particular de Loja
Escuela de Arquitectura
ÁREA TÉCNICA
TITULACIÓN DE ARQUITECTO
Implementación de procesos en la administración efectiva de los
materiales de construcción, durante la ejecución de obras en la UTPL.
TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN
AUTORA: Mayta Zapata, Swmak Sara
DIRECTOR: Chávez Jaramillo, Leonardo Heriberto, Arq.
II
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN
Arquitecto.
Leonardo Heriberto Chávez Jaramillo
DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN
De mi consideración:
Que el presente trabajo, denominado: “Implementación de procesos en la
administración efectiva de los materiales de construcción, durante la ejecución de
obras en la UTPL" realizado por el profesional en formación: Swmak Sara Mayta Zapata;
cumple con los requisitos establecidos en las normas generales para la Graduación en la
Universidad Técnica Particular de Loja, tanto en el aspecto de forma como de contenido,
por lo cual me permito autorizar su presentación para los fines pertinentes.
Loja, septiembre de 2014.
III
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
Yo, Swmak Sara Mayta Zapata declaro ser autor (a) del presente trabajo de fin de titulación: Implementación de procesos en la administración efectiva de los materiales
de construcción, durante la ejecución de obras en la UTPL, de la titulación de
Arquitecto, siendo Arq. Leonardo Heriberto Chávez Jaramillo, director (a) del presente
trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus
representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las
ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo,
son de mi exclusiva responsabilidad.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico
de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice:
“Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones,
trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo
financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”.
IV
DEDICATORIA
A mis padres, Miguel Mayta y Elena Zapata, quienes me han apoyado incondicionalmente todos los días de mi vida, con paciencia y cariño supieron forjar la perseverancia para alcanzar mis sueños.
A mi esposo, hermanos (as), sobrinos (as), amigos (as) y en especial a mi hijo Atik, que con su ternura me enseña cada día, el valor de la vida. Y a todos quienes confiaron en mí.
V
AGRADECIMIENTO
A mis amigos y familiares quien me apoyado moral y económicamente en el transcurso de mi vida universitaria, colocando su granito de arena para alcanzar este logro.
A la Universidad Técnica Particular de Loja que me abrió las puertas para estudiar mi carrera, a los docentes que impulsaron mi espíritu de aprendizaje, y en especial al Arq. Leonardo Chávez que ha colaborado en la presente investigación.
VI
ÍNDICE DE CONTENIDOS
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN ... II DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS ... III DEDICATORIA ... IV AGRADECIMIENTO ... V
RESUMEN EJECUTIVO ... 1
ABSTRACT ... 2
INTRODUCCIÓN ... 3
CAPITULO I MARCO TEÓRICO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS. ... 6
1.1. ADMINISTRACIÓN DE EMPRESAS CONSTRUCTORAS. ... 6
1.1.1. Contrato de obra. ... 6
1.1.2. Procedimientos Constructivos. ... 8
1.1.3. Programa de Obra. ... 8
a.
Tabla de Eventos. ... 9b.
Diagrama de Bar Charts de Barras ... 9c.
El método de la ruta crítica. ... 111.1.4. El Presupuesto de Obra. ... 12
a. Presupuesto de base cero. ... 12
b. Presupuesto descendente. ... 13
c. Presupuesto de precios unitarios. ... 13
d. Presupuesto a nivel personal. ... 13
1.1.5. El contexto particular en el cual se ejecutará el proyecto. ... 13
1.2. PROCESOS PARA ADMINISTRAR MATERIALES EN LA EJECUCIÓN DE OBRAS.16 1.2.1. Planeación. ... 16
1.2.2. Negociación. ... 17
1.2.3. El Pedido ... 18
1.2.4. La Recepción ... 18
1.2.5. El Almacenamiento ... 19
1.2.6. El uso y distribución ... 20
1.2.7. El Pago ... 20
VII
1.2. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS. ... 25
1.3.1. CONCRETO REFORZADO ... 25
1.3.2. MATERIALES. ... 26
a. Cemento ... 26
b. Agregados ... 27
c. Agua ... 28
d. Acero De Refuerzo ... 29
e. Aditivos ... 30
1.3.3. Dosificación y Mezcla del Concreto. ... 31
1.3.4. Transporte, Vaciado, Compactación y Curado ... 34
1.3.5. Normas de Calidad para materiales de construcción ... 35
CAPÍTULO II ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO 2.1. Conceptualización. ... 41
2.2. Antecedentes ... 41
2.3. Datos del Proyecto ... 41
2.3.1. Localización Geográfica ... 41
2.4. Estructura Administrativa de la UTPL, en la Ejecución de Obras. ... 42
2.5. Justificación del Análisis ... 44
2.6. Aspectos Contractuales. ... 44
2.7. Procesos administrativos en el ámbito de materiales de construcción. ... 45
2.7.1. Departamento de Infraestructura (UTPL). ... 45
2.7.2. Administración en la ejecución de las construcciones (Contratista). ... 46
2.8. Normativas de materiales para Hormigón en obra. ... 46
2.8.1. Almacenamiento. ... 47
2.8.2. Uso ... 56
2.8.3. Calidad ... 60
2.9. Control y flujo de materiales en obra ... 64
2.9.1. Cardes de flujo de materiales ... 65
VIII CAPITULO III
PROPUESTA Y APLICACIÓN
Introducción ... 69
3.1. Aspectos Contractuales. ... 69
3.1.1. Modelo de Contrato ámbito materiales ... 69
3.2. Procesos administrativos para ejecución ... 70
3.2.1. Planificación de materiales ... 71
3.2.2. Medio online de interacción de información ... 74
3.3. Seguimiento de obra ... 74
3.3.1. Hoja digital del cardex de materiales ... 75
3.4. Normativas de materiales para Hormigón en obra ... 76
3.4.1. Almacenamiento. ... 76
3.4.2. Uso ... 77
3.4.3. Control de Calidad. ... 78
3.5. Aplicación de la propuesta ... 81
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 83
BIBLIOGRAFÍA ... 84
1
RESUMEN EJECUTIVO
La presente investigación tiene como objetivo principal, formular un proceso administrativo que ayude al eficiente control y flujo de materiales, en la ejecución de obras civiles y arquitectónicas. Además controlar el cumplimiento de las normas de calidad determinadas por el Código Ecuatoriano de la Construcción, Norma Técnica Ecuatoriana de la Construcción (NTE INEN), Reglamento Técnico Ecuatoriano (RTE INEN). Buscando mejorar la calidad de obra construida.
Documentos que permiten fundamentar y ejecutar la residencia de obra, la misma que permite diagnosticar las diferentes falencias que poseen, los diferentes procesos administrativos en la ejecución de obras en la Universidad Técnica Particular de Loja.
El método de estudio del presente proyecto es práctico, por ende se plantea un “Manual de administración, control y flujo de materiales en obra”, buscando facilitar al constructor el acceso rápido a las diferentes normativas (Código Ecuatoriano de la Construcción) y su correcta aplicación. Además se busca fomentar el uso de nuevas herramientas tecnológicas existentes, en el ámbito de la construcción.
2 ABSTRACT
The main aim of the current research is to formulate an administrative process, which helps to the efficent control and material flow in the execution of civil and architectural works. Moreover monitoring the rules of quality fulfilment determined by Código Ecuatoriano de la Construcción, Norma Técnica Ecuatoriana de la Construcción (NTE INEN), Reglamento Técnico Ecuatoriano (RTE INEN) loooking for the quality of finished work.
Documents that allow to base and carry out the work residence, which allows to diagnose the different shortcomings have, the different administrative processes in the execution of Works at the Particular Technical University of Loja.
The method of study of this Project is practical, therefore we have set out a “Manual of administration, control and material flow in work” looking for providing to the builder the fast access to the different regulations (Código Ecuatoriano de la Construcción) and its correct application. Moreover we seek to cultivate the use of new technological tools in the field of construction.
3
INTRODUCCIÓN
La presente investigación pretende mejorar los procesos de administración, control y registro de materiales, en el seguimiento de obras civiles y arquitectónicas, buscando la inserción de la tecnología online, en el ámbito de la construcción. Además el cumplimiento de normas y estándar de calidad reguladas por el Código de la Construcción Ecuatoriana.
La correcta administración de materiales en las construcciones, permite visualizar requerimientos, anticipar pedidos, y controlar la calidad de los mismos, de manera más rápida y eficiente. Así mismo las herramientas tecnológicas existentes en el mercado colaboran a realizar ésta tarea con mayor agilidad.
Como primer capitulo se desarrolló la parte teórica, iniciando por la administración de empresas constructoras, puntualizando en el ámbito de materiales; que engloba el contrato de obra, procedimientos constructivos, programa de obra, presupuesto de obra y el contexto del proyecto. Además se analizó los diferentes procesos de administración de materiales en la ejecución de obras.
Contractualmente si la empresa se relaciona con el sector Público, se encuentran bajo la Ley de Contratación Pública, o caso contrario la empresa tiene la libertad de establecer las diferentes normas contractuales que crea conveniente para el caso, y se amparan en el Código Civil Ecuatoriano vigente.
Los procedimientos constructivos permite elaborar; el programa de obra, el presupuesto; y, a la planificación los materiales a utilizarse en obra. Para determinar los sistemas constructivos debemos analizarlos detenidamente el tipo de proyecto. El cual se encuentra regulado por el Código Ecuatoriano de la Construcción.
4
materiales para ser puestos en obra, fundamentados en el Código de la Construcción Ecuatoriana.
El segundo capitulo contiene el análisis y diagnóstico de la problemática, la cual se ejecutó utilizando una metodología práctica, que consiste en realizar residencia de obra en las construcciones del campus UTPL; El Laboratorio de Geología y minas, La Bodega, y el Edificio 7, donde se apreció de cerca tanto la administración, control y flujo de materiales de construcción. Lo cual nos ayudó a determinar la propuesta y su respectiva aplicación que consta el siguiente capítulo.
Donde se desarrollo esquemas de control y seguimiento de obra, mediante la utilización de hojas digitales, y medios de interacción online, entre los diferentes departamentos que intervienen en la ejecución de obras en el campus de la UTPL. Para evaluar la propuesta, se aplico en obra por un mes.
CAPITULO I
6 1. Fundamentos teóricos.
El presente estudio permitirá analizar y exponer las teorías, los enfoques teóricos, las investigaciones y los antecedentes generales, que ayuden a sustentar teóricamente aspectos relacionados con la problemática de la investigación. Así obtener un panorama claro del tema.
1.1. Administración de empresas constructoras.
La administración de los materiales se inicia en la etapa de planeación en la cual se elaboran los programas de utilización de cada uno de ellos. Esta etapa es fundamental en el proyecto debido que debe basarse, en; “el contrato de obra, los procedimientos constructivos seleccionados, el programa de obra, el presupuesto de obra y el contexto particular en el cual se ejecutará el proyecto”1.
1.1.1. Contrato de obra.
El contrato consiste en la obligación que contrae el contratista de hacer una obra determinada o en cuerpo cierto, y el contratante, de pagarle la correspondiente retribución, en el cual se debe describir qué trabajos hay que realizar y cómo ha de efectuarse el pago de los mismos. Cada parte puede ser una o muchas personas.
Se define diferentes tipos de contratos, o se pueden establecer como:
El contrato es unilateral cuando una de las partes se obliga para con otra, que no contrae obligación alguna; y bilateral, cuando las partes contratantes se obligan recíprocamente.
El contrato es gratuito o de beneficencia cuando sólo tiene por objeto la utilidad de una de las partes, sufriendo la otra el gravamen; y oneroso, cuando tiene por objeto la utilidad de ambos contratantes, gravándose cada uno a beneficio del otro.
El contrato oneroso es conmutativo cuando cada una de las partes se obliga a dar o hacer una cosa que se mira como equivalente a lo que la otra parte debe dar o hacer a
1
7 su vez; y si el equivalente consiste en una contingencia incierta de ganancia o pérdida, se llama aleatorio.
Todo contrato legalmente celebrado es una ley para los contratantes, y no puede ser invalidado sino por su consentimiento mutuo o por causas legales.
Los contratos deben ejecutarse de buena fe, y por consiguiente obligan, no sólo a lo que en ellos se expresa, sino a todas las cosas que emanan precisamente de la naturaleza de la obligación, o que, por la ley o la costumbre, pertenecen a ella.
Existen muchas maneras de contratar el pago de unas obras de construcción. Estas difieren básicamente en la forma de abonar la construcción que se realiza. Cada una de ellas determina en el Constructor una estrategia distinta a la hora de programar el proceso constructivo y sobre todo a la hora de establecer prioridades en la ejecución de las distintas unidades de obra. Los tipos más corrientes de contratos de construcción son:
A suma alzada.- Se paga por unidad de obra y no por unidad de tiempo, es lo que se llama a destajo. El tiempo perdido o suma gastada no importa, lo que interesa es el resultado. Sin embargo, el obligado a hacer una obra por ajuste alzado tiene derecho a compensación por las variaciones convenidas por escrito con el contratante, siempre que signifiquen mayor trabajo o aumento en el costo de la obra.
Por administración.- Es el que acuerda proporcionar al cliente los servicios profesionales de construcción y dirección, en el que el Contratante reembolsa al Contratista los suministros de materiales, mano de obra, equipos y servicios, recibiendo por el una retribución económica. Es decir se hace a lo que resulte del valor de las facturas. En este caso, el presupuesto es sólo previsión, ya que puede costar más.
Además si el contrato es con el sector Público, el reajuste de precios se basa en la Ley de Contratación Publica Capitulo VI, articulo 85, 86 y 89, o caso contrario si es con una empresa autónoma se fundamentarán en los diferentes normas contractuales que la empresa establezca para el caso, y se respaldará en el Código Civil Ecuatoriano vigente, Libro IV; DE LAS OBLIGACIONES EN GENERAL Y DE LOS CONTRATOS.
8 o amenaza ruina, en todo o en parte, en los diez años subsiguientes a su entrega, por vicio de la construcción, o por vicio del suelo que el empresario o las personas empleadas por él hayan debido conocer en razón de su oficio, o por vicio de los materiales, será responsable el empresario. Si los materiales han sido suministrados por el dueño no habrá lugar a la responsabilidad del empresario sino en conformidad al Art. 1961, inciso final”2.
Las obligaciones del contratante o dueño de la obra, es de recibir la obra, aunque puede excusarse, si la obra está mal trabajada, no le satisface o no cumple algunas de las cláusulas del contrato; y brindar todas las facilidades y cumplir los acuerdos contraídos con el contratista.
Según el Art. 1966 del Código Civil Ecuatoriano, todos los contratos para la construcción de una obra se resuelven o finiquitan por la muerte del contratista o del empresario; y si hay trabajos o materiales preparados, que puedan ser útiles para la obra de que se trata, el que la encargó estará obligado a recibirlos y a pagar su valor. Lo que corresponda en razón de los trabajos hechos se calculará proporcionalmente, tomando en consideración el precio estipulado para toda la obra. En cambio por la muerte del que encargó o dueño de la obra no se finiquita el contrato.
1.1.2. Procedimientos Constructivos.
Los procedimientos constructivos son indispensables a la hora de planificar una obra, debido que de ellos se derivan: el programa de obra, el presupuesto; y, con esto permite la planificación de los materiales a utilizarse en obra. Por lo tanto es fundamental conocer y determinar un o los sistemas constructivos que se utilizarán en el proyecto que se está planificando, para determinar los sistemas constructivos debemos analizar detenidamente el tipo de proyecto. En el presente trabajo analizaremos diferentes sistemas constructivos en la tercera parte del presente Capitulo (ítem 1.3.).
1.1.3. Programa de Obra.
A través de los años, cientos de sistemas de programación han sido ideados para controlar toda clase de proyectos. Todos tienen ventajas y desventajas y cada proyecto
2
9 debe ser programado usando el método que se adapte a la intención y complejidad del proyecto en particular. Los intentos para utilizar un solo sistema de programación como reglamentario para todos los proyectos de una empresa, han fallado casi siempre. Sin embargo, los proyectos típicamente hechos por empresas de diseño, comparten características que pueden utilizarse para reducir las opciones de selección de método de programación. A continuación mostraremos algunos ejemplos:
a.
Tabla de Eventos.Se puede considerar a la Tabla de eventos básicos como el sistema de programación más sencillo, debido que este método consiste en identificar la fecha en que deberá finalizar cada actividad en el plan de trabajo y la persona responsable de cada actividad. Las mayores ventajas de este tipo de tabla son: su facilidad de preparación y el énfasis en las fechas de terminación de los objetivos. Aunque solo se lo recomienda para proyectos cortos o pequeños, y para presentar un resumen de las actividades más importantes.
b.
Diagrama de Barras.Probablemente la herramienta de planeación más empleada entre profesionales del diseño es el diagrama de barras o de Gantt., debido a que algunas de las desventajas de las tablas de eventos básicos se pueden superar usando este método; que consiste en una lista de actividades presentadas en el lado izquierdo de una página, con barras horizontales a lo largo del lado derecho, las cuales indican las fechas programadas de inicio y terminación de cada actividad.
La mayor desventaja de un diagrama de barras es que no muestra la correlación entre varias actividades, ni indica cuáles son más cruciales para terminar el proyecto en el tiempo programado. Como resultado, algunas actividades pueden ser inadvertidamente omitidas del programa original del proyecto, para ser descubiertas ya demasiado tarde. También asignar la misma importancia a cada actividad (implícito en el método de diagrama de barras), puede poner al gerente de proyecto ante un dilema al forzarlo a decidir cuál actividad debe demorar cuando hay escasez de mano de obra.
10
Figura 9. Diagrama de Barras o de Gantt.
11
c.
El método de la ruta crítica.El método de ruta crítica (MRC), es un sistema altamente matemático en el que la
correlación de las actividades se define y se analiza el programa de las mismas. El cual ha
sido aplicado con éxito en empresas de diseño, para una variedad de proyecto de estudio,
diseño y construcción. Este método se divide generalmente en cuatro etapas:
Primera etapa: Identificar correlación de actividades. El primer paso, al preparar un
programa de ruta crítica, es identificar sistemáticamente todas las correlaciones de las
tareas. Una manera de hacerlo es usar un diagrama de tareas, también conocido como
diagrama prioritario. Este diagrama describe la correlación de las diferentes actividades a
desarrollarse en forma gráfica.
Segunda etapa: Establecer la duración óptima de cada tarea. Esta es la duración, el tiempo
(en días calendario) requerido para terminar la actividad de la manera más eficiente, al
asumir que las tareas de requisito previo hayan sido terminadas. Aun cuando las
responsabilidades del contrato son terminadas en la fecha acordada, las actividades tienden
a continuar más allá de ella, tales como impresión de copias adicionales de los dibujos,
contestar preguntas de los contratistas y vendedores de equipo, organización de archivos
del proyecto o juntas con el concejo municipal. Por lo tanto, estas tareas forman parte de la
gerencia de proyecto y deben ser programadas como tales, y debemos considerar su
duración.
Tercera etapa: Preparar el programa del proyecto. Al completar el diagrama de correlación
de las tareas básicas y establecer su duración óptima, se pueden utilizarse los resultados
para elaborar un programa del proyecto. Esto se puede hacer en el formato de diagrama de
barras (similar a la fig. 9).
Cuarta etapa: Determinar las rutas críticas. El último paso en el método de ruta crítica es
determinar cuáles son las tareas críticas, es decir, cuáles son las que afectarán la fecha de
terminación del proyecto si ocurre algún retraso. La identificación tareas críticas se hace
menos clara a medida que aumenta el número de tareas, haciéndose necesario la
implementación de un método de tanteos.
La ventaja principal del método de ruta crítica es el mostrar claramente la interrelación de
12 La mayor desventaja del método es su dificultad de lectura y el tiempo que se necesita para
elaborarlo y ponerlo al día. Para evitar este problema se debe utilizar el método de ruta
crítica para preparar el programa original del proyecto, y luego convertirlo en un diagrama
de barras para controlarlo. Así, se pueden aprovechar los principales beneficios del método
como herramienta de planificación mientras se utiliza un método que consume menos
tiempo para controlar periódicamente el progreso.
Otra manera de llevar este método de manera eficiente, es utilizar un sistema
computarizado, así nos ahorraríamos mucho a la hora de ponerlo al día.
1.1.4. El Presupuesto de Obra.
El presupuesto tiene como finalidad dar una idea lo más aproximada posible del
importe de la realización del proyecto, no reflejan ni los gastos de explotación ni los de la
amortización de la inversión una vez ejecutada.
La realización del presupuesto de obra puede determinar el éxito o fracaso del desarrollo
de un proyecto, debido que en él se engloba; mano de obra, equipos, materiales, las
actividades imprevistas y la gerencia del proyecto. Existen diferentes métodos entre ellos
tenemos;
a. Presupuesto de base cero.
Se comienza con una lista de tareas y una estimación de horas-hombre y costos
correspondientes para ejecutar el trabajo. Cada tarea debe ser analizada de manera que
cualquier costo relacionado con ella se desarrolle determinando las necesidades de un
proyecto específico. Se fundamenta en; preparar el resumen de las tareas, hacer una
estimación de las horas-hombre por categoría laboral y mano de obra, cuantificación de
costos directos e indirectos, y sumar las eventualidades pertinentes.
Como desventajas podemos decir que el gerente del proyecto puede tender a acumular una
eventualidad tras otra y llegar a sobrevaluar el trabajo y perder el contrato, o no identificar
13
b. Presupuesto descendente.
Consiste en empezar con la cantidad de compensación que se puede obtener, y
dividir los diversos componentes de costo para establecer el número de horas-hombre que
se pueden asignar. Estableciendo un sistema de honorarios totales basados en un
porcentaje del costo de construcción, por metro cuadrado. El éxito de este presupuesto se
basa en determinar la máxima compensación posible para un producto específico, que
requiere saber dos aspectos importantes: el primero es conocer el precio del mercado, saber
cuánto cobra la competencia, y el segundo es el presupuesto del cliente para desarrollar el
trabajo.
c. Presupuesto de precios unitarios.
Este método se basa en definir precios unitarios con la utilización de datos históricos
de precios, de proyectos similares, tales como el precio por dibujo de planos o metro
cuadrado del proyecto. La ventaja principal es que proporciona una estimación objetiva
basada en el historial de costos reales por trabajos similares. La mayor desventaja es que
nunca los proyectos son iguales. Además este método no toma en cuenta los diferentes
cambios que se presentan en el tiempo, como nuevos reglamentos gubernamentales,
municipales, la inflación, costos de materiales, mano de obra y equipos.
d. Presupuesto a nivel personal.
Es necesario hacer una estimación del número total de cantidad de obras o rubros
para cada fase del proyecto. El presupuesto se determina multiplicando las cantidades de
obras por el costo en unidades determinadas.
Como conclusión debemos considerar un método que nos permita verificar y llevar el
control adecuado del proyecto, es esencial que cada tarea tenga un presupuesto específico
y que la suma de todos estos presupuestos sea igual al presupuesto total.
1.1.5. El contexto particular en el cual se ejecutará el proyecto.
En el presente ámbito se determinará el contexto o particularidades de los proyectos,
debido que ningún proyecto va ser igual a otro, pueden ser similares pero siempre tendrá
su propio contexto. El cual será abordado en la planificación del mismo, con los diferentes
objetivos que se proyecta alcanzar, para cubrir necesidades espaciales y arquitectónicas,
14
Tabla 1: Administración de Empresas Constructoras.
PROCESOS DESCRIPCIÓN BASES LEGALES
15
características que pueden utilizarse para reducir las opciones de
selección de método de programación. A continuación mostraremos
algunos ejemplos:
Tabla de Eventos.
Diagrama de Bar Charts de Barras.
El método de la ruta crítica.
Presupuesto de
obra
El presupuesto tiene como finalidad dar una idea lo más aproximada
posible el costo de la realización del proyecto. Engloba; mano de
obra, equipos, materiales, las actividades imprevistas y la gerencia
del proyecto. Existen diferentes métodos entre ellos tenemos;
Presupuesto de base cero.
Presupuesto descendente.
Presupuesto de precios unitarios.
Presupuesto a nivel personal.
Contexto
Se determina las particularidades de los proyectos, con los objetivos
que se proyecta alcanzar, como cubrir necesidades espaciales y
arquitectónicas, mediante la construcción de dicho proyecto.
Dependerá del lugar geográfico donde se ubique el
proyecto sea urbana o rural, y de las normativas
municipales del sector.
Fuente: Resumen Capitulo I; ítem 1.1.
16
1.2. Procesos para administrar materiales en la ejecución de obras.
La ejecución exitosa de un proyecto de construcción requiere que todos los recursos
sean administrados de manera efectiva, pero especialmente los materiales, debido que
constituyen la mayor parte, tanto en cantidad como en costo, de los recursos que se utilizan.
Según Domínguez (1993)3, “el 54.51% del total de los costos directos en obras de edificación de tamaño medio y pequeño, corresponden a los materiales; de aquí que la
utilidad de una empresa constructora está determinada en gran medida por la efectividad
con la que se administran estos recursos”.
Por lo tanto un control eficiente de los materiales permitirá al constructor; agilitar el proceso
constructivo, adquisición de unidades requeridas, un ahorro significativo de tiempo,
aprovechamiento de mano de obra, y finalmente una alta calidad de la obra construida.
1.2.1. Planeación.
La planeación de recursos es “realizada sólo por el 64% de las empresas y el
propósito principal es sólo para cumplir los requerimientos para las licitaciones de obra”4; cuando el propósito debería ser garantizar que se tengan oportunamente los recursos en la
cantidad y calidad necesarias. Una vez que las empresas son contratadas, “solo el 26% de
ellas revisa sus planes originales antes de iniciar la fase de ejecución del proyecto, y sólo el
10% durante la fase de construcción”5.
Se inicia identificando cada uno de los materiales; su cuantificación (incluyendo posibles
desperdicios), costos (precios unitarios), cronograma de actividades, además la misma
cantidad y costo de los materiales del presupuesto tienen que ser distribuidos entre las
actividades mediante una programación. Para este paso se puede hacer uso de las
tecnologías actuales, como ejemplo “proponen el uso de una hoja electrónica que integra los
recursos presupuestados con el tiempo programado; a esta hoja electrónica le denominan
hoja electrónica de integración de insumos y avances programados (HEIAP)”6.
3
Domínguez L. José a. (1993) “Propuesta para la Sistematización y Automatización del Control de Costos de Construcción”, Tesis inédita, FIUADY.
4
GONZÁLEZ F. José Antonio De Jesús (2010). Administración Efectiva de Proyectos de Construcción en el Contexto de las Pymes. Ingenieria Civil. Mérida, Yucatán, México.
5
Ibídem.
6
17 El programa de necesidades o de suministro de materiales es una derivación del programa
de utilización, en el cual se consideran solicitudes por lotes, para recibir los materiales en el
sitio de construcción al inicio de la obra o un período específico, para su utilización y
transformación; ya que no es factible recibir materiales todos los días.
El siguiente proceso consiste en definir el catálogo de cuentas de costo, que representa una
codificación de las partes del proyecto hasta llegar a los recursos específicos y que permitirá
llevar el control del proyecto en forma ordenada y congruente.
Los programas de materiales y el catálogo de cuentas con sus presupuestos de control
deben ser comunicados a las partes involucradas de la empresa constructora, tales como a
la Gerencia o Superintendencia de Obra y al Departamento de Adquisiciones o Compras.
Acciones de comunicación, divulgación o información al interior de la empresa son siempre
importantes e indispensables para una administración eficientemente.
Y una vez definida la forma de administrar y controlar los insumos, en la última parte de la
fase de planeación se recomienda diseñar la logística para la distribución de materiales en el
sitio de construcción, en función de las características físicas del terreno y la forma de
ejecución de los trabajos. Mediante este diseño se define la ubicación, el número y la
capacidad de los almacenes de la obra. Además, se deberá establecer la estructura
organizacional para llevar a cabo la distribución de los materiales a los centros específicos
de consumo. Adicionalmente, se debe desarrollar una logística de transporte estableciendo
las rutas de tránsito más recomendables para llegar a los centros de recepción y consumo
de materiales.
1.2.2. Negociación.
Antes de llegar a la etapa de recepción y distribución de los materiales, debemos
haber realizado la Negociación donde se realizan las solicitudes de cotización, lo cual
permitirá conocer a los proveedores y sus diferentes capacidades de entrega, y se analizará
las diferentes ofertas para elegir las mejores opciones comerciales y discutir con ellos las
condiciones de compra, tales como: precio, tiempo de entrega, créditos, términos
contractuales y garantías que regirán los suministros de la construcción. Como resultado de
lo anterior se realiza la selección definitiva de los proveedores, procediéndose a formalizar
18 1.2.3. El Pedido.
La administración de los materiales se inicia con el pedido, el cual tiene como
evento inicial la solicitud que hace el área de producción o residente de obra, de una
cantidad (o lote) de uno o varios materiales; esta solicitud es dirigida al área administrativa.
Cuando el área administrativa recibe el pedido de material, un empleado administrativo
(encargado de compras) revisa que la cantidad del material que ya se ha comprado (en caso
de no ser la primera solicitud), más la solicitada, no rebase al presupuesto de control. En
caso de no rebasarse, el encargado de compras elabora una solicitud dirigida a un
proveedor determinado, denominada la orden de compra, la cual debe ser autorizada por un
administrador de mayor rango (gerente de compras); y posteriormente, la empresa
constructora entrega la orden de compra al proveedor seleccionado.
Cuando el proveedor recibe una orden de compra se procede a programar el envío del
material a la obra atendiendo a factores tales como: existencia disponible, número de
pedidos programados con anterioridad, particularidad de pago acordado, historial de
cumplimiento de la empresa de los plazos de pago, valor estimativo de la empresa
[image:26.595.190.478.442.645.2]constructora como cliente, etc.
Figura 1: Diagrama del pedido del material.
Fuente: Solís Carcaño, R. et al. / Ingeniería 13-3 (2009).
1.2.4. La Recepción.
Una vez que el proveedor sitúa el material en la obra, el empleado de la empresa
19 integridad y su cantidad. En caso de que el material corresponda con lo que fue solicitado
en la orden de compra, el responsable del almacén lo recibe del proveedor y le firma la nota
de remisión que ampara este hecho. A partir de la nota de remisión el responsable del
almacén elabora un documento que genera un movimiento de almacén denominado
entrada, y carga el material contablemente al inventario; con este procedimiento el nivel del
inventario del material queda actualizado. La Figura 2 presenta el diagrama de secuencia
[image:27.595.104.524.235.489.2]de los procesos para la recepción del material.
Figura 2. Diagrama de la recepción del material.
Fuente: Solís Carcaño, R. et al. / Ingeniería 13-3 (2009).
1.2.5. El Almacenamiento.
El almacenamiento obedece a los diferentes tipos de materiales, éstos podrían
requerir de ser almacenados en un espacio cerrado y resguardado (un almacén), o bien en
espacios abiertos estratégicamente seleccionados para minimizar los traslados dentro de la
obra.
Los materiales que se almacenan en espacios cerrados son aquellos que reaccionan al
contacto con la atmósfera, tienen tamaños pequeños o son costosos. Los materiales que se
almacenan en espacios abiertos son aquellos relativamente inertes, que ocupan gran
20 1.2.6. El uso y distribución.
El uso y la distribución será solicitado al empleado responsable del almacén la
cantidad que requieren, usualmente para una jornada de trabajo. Esta cantidad de material
es entregada por medio de un movimiento de almacén denominado la salida, cuya cantidad
y costo son cargados a la cuenta de la obra.
Con la salida de almacén se debe actualizar el nivel de inventario del material. Para un
mayor nivel de información, el material puede ser cargado contablemente a la parte
específica de la obra en la cual se va a utilizar (en las cuentas predefinidas); de esta forma
[image:28.595.111.519.307.537.2]se puede conocer qué cantidad del material se ha utilizado en cada partida de la obra.
Figura 4. Diagrama del uso del material
Fuente: Solís Carcaño, R. et al. / Ingeniería 13-3 (2009)
1.2.7. El Pago.
El Pago respetará los acuerdos que anteriormente haya llegado la constructora,
con su proveedor; pagos en efectivo, cheques certificados, a plazos, por lotes, por cantidad
de material o montos. Mediante un documento que se denomina la factura del material y se
entrega a un recepcionista de la oficina central de la empresa constructora, acompañada de
21 El recepcionista entrega al responsable de los asientos contables (contador) la factura para
que revise: la información fiscal de la empresa constructora, la correspondencia con los
datos de la orden de compra y las entregas físicas consignadas en las notas de remisión,
fecha, operaciones aritméticas, cálculo de impuestos, etc. Si la factura está correcta, el
contrato pasivo para la empresa constructora, hasta su pago. En el momento en que se
paga el material, la empresa constructora entrega al proveedor el cheque correspondiente
[image:29.595.140.493.226.548.2]al importe de la factura y recupera el contra recibo.
Figura 5. Diagrama del pago del material.
Fuente: Solís Carcaño, R. et al. / Ingeniería 13-3 (2009).
1.2.8. El Control.
Finalmente tenemos el control, el que consiste en el establecimiento de sistemas
que permiten comparar lo ejecutado con lo planeado, detectar errores, desviaciones, así
como las causas y posibles soluciones, todo lo cual permite decidir oportunamente las
acciones correctivas para mejorar o conservar el buen desempeño del proyecto.
En el caso de los materiales se trata de su pago, para así prevenir y corregir durante la
22 compras erróneas, robos, etc.; incluso puede servir para retroalimentar la estimación de
cantidades y costos de los materiales para la planeación de futuros proyectos.
El control de los materiales no es una fase independiente, sino que está integrada con las
fases anteriormente descritas. La recopilación, la organización y el análisis de la
información que se genera durante la ejecución debe ser realizada por expertos del área,
23 Tabla 2: Procesos para Administrar Materiales en la Ejecución de Obras.
DESCRIPCIÓN PRO CE SO S D E A D M IN IS T RA CI Ó N PL A N E A CI Ó N Se identifica cada uno de los materiales que son necesarios para la construcción del proyecto, así como la cuantificación de la cantidad
necesaria de cada uno, incluyendo desperdicios. Realizando el programa de necesidades y utilización de los materiales, donde se muestran las fechas en que se deben recibir los materiales para su utilización o transformación en obra. Una vez definida la forma de administrar y controlar los insumos, en la última parte de la fase de planeación se recomienda diseñar la logística para la distribución de materiales en el sitio de construcción, en función de las características físicas del terreno y la forma de ejecución de los trabajos. Mediante este diseño se define la ubicación, el número y la capacidad de los almacenes de la obra. NE GO C IA C IÓ N
Se consideran los factores concernientes a la formalización de los acuerdos con los proveedores de materiales de construcción. La primera parte es la elaboración de las solicitudes de cotización, luego con el análisis de las cotizaciones recibidas por parte de los proveedores, ya sea agrupados por familias de materiales o por los artículos que puedan suministrar uno o más proveedores. El resultado de este análisis será la determinación de los proveedores más confiables, y discutir con ellos las condiciones de compra, tales como: precio, tiempo de entrega, créditos, términos contractuales y garantías que regirán los suministros de la construcción.
PE
D
ID
O
El pedido inicia con la solicitud que hace el residente de obra, de una cantidad (o lote) de uno o varios materiales (en función a lo
planificado); esta solicitud es dirigida al área administrativa. Aquí esta solicitud es revisada la cantidad, que no rebase el presupuesto, si excede a los planificado se debe justificar el excedente en obra. Cumpliendo estos requisitos se contacta con el proveedor seleccionado y entrega la orden de compra. Además se debe tener considera el tiempo de demora, que sufrirá el material para llegar a obra, lo cual será considera en la planificación. RE CE PCI Ó N
24 AL M AC E N AM IE N T O
El almacenamiento es dependiendo de los diferentes tipos de materiales, éstos podrían requerir de ser almacenados en un espacio cerrado y resguardado (un almacén), o bien en espacios abiertos estratégicamente seleccionados para minimizar los traslados dentro de la obra.
Los materiales que se almacenan en espacios cerrados son aquellos que reaccionan al contacto con la atmósfera, tienen tamaños pequeños o son costosos. Los materiales que se almacenan en espacios abiertos son aquellos relativamente inertes, que ocupan gran espacio, o son entregados mediante medidas de camiones o volquetes. US O /DI ST R IB UC IÓ N El uso y la distribución será solicitado al empleado responsable del almacén la cantidad que requieren, usualmente para una jornada de trabajo. Esta cantidad de material se les entregada por medio de un movimiento de almacén denominado la salida, cuya cantidad y costo son cargados a la cuenta de la obra. Con la salida de almacén se debe actualizar el nivel de inventario del material. Para un mayor nivel de información, el material puede ser cargado contablemente a la parte específica de la obra en la cual se va a utilizar (en las cuentas predefinidas); de esta forma se puede conocer qué cantidad del material se ha utilizado en cada partida de la obra. PA G O Se respetara los acuerdos que anteriormente haya llegado con el proveedor; pagos en efectivo, cheques certificados, a plazos, por lotes,
por cantidad de material o montos. Mediante un documento que se denomina la factura. Las mismas que pasan al responsable de contabilidad para que revise: la información fiscal de la empresa constructora, la correspondencia con los datos de la orden de compra y las entregas físicas consignadas en las notas de remisión, fecha, operaciones aritméticas, cálculo de impuestos, etc. CO N T RO L Aquí comparamos lo ejecutado con lo planeado, para detectar errores, desviaciones, así como las causas y posibles soluciones, todo lo cual permite decidir oportunamente las acciones correctivas para mejorar o conservar el buen desempeño del proyecto. En el caso de los materiales se trata de su pago, para así prevenir y corregir durante la ejecución: sobreprecios, mermas, desperdicios, entregas fuera de especificación o calidad deficiente, compras erróneas, robos, etc.; incluso puede servir para retroalimentar la estimación de cantidades y costos de los materiales para la planeación de futuros proyectos.
Fuente: Resumen capitulo I; ítem 1.2.
25 1.3. Sistemas Constructivos.
Es un conjunto de elementos, materiales, técnicas, herramientas, procedimientos y
equipos, que permiten determinar características propias de una edificación en particular.
En el presente caso analizaremos el concreto reforzado, el cual nos servirá para generar el
proceso de administración y control de los materiales que este sistema constructivo
conlleva.
1.3.1. Concreto Reforzado.
El concreto es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una
mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado, y agua;
después, esta mezcla se endurece en la forma y dimensiones deseadas. El cuerpo del
material consiste en agregado fino y grueso. El cemento y el agua interactúan químicamente
para unir las partículas de agregado y conformar una masa sólida.
Los factores que hacen del concreto un material de construcción universal, es su facilidad
con la cual, mientras se encuentra en estado plástico, puede depositarse y llenar las
formaletas y moldes de cualquier forma, y su alta resistencia al fuego y al clima son
ventajas evidentes. Aunque el concreto es un material relativamente frágil, con una baja
resistencia a la tensión comparada con la resistencia a la compresión. Esto impide su
utilización económica en elementos estructurales sometidos a tensión, como vigas,
cadenas, etc., para contrarrestar esta limitación, en la segunda mitad del siglo XIX se
consideró factible utilizar acero para reforzar el concreto debido a su alta resistencia a la
tensión, principalmente en aquellos sitios donde la baja resistencia a la tensión del concreto
limitaría la capacidad portante del elemento. La combinación resultante de los dos
materiales, es conocida como concreto reforzado, combina muchas de las ventajas de cada
uno: el costo relativamente bajo, la buena resistencia al clima y al fuego, la buena
resistencia a la compresión y la excelente capacidad de moldeo del concreto con la alta
resistencia a la tensión y la aún mayor ductilidad y tenacidad del acero. Es precisamente
esta combinación la que permite el casi ilimitado rango de usos y posibilidades del concreto
reforzado en la construcción de edificios, puentes, presas, tanques, depósitos y muchas
26 1.3.2. Materiales.
Es imprescindible conocer bien todos los materiales, tanto los tradicionales como
aquellos productos que se incorporan con las nuevas tecnologías de la construcción actual,
debido a que un técnico en construcción debe colaborar también en el control, recepción,
en la realización de pedidos y en la planificación de acopios para la propia organización de
la obra. Por ello es importante conocer sus características físicas, su comportamiento, tanto
en su almacenaje como en su puesta en obra, y las propiedades que deben definir la
calidad mínima exigible para su utilización.
Se definen “los materiales de construcción como aquellos cuerpos o sustancias que
integran las obras de construcción, tanto de origen natural como artificial, cualquiera que
sea su naturaleza, composición y forma”7.
Al diseñar y construir estructuras de concreto o concreto reforzado, debemos entender las
características y el comportamiento de los materiales, lo cual resulta fundamental para
comprender el comportamiento del concreto y para diseñar estructuras de concreto en
forma segura, económica y funcional.
a. Cemento.
Se conoce como un material cementante aquel que tiene las propiedades de
adhesión y cohesión necesarias para unir agregados inertes y conformar una masa sólida
de resistencia y durabilidad. Esta categoría tecnológicamente importante de materiales
incluye no sólo el cemento sino también limos, asfaltos y alquitranes, tal como se usan en
la construcción de carreteras y otros. Para la fabricación del concreto estructural se utilizan
exclusivamente los llamados cementos hidráulicos. Para completar el proceso químico
(hidratación) mediante el cual el polvo de cemento fragua y endurece para convertirse en
una masa sólida se requiere la adición de agua.
El cemento Portland es un material grisáceo finamente pulverizado, conformado
fundamentalmente por silicatos de calcio y aluminio, su calidad se fundamenta en la norma
ASTM C150.
7
27 A lo largo del tiempo se han desarrollado cinco tipos de cemento Portland. El
cemento Portland corriente, el tipo I, se ha utilizado en el Ecuador. Los concretos hechos a
base de cemento Portland tipo I requieren generalmente dos semanas para alcanzar la
resistencia suficiente para poder retirar las formaletas de vigas y losas, y aplicar cargas
razonables; estos elementos alcanzan su resistencia de diseño después de 28 días y
continúan ganando resistencia de ahí en adelante a una tasa ascendente. En los casos en
que se requiere acelerar la construcción se han desarrollado cementos de alta resistencia
inicial, tales como el tipo III; éstos son más costosos que el cemento Portland ordinario,
pero alcanzan entre los siete y los catorce días la resistencia que tendría el cemento
Portland tipo I al los 28 días. El cemento Portland tipo III tiene la misma composición
básica de los cementos Portland tipo I, pero ha sido mezclado en forma más cuidadosa y
molido hasta obtener partículas más finas.
Cuando el cemento se mezcla con el agua para conformar una pasta suave, ésta se
rigidiza gradualmente hasta conformar una masa sólida. Este proceso se conoce como
fraguado y endurecimiento. Se dice que el cemento ha fraguado cuando ha ganado
suficiente rigidez para resistir una presión arbitrariamente definida, punto a partir del cual
continúa endureciendo durante un largo tiempo, o sea que sigue ganando resistencia.
De acuerdo con Hubert Rüsch, para completar la hidratación de una cantidad dada de
cemento se requiere químicamente una cantidad de agua con peso igual
aproximadamente al 25 por ciento del cemento, es decir, una relación agua cemento de
0.25. Sin embargo, durante el proceso de hidratación debe estar presente una cantidad
adicional de agua para proporcionarle movilidad al agua misma dentro de la pasta de
cemento, de manera que ésta pueda alcanzar las partículas de cemento y proporcione la
manejabilidad necesaria en la mezcla de concreto. Para concretos normales la relación
agua-cemento varía por lo general en el intervalo de 0.40 a 0.60, aunque para los
concretos de alta resistencia se han utilizado relaciones tan bajas como 0.25, mediante la
utilización de aditivos.
b. Agregados.
En concretos estructurales comunes, los agregados ocupan aproximadamente
entre el 70% y el 75% del volumen de la masa endurecida. El resto está conformado por la
pasta de cemento endurecida, agua y vacíos de aire. Evidentemente, el último no
contribuyen a la resistencia del concreto. En general, mientras más densamente pueda
28 razón, resulta fundamental la importancia de la gradación del tamaño de las partículas en los
agregados, con el fin de producir este empaquetamiento compacto. También es importante
que el agregado tenga buena resistencia, durabilidad y resistencia a la intemperie; que su
superficie esté libre de impurezas como arcillas, limos o materia orgánica las cuales pueden
debilitar la unión con la pasta de cemento.
Los agregados naturales se clasifican generalmente en finos y gruesos. Un agregado fino o
arena es cualquier material que pasa el tamiz No. 4, es decir, un tamiz con cuatro aberturas
por pulgada lineal. El material más grueso que éste se clasifica como agregado grueso o
grava. Cuando se desea una gradación óptima, los agregados se separan mediante
tamizado, en dos o tres grupos de diferente tamaño para las arenas y en varios grupos de
diferente tamaño para las gravas. Con posterioridad éstos pueden combinarse de acuerdo
con tablas de gradación que permiten obtener un agregado densamente empaquetado. El
tamaño máximo de agregado grueso para concreto reforzado está controlado por la facilidad
con que éste debe entrar en las formaletas y en los espacios entre barras de refuerzo. Con
este fin el agregado no debe ser mayor que un quinto de la dimensión más pequeña de las
formaletas o un tercio del espesor de la losa, ni tres cuartos de la distancia mínima entre
barras de refuerzo, según la norma ASTM C33.
c. Agua.
El agua desempeña uno de los papeles vitales en el hormigón. Es el componente
que se combina químicamente con el cemento para producir la pasta que aglutina las
partículas del árido, las mantiene unidas y colabora en gran medida con la resistencia y
todas las propiedades mecánicas del hormigón.
El agua empleada en la mezcla debe estar libre de cantidades perjudiciales de aceites,
ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que puedan ser nocivas al
hormigón o al acero de refuerzo.
El agua potable y casi cualquier agua natural que se pueda beber y que no tenga sabor u
olor marcado, se pueden utilizar en la elaboración del hormigón. El agua empleada en el
mezclado de hormigón, debe cumplir con las disposiciones de la norma
ASTM C 1602.
No serán utilizadas en la preparación de un hormigón, aguas servidas, aguas de desechos
29 concentraciones de sólidos disueltos o en suspensión. No es conveniente emplear agua
salada o de mar.
Las sales u otras sustancias nocivas que provengan de los áridos o de los aditivos, serán
contabilizadas en la cantidad que pueda contener el agua de mezclado. Las impurezas
excesivas en el agua de mezclado, pueden afectar no solo el tiempo de fraguado, la
resistencia del hormigón y la estabilidad volumétrica (variación dimensional), sino que
pueden provocar corrosión del acero de refuerzo y eflorescencias.
d. Acero De Refuerzo
Según el NEC el acero de refuerzo debe ser corrugado, excepto en espirales o
acero de pretensado, en los cuales se puede utilizar acero liso. Estas barras de refuerzo
corrugado deberán cumplir los siguientes requisitos:
“a) acero al carbón: INEN 102.
b) acero de baja aleación: INEN 2167.
c) acero inoxidable: ASTM A 995 M
d) acero de rieles y ejes: ASTM A 996 M. Las barras de acero provenientes de rieles serán
del tipo R”8.
Las barras de acero corrugadas cumplirán los requisitos de las normas INEN enumeradas
anteriormente, además las barras con fy mayor que 420 MPa, la resistencia a la fluencia,
deberá ser el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.0035 (kg/cm2).
Se permite usar barras de refuerzo, que cubren las normas ASTM A 1035, para refuerzo
transversal (estribos, zunchos o espirales) en estructuras sismo resistente o estructuras
sometidas a flexión y cargas axiales.
Las parrillas formadas con barras de refuerzo para hormigón, cumplirán con los requisitos
establecidos en las normas INEN 102 o INEN 2167, RTE INEN 016 y ASTM A 184 M.
8
30 Finalmente a la hora de comprar debemos corroborar que la empresa que nos provee el
material esté respaldada por la empresa fabricante así nos aseguraremos de obtener
material de optima calidad y que cumpla todas las normativas de fabricación requeridas.
e. Aditivos
Para mejorar el comportamiento del concreto, además de sus principales
componentes usualmente se utilizan aditivos. Existen aditivos para acelerar o retardar el
fraguado y el endurecimiento, para mejorar la manejabilidad, para aumentar la resistencia,
para mejorar la durabilidad, para disminuir la permeabilidad y para proporcionar o afectar
otras propiedades para obtener concretos de alta resistencia. Los aditivos químicos deben
cumplir los requisitos de la norma ASTM C494, "Standard Specification for Chemical
Admixtures for Concrete".
Los aditivos acelerantes se utilizan para reducir el tiempo de fraguado y acelerar el
desarrollo inicial de resistencia. El acelerante más utilizado es el cloruro de calcio gracias a
su bajo costo, pero debe ser utilizado con precaución en concreto preesforzado o en
concreto reforzado en ambientes húmedos, debido a su tendencia a suscitar la corrosión del
acero. Existen aditivos acelerantes patentados, sin cloruros y sin agentes corrosivos.
Los aditivos retardantes del fraguado se utilizan principalmente para contrarrestar los efectos
acelerantes de altas temperaturas ambientales y para mantener la trabajabilidad del
concreto durante todo el periodo de colocación. Esto ayuda a eliminar el agrietamiento
debido a deflexiones de la formaleta y también mantiene la trabajabilidad del concreto
permitiendo el vaciado de concreto.
Algunos compuestos orgánicos e inorgánicos se utilizan para reducir el agua requerida en
una mezcla de concreto para un asentamiento dado; estos compuestos se llaman
plastificantes. Una reducción en la demanda de agua puede resultar bien sea en una
reducción en la relación agua-cemento para un asentamiento y contenido de cemento dado,
o en un aumento del asentamiento para la misma relación agua-cemento y contenido de
cemento. Los plastificantes trabajan reduciendo la fuerza entre partículas que existe entre
los granos de cemento en la pasta fresca, aumentando así la fluidez de la pasta. Los aditivos
reductores de agua de alto rango, o súper plastificantes, se utilizan para producir concretos
de alta resistencia con una baja relación agua-cemento manteniendo los altos
asentamientos requeridos para una adecuada colocación y compactación del concreto. Los
31 no afectan la tensión superficial del agua en forma significativa; de esta manera pueden
utilizarse en dosis más altas sin producir una excesiva incorporación de aire. Los efectos
particulares de los aditivos reductores de agua varían con los diferentes cementos, con
cambios en la relación agua-cemento, con la temperatura de mezclado, con la temperatura
ambiente y con otras condiciones del trabajo por lo cual se requieren en general mezclas de
prueba.
Las cenizas volantes y la microsílica no son estrictamente aditivos para el concreto pero se
utilizan para remplazar una parte del cemento Portland en mezclas de concreto. Las cenizas
volantes son subproductos de la precipitación electrostática de los gases producidos en
plantas generadoras de energía que utilizan carbón. Están muy finamente divididas y
reaccionan con el hidróxido de calcio en presencia de humedad para formar un material
cementante. Tienden a aumentar la resistencia del concreto a edades superiores a los 28
días.
La microsílica es un subproducto que resulta de la fabricación de aleaciones ferro-silíceas o
metal sílice, en altos hornos de arco eléctrico. Está dividida en partículas extremadamente
finas y es altamente cementante. En contraste con las cenizas volantes, la microsílica
contribuye con la ganancia de resistencia a edades tempranas entre 3 y 28 días. Las
cenizas volantes y la microsílica, particularmente ésta última, han sido importantes en la
producción de concreto de alta resistencia. Cuando se utilizan cenizas volantes o
microsílica, o ambas, se acostumbra referirse a la relación agua-materiales cementantes en
lugar de la relación agua-cemento. Ésta puede llegar a ser tan baja como 0.25 para
concretos de alta resistencia y han llegado a utilizarse relaciones de hasta 0.21.
1.3.3. Dosificación y Mezcla del Concreto.
Los componentes de una mezcla se dosifican de manera que el concreto resultante
tenga una resistencia adecuada y una manejabilidad apropiada para su vaciado. Mientras
mejor sea la gradación de los agregados, es decir, mientras menor sea el volumen de
vacíos, menor será la pasta de cemento necesaria para llenar estos vacíos. Adicionalmente
al agua requerida para la hidratación se necesita agua para humedecer la superficie de los
agregados. A medida que se adiciona agua, la plasticidad y la fluidez de la mezcla aumentan
(es decir, su manejabilidad mejora), pero su resistencia disminuye debido al mayor volumen
de vacíos creados por el agua libre. Para reducir el agua libre y mantener la manejabilidad,
32 cemento, la relación agua-cemento es el factor principal que controla la resistencia del
concreto.
Ha sido costumbre definir las proporciones de una mezcla de concreto mediante la relación,
en volumen o en peso, de cemento, arena y grava, por ejemplo:
La mezcla de hormigón 1:2:4 por peso. Utilizando una bolsa normal de cemento de 50 kg
como medida básica, una mezcla 1:2:4 por peso se convierte en un lote de 50 kg de
cemento + 100 kg de arena + 200 kg de áridos bastos. Sin embargo, al no ser siempre
posible pesar cantidades tan grandes de árido, normalmente se utiliza-una mezcla
equivalente por volumen.
Mezcla equivalente por volumen. A cada bolsa de cemento de 50 kg se le deberá añadir
0,07 m3 de arena y 0.14 m3 de piedra. Mezcla por volumen. Para mezclar los materiales
anteriormente descritos se debería construir para medida una parihuela metálicas o de
madera con las dimensiones interiores de 40 cm × 40 cm × 20 cm. Posteriormente se
deberá introducir arena y áridos bastos con la ayuda de una pala y se pasará un rasero recto
sobre el extremo superior de la caja.
Para obtener mezclas con las propiedades deseadas a partir de los cementos y agregados
disponibles se utilizan varios métodos de dosificación, de acuerdo a la resistencia,
consistencia requerida del diseñador estructural o la particularidad del proyecto.
El llamado método de dosificación del ACI utiliza el asentamiento en conexión con un
conjunto de tablas para lograr un estimativo de las proporciones que resultan en las
propiedades deseadas (ver tabla 1.1.) para diferentes condiciones (tipos de estructuras,
dimensiones de los elementos, grados de exposición a la intemperie, etc.). Las propiedades
de resistencia de un concreto con proporciones definidas varían de manera inevitable de una
mezcla a otra. Por tanto, es necesario seleccionar las proporciones que aseguren una
resistencia promedio superior a la resistencia especificada de diseño, para que incluso las
33
Tabla. 1.1. Método de dosificación de hormigones ACI, (1m3)
Fuente: ACI Manual of Concrete Practice. 2011.
Si el resultado de las mezclas de prueba o la experiencia de campo no están disponibles, el
Código ACI incluye un método conservador para dosificación del concreto con base en la
relación agua-cemento.
El principal propósito del mezclado es producir una mezcla íntima entre el cemento, el agua,
los agregados finos y gruesos y los posibles aditivos, y lograr así una consistencia uniforme
para las distintas mezclas. Esto se logra utilizando máquinas mezcladoras del tipo tambor
rotatorio. El tiempo mínimo de mezclado es de un minuto y quince segundos para
mezcladoras con capacidad inferior a 1 m3, con 20 segundos adicionales por cada 1/2 m3
adicional. El mezclado puede prolongarse durante un tiempo considerable sin que se
produzcan efectos adversos.
Para medir la consistencia del concreto se realiza frecuencia el ensayo de asentamiento. El
cual consiste en tomar un Cono Abrams de 12 pulgadas de altura se llena cuidadosamente
con concreto fresco de una manera especificada. Una vez lleno el molde, éste se levanta y
el asentamiento del concreto se mide como la diferencia de altura entre el molde y la pila de
concreto. El asentamiento es una buena medida de la cantidad total de agua en la mezcla y
debe mantenerse tan bajo como sea compatible con la manejabilidad. Los concretos
utilizados en la construcción de edificios tienen asentamientos que varían generalmente
[image:41.595.102.535.106.278.2]
