Dr. Francisco Santiago Yeomans Reyna. Estudio de Vivienda emergente con elementos prefabricados bajo parámetros sustentables

(1)

(2)

Instituto Tecnol

ó

gico de Estudios Superiores de Monterrey

Estudio de Vivienda emergente con elementos

prefabricados bajo par

á

metros sustentables

CONAFOVI

(3)

Intercambio de Experiencias

Estudio de vivienda emergente con

elementos prefabricados bajo

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

Grupo

de

Investigación

Oficina de Transferencia de Tecnología Estudiantes Posgrado Estudiantes Licenciatura Profesionistas de Apoyo Profesores Investigadores CÁTEDRA

(12)

(13)

Proyecto: CONAFOVI-2003-C01-021

Titulo: Estudio de Vivienda emergente con elementos prefabricados bajo

parámetros sustentables

Institución Ejecutora: Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de

Monterrey

Responsable Técnico: Dr. Francisco S. Yeomans R.

Demanda: Subtema 4.1.2 Evaluación de tecnologías alternativas y

(14)

OBJETIVO GENERAL:

•Generar, a partir del sistema constructivo Tecnodomo, nuevas

alternativas de sistemas de vivienda emergente basados en sistemas

estructurales continuos que permitan su aplicación inmediata después

de un desastre natural.

(15)

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

•Generar nuevas alternativas de sistemas de vivienda emergente a

partir de un sistema continuo previamente desarrollado (Tecnodomo).

• Definir y evaluar experimentalmente los elementos prefabricados que

formen parte del sistema estructural continuo.

•Incluir en los materiales base del sistema constructivo, cementantes

alternos a base de anhidrita, morteros ligeros para reducir la masa del

sistema y mejorar el confort de la vivienda.

•Evaluar las alternativas propuestas bajo diversos aspectos tales

como: sustentabilidad, operación, mantenimiento, funcionalidad y

economía.

(16)

ENTREGABLES:

• Solicitud de patentes.

•Manuales de construcción y planos de la tecnología desarrollada.

•Modelo para la transferencia de la tecnología desarrollada a empresas.

•Distribuciones arquitectónicas que permitan la progresividad de la

vivienda.

•Gestión para la inclusión en programas de vivienda gubernamentales

(17)

Desarrollo del Proyecto:

1. Caracterización mecánica de materiales:

9Anhidrita, Concreto Celular con Espuma Preformada y Mortero

Cemento-Arena.

2. Estudio del comportamiento de juntas entre elementos

prefabricados.

3. Sistemas constructivos

9Tecnodomo, Tecnovivienda/Tecnoaula y Pretecasa

4. Evaluación analítica y experimental de los sistemas constructivos

5. Implementación en campo

6. Solicitud de Patentes

7. Presentación en Congresos

(18)

Caracterización Mecánica de Materiales

•Morteros de Anhidrita

•Morteros de Concreto Celular

•Mortero Cemento-Arena

9Revenimiento

9Resistencia a la compresión

9Módulo de ruptura

9Relación de Poisson y módulo de

elasticidad

9Absorción

(19)

Mortero de Anhidrita

Sub Producto de

proceso químico

Fuentes

naturales

(20)

Proyecto: CONAFOVI-2003-C01-021

Anhidrita es un sub producto de la

producción de Ácido Fluorhídrico

Por cada Ton de HF, se generan 3.5 Tons

de CaSO

4

2

4

2

SO

CaF

2HF

CaSO

H

+

=

+

(21)

Mortero Concreto Celular con Espuma

Preformada

Concreto Celular

Cemento

Agregados

Espuma

(22)

(23)

Definición de Sistemas Constructivos

•Tecnodomo

•Tecnovivienda

•Tecnoaula

•Pretecasa

•Continuo

•Ferrocemento

•Mortero C/A o Anhidrita

•Precolado

•Concreto reforzado

•Concreto celular

•Economía

•Resistencia

•Facilidad de

construcción

•Características de

Sustentabilidad

•Flexibilidad

•Menor tiempo

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Evaluación analítica y experimental

de los sistemas constructivos

Evaluación analítica

•Evaluación experimental

•ACI

•RDF

•NTC

•CFE

Simulación

con Elementos

Finitos

+

Pruebas Estáticas

Pruebas Dinámicas

Rango elástico

Rango Inelástico

Colapso

(29)

(30)

Evaluación analítica

Displacement Load 11 : X Y Z Y MX ( l o c a l ) k g - m/ m < = - 1 5 8 - 1 3 8 - 1 1 8 - 9 8 . 8 - 7 9 . 2 - 5 9 . 6 - 4 0 - 2 0 . 4 - 0 . 7 6 4 1 8 . 9 3 8 . 5 5 8 . 1 7 7 . 7 9 7 . 3 1 1 7 1 3 7 > = 1 5 6 M X ( l o ca l ) kg - m /m < = - 1 8 4 - 1 6 8 - 1 5 3 - 1 3 8 - 1 2 2 - 1 0 7 - 9 1 . 4 - 7 6 - 6 0 . 6 - 4 5 . 3 - 2 9 . 9 - 1 4 . 5 0 . 9 0 6 1 6 . 3 3 1 . 7 4 7 . 1 > = 6 2 . 5

(31)

Evaluación Experimental

Determinación de:

• Caracterización mecánica

de morteros

• Resistencia de juntas frías

en paneles prefabricados

• Pruebas estáticas, pseudo

dinámicas y dinámicas en

Tecnodomo.

• Pruebas estáticas en

Paneles prefabricados.

• Pruebas estáticas en

Pretecasa.

• Pruebas dinámicas en

Tecnovivienda/Tecnoaula.

Pruebas estáticas se

realizan con apoyo de:

•Maquina universal

•Marco de pruebas

•Actuadores

•Celdas de carga

•Sistema de adquisición de

datos

Pruebas dinámicas se

realizan con apoyo de:

Mesa vibratoria de 5x5 y

25Ton de capacidad, un

grado de libertad.

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

Pruebas en Paneles prefabricados

Carga P- Delta 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Desplazam iento (cm ) Ca rg ( Kg ) 1 66-66 c1 1 66-66 c2 2 66-66 c1 2 66-66 c2 1 66-66 y 1 66 1010 c1 1

(37)

(38)

(39)

(40)

Construcción de Tecnovivienda a

escala en Laboratorio

(41)

(42)

(43)

Universidad

ITESM

ONG

(44)

Universidad

ITESM

Gobierno Estatal

(45)

Universidad

ITESM

(46)

Universidad

ITESM

INVI Chiapas

(47)

Universidad

ITESM

(48)

Universidad

ITESM

(49)

Universidad ITESM Gobierno Extranjero Perú Empresa Donativo

(50)

Resumen de Implementación en Campo

•83 Tecnoviviendas en García Nuevo León. 2008

•1 centro Comunitario SEDESOL en Cerro Verde Hidalgo. 2008 •30 Tecnoescuelas en Pizco Perú, 2007

•23 viviendas de 40 m2 usando el sistema de Tecnovivienda en Tonala, Chiapas. 2007 •1 Tecnodomo de 40m2 para usos múltiples en Guadalupe, Nuevo León. 2007

•6 Tecnodomos de 40m2 para usos cinegéticos en el Mpio. De Hidalgo, Nuevo León. 2007

•2 Tecnodomos de 40 m2 para uso como jardín de niños en Tapachula, Chiapas. 2007 •6 Tecnoaulas de 48 m2 cada una para escuela primaria en Tapachula, Chiapas. 2007 •1 Tecnodomo de 40m2 para usos múltiples en ejido San Felipe, Nuevo León.2006

(51)

1. Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. CIMBRA REUTILIZABLE Y SEGMENTADA A BASE DE MOLDES PARA LA CONSTRUCCION DE EDIFICACIONES DE USOS MULTIPLES. México. Solicitud: 2008-12-18. No. REGISTRO: MX/u/2008/000416. Propiedad ITESM. Modelo de Utilidad. Solicitada.

2. Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Nungaray Pérez, Carlos Enrique. Mesa Vibratoria Unidireccional para Evaluación de Modelos sujetos a Carga Dinámica. México. Solicitud: 2007-12-14. Publicación: 2009-07-31. No. REGISTRO:

MX/a/2007/016076. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

3. Yeomans Reyna, Francisco Santiago. SISTEMA Y METODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRIA ESPECIAL SEMICURVA. México. Solicitud: 2007-12-14. Publicación: 2008-03-03. No. REGISTRO: MX/a/2007/016077. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

9 Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. Sistema y Método constructivo a base de moldes reutilizables para cimbra de geometría especial semicurva. España. Solicitud: 2008-02-25. Publicación: 2009-06-25. No. REGISTRO: PCT/MX/2008/000028. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

9 Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Venezuela. Solicitud: 2008-12-12. No. REGISTRO: VE-2575/08. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

9 Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Perú. Solicitud: 2008-12-12. No. REGISTRO: PE-2061-2008. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

9 Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Panamá. Solicitud: 2008-12-12. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

9 Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Bolivia. Solicitud: 2008-12-12. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

(52)

(53)

1. Capacitación para 3 profesores investigadores y 2 estudiantes de posgrado participantes vía IX Congreso Nacional de PREFABRICACION organizado por asociación nacional de industriales del presfuerzo y prefabricación AC, realizado en Pachuca Hidalgo en el mes de Noviembre del 2004.

2. Asistencia de un profesor investigador y un alumno de posgrado a la exposición mundial de elementos de prefabricación World of Concrete en USA en el mes de Enero del 2005.

3. Capacitación para 3 estudiantes de posgrado participantes vía X Congreso Nacional de PREFABRICACION organizado por asociación nacional de industriales del presfuerzo y prefabricación AC, realizado en Veracruz, Veracruz en el mes de Octubre del 2006.

4. Asistencia de tres profesores investigadores y un alumno de posgrado a la exposición mundial de elementos de prefabricación World of Concrete en USA en el mes de Enero del 2008.

5. Dos profesores investigadores y un alumno de posgrado recibieron capacitación

técnica en el uso de actuadores dinámicos MTS (20 horas), 2008.

6. Tres profesores investigadores y dos estudiantes de posgrado recibieron 40 horas de

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Tesis realizadas

1. Diseño geométrico y estructural de vivienda emergente prefabricada. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2006. MC. Ing. Dense G. Justiniano P.

2. Elaboración de concreto celular con espuma preformada. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2005. MC. Ing. Adolfo Elizondo Fócil

3. Estudio, selección, implementación y aplicación de equipo de laboratorio en proyectos con componente experimental. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2005. MC. Ing. José Francisco López Guzmán

4. Estudio del ciclo de vida e innovación tecnológica de la tecnovivienda. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2007. MC. Ing. Miguel Davis Campoy

5. Diseño, Construcción, Instalación E Implementación De Mesa Vibratoria Para La Generación De Sismos A Escala En Estructuras. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2008. MC. Ing. Juan Álvarez Reyes

6. Aislamiento sísmico por fricción con elemento restitutivo en vivienda. Tesis

de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2008. MC. Ing. Miguel Angel

Ibarra Estrada.

(55)

Conferencias Nacionales

1. Almada, D. “Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”. XV Congreso Nacional de Ingeniería Estructural. Jalisco. Noviembre 2006.

2. Nungaray Pérez, Carlos Enrique; “Sistemas Constructivos de Ferro cemento a Base de Mortero Ligero Para Vivienda Emergente y su Evaluación Analítica y Experimental Bajo Carga Sísmica.” IX Congreso Nacional de Ingeniería Civil: Infraestructura Urbana

Siglo XXI. Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Querétaro. Querétaro.

México.2007.

3. Yeomans Reyna, Francisco Santiago “Sistemas Constructivos de Vivienda a Base de Concretos Ligeros”. IX Congreso Nacional de Ing. Civil. Infraestructura urbana siglo xx1. Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Querétaro. Querétaro. México 2007. 4. Yeomans, F.;Álvarez, “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados

Bajo Parámetros Sustentables/Diseño y Modelación de Mesa Vibratoria”. XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008. 5. Almada, D. “Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”.

XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

6. Yeomans, F.; Davis, M. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos

Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/ ciclo de vida e innovación tecnológica”. XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

(56)

• Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C. “Características Del Concreto Celular Producido Con Espuma Preformada”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Evaluación Analítica Y

Experimental De Vivienda Emergente Para Cargas Gravitacionales Y Sísmicas En México”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., “Sistemas constructivos a base

de morteros ligeros para vivienda social”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C., Elizondo, A. “Characteristics Of The Cellular

Concrete Produced With Preformed Foam”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

• Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., A. “Light Mortar Alternative

Construction System For Low Income Housing”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

• Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Analytical And Experimental

Evaluation Of Emergency Housing For Gravitational And Seismic Loads In Mexico”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

(57)

Artículos y Memorias Nacionales

1. Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C. “Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”. Memorias del XV Congreso Nacional de Ingeniería Estructural. Jalisco. Noviembre 2006.

2. Yeomans, F.;Álvarez, J., Nungaray, C. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/Diseño y Modelación de Mesa Vibratoria”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

3. Almada, D.; Yeomans, F.; Nungaray, C.; Elizondo, F.“Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

4. Yeomans, F.; Almada, D. Nungaray, C.; Davis, M. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/ ciclo de vida e innovación tecnologica”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

(58)

Artículos y Memorias Internacionales

1. Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C., Elizondo, A. “Characteristics Of The Cellular Concrete Produced With Preformed Foam”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

2. Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., A. “Light Mortar Alternative Construction System For Low Income Housing”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

3. Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Analytical And Experimental Evaluation Of Emergency Housing For Gravitational And Seismic Loads In Mexico”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

4. Nungaray, C.; Yeomans, F.; Almada, D.; Álvarez, J. “Análisis y Diseño de Mesa Vibratoria de Un Grado de Libertad de 25 Toneladas de Capacidad” Memorias del VII Congreso Internacional de Innovación y Diseño Basado en Simulación por Computadora, Gto. México, 2007.