Las estructuras metálicas son aquellas en la que la mayoría de sus partes o elementos están compuestos de metal, por lo general acero. La fabricación de estructuras metálicas es utilizada habitualmente en el sector industrial debido a que aporta extraordinarias características para la construcción.
Debido al grado de acero de alta resistencia, esta estructura es confiable y requiere menos materias primas que otros tipos de estructura como la estructura de hormigón y la estructura de madera por eso es ampliamente usada en la obra civil.
En la construcción moderna, las estructuras de metal se utilizan para casi todos los tipos de estructuras, incluidos edificios industriales pesados, edificios de gran altura, sistemas de soporte de equipos, infraestructura, puentes, torres, terminales de aeropuertos, plantas industriales pesadas, bastidores de tuberías, entre otras.
Dependiendo de las especificaciones aplicables de cada uno de los proyectos de construcción, las secciones de acero pueden tener varias formas, tamaños y calibres hechos por laminación en caliente o en frío, otros se fabrican soldando juntas placas planas o dobladas. Las formas comunes incluyen la viga en I, HSS, canales, ángulos y placa.
Principales tipos estructurales
- Estructuras de marco: vigas y columnas.
- Estructuras de rejillas: estructura enrejada o cúpula
- Estructuras pretensadas
- Estructuras de celosía: barras o miembros de celosía
- Estructura de arco
- Puente de arco
- Puente de vigas
- Puente suspendido en cables
- Puente colgante
- Puente de celosía: miembros de celosía
Condicionantes que tienen que cumplir
Al momento de llevar a cabo el diseño de una estructura metálica, entre otros determinantes, se debe considerar la distribución y dimensionamiento de los elementos de las estructuras de forma que poseen suficiente resistencia y rigidez y resulten económicamente razonables, a la vez que su montaje sea práctico.
- Estabilidad: es importante que sea estable y que no se vuelque.
- Resistencia: al estar sometida a fuerzas, cada uno de los elementos que la forman se debe comportar de tal forma de ser capaces de soportar la fuerza a la que se someten sin deformarse.
- Rigidez: la estructura tienda a no deforme al estar sometida a las fuerzas sobre ella.
Ventajas de las estructuras metálicas
- Ahorro de costos
La estructura de acero es el líder en costos para la mayoría de proyectos en materiales y diseño. Es económico fabricar y montar, requiere menos mantenimiento que otros métodos de construcción tradicionales.
- Creatividad
El acero tiene una belleza natural que la mayoría de los arquitectos e ingenieros civiles no pueden esperar para aprovechar. El acero permite grandes luces sin columnas y puede tener mucha luz natural si lo desea en cualquier forma de estructura.
- Control y gestión
La fabricación de estructuras metálicas se lleva a cabo en las fábricas y se erigen rápidamente en el sitio de construcción por personal calificado que hace que el proceso de construcción sea seguro. Las encuestas de la industria demuestran constantemente que las estructuras de acero son la solución óptima en la gestión.
- Durabilidad
Puede soportar fuerzas extremas o condiciones climáticas adversas, como vientos fuertes, terremotos, huracanes y nevadas intensas. Tampoco son receptivos al óxido y, a diferencia de los marcos de madera, no se ven afectados por termitas, insectos, moho y hongos.
Características
- Gran facilidad para unir varios miembros mediante distintos tipos de conectores como soldaduras, tornillos y remaches.
- Posibilidad de prefabricarse.
- Estructura de montaje rápido.
- Gran capacidad de laminado y en gran cantidad de tamaños y formas.
- Mayor resistencia a la fatiga que la posible reutilización del hormigón tras el desmontaje de una estructura.
- En áreas que se caracterizan por la sismicidad de alto riesgo, la construcción en acero ha mostrado un comportamiento altamente satisfactorio ante estos fenómenos naturales debido a la ductilidad que caracteriza al material de acero.
- Económicamente, por su menor peso, se obtiene un gran ahorro en la cimentación y su alta relación resistencia/peso se utiliza de forma intensiva en edificios altos y estructuras de gran tamaño.
- Posibilidad de reformar de forma más sencilla para adaptarse a los nuevos usos del edificio, que es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas que en el caso de viviendas.
- El desarrollo de nuevos sistemas de protección contra la corrosión, garantizan con un mínimo mantenimiento, una vida casi ilimitada de las estructuras fabricadas con acero.
- Cuando finaliza la vida útil del edificio, la estructura metálica de acero se puede desmantelar y luego utilizar en nuevos usos o volver a roscar con fácil reciclaje.
- La estructura metálica de acero es de peso reducido, segura en caso de terremoto, el rendimiento y el montaje se controlan visualmente con facilidad.
- Las estructuras de acero son generalmente más ligeras que las fabricadas con otros materiales. Esto implica un menor costo de cimentación.
¿Cuáles son los usos de las estructuras de acero?
- Rascacielos
La mayoría de los rascacielos están construidos con acero. Sus sistemas de estructura comprende vigas de acero, marcos y cerchas, así como pozos de ascensor de hormigón armado de acero.
- Palmos largos
El acero también ha hecho posible construir interiores masivos, con luces largas y despejadas. Estos interiores están sostenidos por armazones de acero, cerchas y cerchas espaciales.
- Voladizos
Los voladizos, hechos de hormigón, no podían extenderse más de 1.5 a 2 m sin pandearse. Pero ahora, los voladizos de acero y hormigón reforzado con acero pueden extenderse hasta 40 veces esa longitud.
- Acabados
El acero inoxidable es popular como material de revestimiento elegante y futurista. También se utiliza como material para enmarcar puertas y ventanas.
- Naves industriales
En Meprosa Construcciones hacemos uso del acero para las naves industriales, bodegas, almacenes o fábricas altamente durables y sustentables.
Adopción de BIM en estructuras de acero
BIM no solo permite que los equipos de diseño y construcción trabajen de manera más eficiente, sino que también les permite capturar los datos que crean durante el proceso para beneficiar las operaciones y las actividades de mantenimiento. Los datos BIM también pueden informar la planificación y la asignación de recursos a nivel de proyecto, ciudad o país.
La evolución del modelado 3D en la industria del acero comenzó en la década de 1990. En aquellos días pioneros, ya se había desarrollado software para producir automáticamente dibujos e informes, extraer datos de CNC y procesar piezas individuales. A principios de la década del siglo XXI, tuvo un gran avance y los fabricantes comenzaron a usar BIM para resolver desafíos aún mayores, como la costosa y laboriosa fase de ensamblaje. Mediante el uso de interfaces patentadas, que podrían aprovechar la potencia de las máquinas CNC, permitieron a los instaladores extraer información directamente sobre las piezas.
Este fantástico desarrollo se hizo aún mejor en 2004 cuando la tecnología de marcado automático de diseño se hizo común. A partir de este momento, la industria comenzó a ver el enorme potencial de utilizar BIM para aumentar la productividad.
La demanda de productividad impulsó la innovación. Insatisfecho con los equipos CNC tradicionales, el mercado demandaba una fase de montaje automatizada. Afortunadamente, sus sueños se hicieron realidad. La automatización ha hecho que el manejo de materiales sea más productivo. La soldadura robótica, aunque no siempre es rentable en cuanto a investigación y costos, se ha vuelto común. El software específico de fabricación está creciendo, agilizando los procesos, utilizando información BIM y permitiendo horarios optimizados.
Sin embargo, a medida que la innovación cambia la industria, las herramientas también deben cambiar. Por ejemplo, la soldadura robótica es más compleja que la simple réplica y, en consecuencia, los requisitos para el intercambio de información han evolucionado. Para satisfacer las nuevas necesidades, se han desarrollado herramientas como las interfaces propietarias para transferir información entre el modelo y el taller.
Una vez resueltos estos desafíos, el siguiente paso fue resolver los problemas logísticos y de programación utilizando modelos. Se agregaron programas que sirvieron de base para la planificación del programa de producción. Las oficinas de producción utilizaron modelos para planificar la logística antes de enviar información a la planificación de la producción real.
Los modelos permitieron un mayor almacenamiento de información, lo que llevó a una comunicación más eficiente con respecto a los cambios. Era posible comprender mejor y más rápidamente los posibles cambios, incluso en medio del trabajo in situ.
Debido al éxito de estas innovaciones, la demanda de información más modelada se disparó. En consecuencia, los proveedores crearon aplicaciones propietarias con una interfaz bidireccional (SW o CNC) como solución. Sin embargo, quedaba un desafío: estas innovaciones tecnológicas no se comunicaban abiertamente con las herramientas existentes.
Era hora de un nuevo estándar. En 2009, los principales proveedores trabajaron juntos para crear un mejor flujo de trabajo para toda la industria de fabricación de acero. Su objetivo era mejorar el formato de archivo IFC para satisfacer las necesidades de la industria, haciendo del modelo una parte más significativa del flujo de trabajo del proyecto. Hoy en día, IFC es el formato de archivo neutral estándar de la industria para intercambiar BIM entre disciplinas.
Mayor ventaja estructural BIM
BIM genera eficiencia y los usuarios obtendrán varios beneficios. Se dará cuenta del mayor valor de BIM a través de su potencial para reducir el reproceso, como volver a introducir información en modelos o realizar cambios en el campo.
- Mejor colaboración y comunicación.
- Estimación de costos basada en modelos.
- Análisis estructural.
- Diseño estructural.
- Construcción de modelado 3D.
- Mayor productividad y prefabricación.
- Diseño de acero estructural.
- Detalle de estructura de acero.
- Creación de servicios BIM 3D, 4D y 5D.
- Extracción de componentes estructurales.
- Documentos de construcción de alta calidad.
- Detección de choques y mitigación de riesgos.
- Creación de bibliotecas paramétricas inteligentes.
- Despegues de cantidades precisas y estimaciones de costos.
- Programación/secuenciación mejorada.
- Gestión de instalaciones y entrega de estructura más sólida.
Este es el momento indicado para que se pongan en contacto con nosotros para la fabricación de estructuras metálicas. Desde el 2008 hemos desarrollado más de 400 proyectos en diferentes industrias haciendo uso del acero. Para más información, pueden escribirnos a ventas@meprosaconstrucciones.mx.
