Inclina hacia arriba

El sistema de paneles prefabricados, losas prefabricadas o muros prefabricados es un tipo de construcción y una técnica constructiva que utiliza hormigón . Si bien es una técnica rentable con un tiempo de ejecución más corto, ^{[ 1 ]} su deficiente comportamiento ante terremotos ha exigido importantes requisitos de refuerzo sísmico en edificios antiguos. ^{[ 2 ]}

Con el método de paneles prefabricados, los elementos de hormigón (muros, columnas, soportes estructurales, etc.) se forman horizontalmente sobre una losa de hormigón ; esto normalmente requiere que el piso del edificio sirva como encofrado, pero también puede ser una superficie de vertido de hormigón temporal cerca de la planta del edificio. Una vez fraguado el hormigón, los elementos se inclinan hasta la posición vertical con una grúa y se apuntalan hasta que se aseguran los demás componentes estructurales del edificio (cubiertas, pisos intermedios y muros). ^{[ 3 ] [ 4 ]}

La construcción con paneles prefabricados es un método común en Norteamérica, varias naciones del Caribe, Australia y Nueva Zelanda . No se utiliza de forma significativa en Europa ni en los dos tercios septentrionales de Asia. Está ganando popularidad en el sur de Asia, Oriente Medio, algunas zonas de África, Centroamérica y Sudamérica.

Los elementos de hormigón también pueden fabricarse en fábricas alejadas de la obra. ^{[ 5 ]} El sistema de paneles prefabricados se diferencia de la prefabricación , o construcción con elementos prefabricados en planta, en que todos los elementos se construyen en la obra. Esto elimina la limitación de tamaño que supone el transporte de los elementos desde la fábrica hasta el lugar del proyecto.

La construcción con paneles prefabricados requiere una organización y colaboración significativas en la obra. Los pasos cronológicos que se deben seguir para un proyecto de paneles prefabricados son: evaluación del sitio, ingeniería, cimientos y losas de piso, formación de paneles prefabricados, colocación de acero, empotramientos e insertos, vertido de hormigón, montaje de paneles y acabado de paneles. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Una vez que la base (superficie de vertido o losa de piso) ha fraguado, se construyen los encofrados encima. Normalmente se utiliza madera dimensional, un contrachapado de alta calidad o tablero de fibra que tenga al menos una cara lisa, aunque también son comunes los encofrados de aluminio o acero. Los carpinteros trabajan a partir de planos de ingeniería diseñados para cada panel o elemento que se construirá en la obra. Incorporan todas las aberturas de puertas y ventanas, así como elementos arquitectónicos y otras formas deseadas que se pueden moldear en el hormigón. Los montantes , las placas de unión y las placas de fijación se ubican dentro del encofrado para su empotramiento en el hormigón. Los encofrados generalmente se anclan a la superficie de vertido con clavos de mampostería o se adhieren de otra manera para evitar daños a la losa de piso. ^{[ 7 ]}

A continuación, se rocía un agente desmoldante químico sobre la superficie del molde para evitar que el hormigón se adhiera a la losa. Esto permite que el elemento moldeado se separe de la superficie una vez fraguado. Este paso es crucial, ya que una selección o aplicación inadecuada del producto químico impedirá el levantamiento de los paneles y conllevará costosos trabajos de demolición y reparación.

Una vez aplicado el desmoldante, se construye una rejilla de armadura dentro de los encofrados, separada de la superficie de colada a la distancia deseada mediante soportes de plástico. El tamaño y la separación de las barras de refuerzo suelen ser especificados por el ingeniero responsable. ^{[ 8 ]}

A continuación, se vierte el hormigón, rellenando el espesor deseado y rodeando todos los insertos de acero, elementos empotrados y barras de refuerzo. El hormigón se asienta mediante vibración para evitar huecos o porosidades. Los encofrados se retiran una vez fraguado el hormigón; se coloca el aparejo y una grúa inclina el panel o eleva el elemento hasta su posición. En situaciones donde el espacio es limitado, los elementos de hormigón se pueden colar uno encima del otro, o colarse en capas. Con frecuencia, se construye una base de colada separada para este fin, la cual se retira una vez instalados los paneles. ^{[ 9 ]}

Se utilizan grúas para inclinar los elementos de hormigón desde la losa de colada hasta una posición vertical. Posteriormente, las losas suelen colocarse sobre una cimentación y se fijan con puntales hasta que se instalan la estructura de acero y el diafragma del techo.

Los muros prefabricados de hormigón pueden ser muy pesados, a veces más de 300 000 libras (140 t) . ^{[ 10 ]} La mayoría de los paneles de muro prefabricados están diseñados para trabajar con la estructura del techo y/o las estructuras del piso para resistir todas las fuerzas; es decir, para funcionar como muros de carga. Las conexiones al techo y los pisos generalmente son placas de acero con montantes con cabeza que se fijaron a los encofrados antes del vertido del hormigón. Estos puntos de fijación están atornillados o soldados. Los puntos de fijación superiores se realizan a las cerchas del techo . Pueden existir muros interiores para proporcionar rigidez adicional a la estructura del edificio según sea necesario, conocidos como muros de corte. 

El aislamiento puede aplicarse a ambos lados de los paneles o integrarse en el panel entre dos capas de hormigón para crear paneles sándwich . El hormigón tiene la capacidad de absorber y almacenar energía y posee una gran masa, lo que regula la temperatura interior ( masa térmica ) y proporciona aislamiento acústico y durabilidad. ^{[ 1 ]}

Como toda construcción de hormigón, los edificios de paneles prefabricados son resistentes al fuego . Además, los paneles de pared pueden diseñarse para que se comben hacia adentro cuando se dañan, lo que minimiza el colapso (esto también puede hacerse con paneles prefabricados ). ^{[ 1 ]}

El sistema de paneles prefabricados se utilizó por primera vez en Estados Unidos alrededor de 1905. En 1908, Robert Akin patentó el método de construcción de hormigón con losas prefabricadas utilizado en la construcción de la Casa Schindler . ^{[ 11 ]} Inicialmente, el montaje se realizaba con mesas basculantes, pero el desarrollo de la grúa móvil y las hormigoneras permitió el crecimiento de la construcción con paneles prefabricados. Este sistema ganó gran popularidad durante el auge de la construcción posterior a la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 12 ] [ 13 ]} En Australia, el sistema de paneles prefabricados no se utilizó con éxito hasta 1969. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

La mayoría de los primeros edificios construidos con paneles prefabricados eran almacenes . Hoy en día, este método se utiliza en casi todo tipo de edificios, desde escuelas hasta oficinas, viviendas y hoteles. Pueden tener desde una sola planta hasta más de siete y superar los 29 metros (96 pies) de altura. ^{[ 16 ]}

Un ejemplo temprano de este método se encuentra en la innovadora Casa Schindler, construida en 1922 en West Hollywood, California . El arquitecto Rudolf Schindler afirmó que, con la ayuda de una pequeña grúa manual, solo se necesitaban dos trabajadores para levantar y fijar las paredes prefabricadas.

La primera casa construida con paneles prefabricados en Ontario, Canadá, se construyó en 2017. ^{[ 17 ]}

La arquitectura prefabricada inicial era muy minimalista y de formas cúbicas. Las técnicas recientes han ampliado la gama de apariencias y formas.

El contratista de paneles prefabricados dispone de numerosas opciones de acabado, desde pinturas y tintes hasta hormigón pigmentado, elementos integrados como ladrillo y piedra, e incluso acabados de erosión agresivos como el arenado y el grabado ácido. Las formas también se han convertido en un elemento dominante en el mercado de paneles prefabricados, con muchos paneles configurados con aberturas circulares o elípticas, remates con frontones o curvas, fachadas curvas o segmentadas y amplias superficies acristaladas u otros materiales.

La Tilt-Up Concrete Association (TCA) es la asociación comercial internacional para la construcción con hormigón prefabricado. TCA es una asociación basada en membresía, con casi 500 miembros en todo el mundo. ^{[ 18 ]} Los miembros de TCA pueden ser contratistas (contratistas generales o subcontratistas de hormigón prefabricado), ingenieros, arquitectos, promotores, consultores, proveedores, empresas especializadas, educadores y estudiantes.

TCA ofrece principalmente beneficios educativos, de creación de redes y de visibilidad a sus miembros. TCA también ofrece anualmente un programa de Premios a la Excelencia, que reconoce los mejores ejemplos de construcción con paneles prefabricados en una variedad de usos finales. ^{[ 19 ]}

Tras el tornado de Joplin de 2011, en el que siete personas murieron en un Home Depot al derrumbarse los paneles de 45 toneladas (100 000 libras) después de que un tornado EF5 impactara la tienda , los ingenieros criticaron esta práctica en un artículo publicado en The Kansas City Star . Afirmaron que, una vez que cae una pared, se produce un efecto dominó . Veintiocho personas que se encontraban en una sala de capacitación sin refuerzo en la parte trasera del edificio sobrevivieron. Según un estudio del derrumbe, el tornado impactó la esquina sur de la tienda y levantó el techo, provocando que las paredes del oeste se derrumbaran sobre el local. Las paredes del lado este (donde sobrevivieron las personas) se derrumbaron. Solo dos paredes permanecieron en pie. Los ingenieros indicaron que unas conexiones más resistentes entre el techo y las paredes podrían haber mitigado el derrumbe. Otras dos grandes tiendas en la esquina, construidas con bloques de hormigón (un Academy Sports + Outdoors y un Walmart ), perdieron sus techos, pero las paredes permanecieron intactas. Estos edificios no fueron impactados directamente por el tornado, pero el Home Depot sí sufrió un impacto directo. Tres personas murieron en el Walmart, pero 200 sobrevivieron. Los ingenieros explicaron al Star que, cuando los bloques de hormigón fallan, generalmente se rompen y no se derrumban en grandes losas. Home Depot, que cuenta con cientos de tiendas construidas con paneles prefabricados, declaró que no estaba de acuerdo con la conclusión y que utilizaría este sistema al reconstruir la tienda de Joplin. ^{[ 20 ]} 

Poco después de la publicación del artículo del Kansas City Star, el comité técnico de la Tilt-Up Concrete Association (TCA) formó un grupo de trabajo para investigar las afirmaciones presentadas en el artículo. Con la cooperación de Home Depot, el grupo de trabajo realizó cálculos de ingeniería detallados, investigación y análisis de las afirmaciones planteadas en el artículo. Este grupo de trabajo estaba compuesto por un grupo nacional de ingenieros estructurales en ejercicio con una amplia experiencia en la construcción con paneles prefabricados de hormigón y en edificios de gran formato . El informe final se publicó el 12 de enero de 2012. «La información proporcionada en estas conclusiones ayudará a los esfuerzos de la Asociación para promover los beneficios de la construcción con paneles prefabricados de hormigón y refutar muchas de las afirmaciones presentadas en el artículo del Kansas City Star». ^{[ 21 ]}

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  Panel de hormigón sobre una plataforma de fundición provisional (primer plano), con paneles que se están instalando al fondo. Pequeña tienda minorista, norte de Australia.
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  Paneles de fundición apilada.
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  El panel está siendo izado hasta su posición.
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  Perfil de aluminio extruido.
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  Detalle de la base de la losa prefabricada sobre zapatas corridas. El nivel del piso terminado quedará aproximadamente 75 mm más alto que los insertos azules. Los insertos permiten la inserción de barras de refuerzo roscadas en la losa.

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