Diseño modular a base de acero galvanizado conformado en frío para una Vivienda de Interés Social en Guatemala.

Abstract

¿Existe alguna solución antisísmica y económica con la utilización del acero conformado en frío para las viviendas de Interés Social? La mayoría de las viviendas en Guatemala están elaboradas a base de mampostería o de adobe, los cuales contienen materiales muy pesados y no permiten satisfacer los requerimientos de la resistencia sísmica. Por lo que se trabajó en una propuesta de una vivienda utilizando un material más liviano que es el acero conformado en frío. En Guatemala existen diseños de viviendas que permiten a los habitantes del sector Interés Social adquirirlos con la capacidad económica que cuentan, pero estos diseños no satisfacen las ciertas características que requieren los habitantes tales como el número de habitaciones o el tamaño de los espacios interiores. Sin embargo, se utilizó la idea del Arquitecto chileno Alejandro Aravena en dividir una vivienda en dos fases, para permitir a los habitantes invertir y construir inicialmente de forma parcial, y posteriormente invertir y construir la parte complementaria. Se planteó en utilizar uno de los modelos del arquitecto, pero sus diseños no cumplen con las normas de los dimensionamientos para espacios del Institudo de Fomento de Hipotecas Aseguradas (FHA) tales como las dimensiones del ancho mínimo de los cuartos y del baño, y las áreas mínimas de las habitaciones y de la cocina. Por lo que se elaboraró un diseño propio que cumpla con el método del arquitecto Alejandro Aravena y con las normas de FHA. Por otro lado, se determinará si la vivienda es capaz de resistir las fuerzas gravitacionales y sísmicas; para ello se utilizarán los reglamentos de Normas de Seguridad Estructural para Guatemala (NSE) para integrar y distribuir las cargas muertas, vivas, de viento y sísmicas para todos los elementos de la vivienda. Se eligió al departamento de Alta Verapaz como la ubicación para los diseños de la vivienda diseñada porque es uno de los departamentos más poblados del sector Interés Social y además su ubicación está alejada de las áreas con riesgo de caída de ceniza volcánica. Se tomó en cuenta las especificaciones para edificaciones de acero en NSE-7.5 donde determinó que la fuerza de viento mínima es de 80 kg/m2. Debido a la alta presión del viento y el bajo peso sísmico de la vivienda, la combinación de cargas de viento (CR6) resultó ser la más crítica por lo cual se utilizó para la integración de cargas. Así mismo, se utilizó las normas del American Iron and Steel Institute (AISI) para el chequeo estructural de los elementos de acero conformado en frío y para ello se eligió el elemento más crítico de cada sistema, sea el stud (miembro estructural vertical) más critico de los muros y las costaneras más críticas del entrepiso y del techo. Calculando la capacidad permisible para la fuerza a corte y la capacidad de momento para los elementos más críticos, se verificó si cumplen sus resistencias a las cargas y momentos de demanda. Cómo se mencionó anteriormente, las fuerzas horizontales del viento son mayores a las fuerzas sísmicas por lo que se calcularon los refuerzos laterales para resistir las cargas del viento. Concluyendo, se utilizaron un perfil de calibre 20 con un ancho de 150 mm para los elementos estructurales del techo y del entrepiso, se utilizarán un perfil de calibre 22 con un ancho de 150 mm para los muros de los niveles 1 y 2, y para los refuerzos laterales se utilizarán paneles revestidos de calibre 20 con las dimensiones (2.40m x 0.80m). Sin embargo, se realizó la cuantificación de los materiales de la vivienda diseñada para así calcular los costos en materiales y mano de obra, con el propósito de determinar si el costo estimado de la vivienda es accesible para los habitantes del sector Interés Social. También se estimó el costo directo de la vivienda parcialmente construida para determinar si es evidente la diferencia de su costo parcial con el costo original. Por otro lado, se definió el orden de los procesos para la construcción de la vivienda diseñada a base de acero conformado en frío para demostrar un ejemplo del cómo se debería de construir una vivienda de este tipo de material. Los procesos se dividieron en la prefabricación de los subsistemas, el montaje y unión de los elementos estructurales y los acabados. Por último, se realizó una comparación de las propiedades cuantitativas y cualitativas entre el sistema constructivo de acero conformado en frío con el sistema constructivo de mampostería, para así determinar las ventajas y desventajas que cuentan ambos sistemas constructivos. Además, se compararó el sistema constructivo de acero conformado en frío con el sistema de adobe solamente de forma cualitativa debido a que el sistema de adobe no es sistema aprobado.