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Proyecto Fondef Adjudicado

Proyecto Bases técnicas para la inclusión de losas industrializables de baja huella de carbono en la normativa chilena Concurso I de A I+D 2020 INTERÉS PÚBLICO

El Centro UC de Innovación en Madera de la Pontificia Universidad Católica representado por su equipo de Investigación, se ha adjudicado el fondo concursable I+D 2020 para apoyar a la industria de la construcción, con su proyecto “Bases técnicas para la inclusión de losas industrializables de baja huella de carbono en la normativa chilena”.

Gracias a las entidades asociadas DITEC de MINVU y Grupo Inmobiliario ISiete; Industrializadora E2E, como representante del sector productivo; Universidad Católica de Chile, como unidad académica principal, y Universidad del Bio-Bio como entidad académica asociada, que han permitido dar forma a este proyecto. 


Es urgente solucionar el déficit habitacional 

739 mil viviendas se necesitan para albergar al 12% de la población (2,2 millones de personas), sobre la cual un 72% son familias de bajos ingresos elegibles para subsidios públicos.

La productividad de la construcción disminuyó en los últimos 20 años (-3%) mientras que la demanda habitacional se encuentra al alza en un 5% anual. Se requiere imperioso incremento de productividad en la construcción, cuya solución más drástica es industrializar procesos. 

La tarea más crítica consiste en industrializar losas, tarea que implica mayor tiempo de ejecución y es uno de los procesos más ineficiente en la obra.

El 80% de las viviendas son de hormigón o madera, pero la industrialización es de tan solo 0,5%.


¿Cuáles son los problemas más críticos para lograr popularización en el uso de losas industrializadas?

En el caso del hormigón, el problema sísmico de continuidad (juntas) entre elementos prefabricados. Además del precio y el peso que otorga a la estructura global. . 

La solución que proponen los investigadores del CIM UC, es emplear losas de madera-hormigón. Lo cuales permitirían reducir el uso de alzaprimas, y continuidad de diafragma (hormigón) con muros. Además, será posible reducir  el peso en un 40%. Prácticamente no se generan deshechos, es decir, los edificios de hormigón tendrían huella carbono neutral, y un incremento sustancial de su productividad (cerca del 10% más rápida).

Y en el caso de la madera, no existen bases técnicas ni normas para calcular un diafragma de piso frente a un sismo. Por lo cual buscan desarrollar estas bases técnicas.

 

APORTES Y SOLUCIONES

Su aporte en esta investigación viene dada por la generación de bases técnicas para bajo-losas de madera industrializadas, en el caso de los edificios de hormigón, y losas de madera industrializadas, para el caso de los edificios de madera, con esto es posible transferir a la División Técnica de Estudio y Fomento Habitacional (DITEC, MINVU) y abrir norma en Post-FONDEF. 

Las bases técnicas a desarrollar incluyen:

  • Diseño gravitacional sobre-losa hormigón + bajo-losa madera (inexistente).
  • Diseño sísmico de losas de madera (inexistente).
  • Diseño sísmico uniones de losa industrializada a muros (inexistente).
  • Certificación térmica-acústica-fuego (inexistente).

DESAFÍOS Y OBJETIVOS

El principal objetivo es  desarrollar la base científica y tecnológica de losas industrializables de madera y hormigón-madera, y transferirla a la DITEC. De este modo será necesario caracterizar el desempeño sísmico de losas industrializadas mediante ensayos a escala real, empleando dicha información para validar un modelo numérico que permita proponer una metodología de cálculo lateral simplificada.

Otros objetivos apuntan a la  caracterización experimental del desempeño flexional de losas industrializadas), para validar los correspondientes modelos numéricos proponiendo una metodología de diseño gravitacional adecuada.

Relevante será evaluar experimentalmente el desempeño de uniones losa-muros y su constructibilidad, con el fin de definir condicionantes críticos de diseño que aseguren un rápido ensamblaje. 

Respecto al estudio no estructural de las soluciones, para asegurar la aplicabilidad de losas industrializadas certificando el desempeño térmico-acústico-fuego de aquellas soluciones cuyo desempeño no sea de dominio público.

Finalmente se va transferir los resultados estableciendo una mesa de trabajo con la DITEC e industria para planificar el proyecto de norma requerido.


VENTAJAS COMPETITIVAS

Las soluciones de losas y bajo-losas industrializadas que se investigarán, presentan múltiples ventajas con respecto a las losas existentes en el mercado chileno, entre las que destaca un incremento significativo en la productividad, que se traduce en la reducción en un 10 a 15% los plazos de entrega de obras. Asimismo, en la reducción de un 40% en el peso de las losas, 10% de la masa sísmica del edificio, y la reducción del costo de la obra gruesa entre un 10% y 15%.

Al emplear una losa de este tipo, un edificio  tradicional podría producir una huella de CO2 cercana a la neutralidad y lograr una reducción de hasta  50% de residuos y pérdidas materiales.  


EQUIPO DE INVESTIGACIÓN

  • Director del proyecto: prof. Pablo Guindos, Director del Centro de Innovación en Madera CIM-UC y académico de los departamentos de Ingeniería Estructural y Geotécnica e Ingeniería y Gestión de la Construcción de la Pontificia
  • Director Alterno: Prof. Hernán Santa-María, Profesor Asociado del Dep. de Ingeniería Estructural y Geotécnica de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Capacidades.
  • Equipo de investigadores y experticia: Prof. José Luis Almazán (PUC, dinámica de estructuras), Prof. Marcelo González (PUC, construcción con hormigón), Prof. Alexander Opazo (UBB, NDT y vibraciones en losas de madera), Prof. Ángela Salinas (UBB, CLT), Prof. Franco Benedetti (UBB, modelación de losas de madera), Dr. Xavier Estrella (PUC, modelación sísmica madera), Ing. Jairo Montaño (ensayos experimentales madera), Arq. Felipe Victorero (desempeño no estructural).
  • Técnicos profesionales: Jorge Lagos (Ing. Civil), Andrés Adema (Ing. Civil), Felipe Guiñez (Ing. Civil). 
  • Estudiantes: 3 estudiantes de magíster PUC/UBB.
  • Staff administrativo: Carolina Galdames (administrativa PUC)


FICHA TÉCNICA

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