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ING. DIEGO GONZALES SÁNCHEZ
DOMO TÉRMICO MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
ECODOMO - 5000
PachacamacLima - Perú
www.ingecap.net www.proyectarayc.com
Ingeniero Civil – Universidad Nacional de Ingeniería-Perú, Inventor miembro de Asonip A s o c i a c i ó n n a c i o n a l d e inventores, Investigador, Pre docente UNI curso Maquinarias y Herramientas de Construcción, 1 e r p u e s t o c o n c u r s o d e Innovación Cosapi – 2014, 2do puesto concurso innovación Cosap i -2009 , Ac tua lmente cursando una Maestr ía en tecnología de la construcción y c o n f o r m a n d o u n e q u i p o m u l t i d i s p l i n a r i o p a r a l a automatización de procesos en construcción mediante el empleo de brazos robóticos.
Diego Gonzales Sánchez
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AUSPICIADO POR:
DOMO TÉRMICO – MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
Ing. Diego Gonzales Sánchez
[2]
Dedicatoria
A mi hijo, que a sus 5 años de edad lanzo una moneda a un pozo pidiendo un
deseo, “una casa rodeada de jardines muy grandes”,
……..ese día comenzó todo.
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Ing. Diego Gonzales Sánchez
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AGRADECIMIENTOS
Ing. Carlos Suarez Mendoza
PROYECTAR AYC.
Conozco a pocos ingenieros que pueden hacer un diseño de mezcla de concreto ligero que
flote en el agua, al Ingeniero Carlos mis sinceros agradecimientos por los conocimientos
aportados a la presente publicación.
Ing. Jimmy Astete Narvaes
GIDCORP
Mi agradecimiento al Ingeniero Jimmy por su valioso aporte en la verificación estructural con
Sap 2000 de la presente edición.
Arq. Amanda Rojas Jiménez
PROYECTAR AYC
Mi agradecimiento a la Arq. Amanda, por su aporte en los temas de arquitectura para la
presente investigación.
Ing. Jean Carlo Sumari Ramos
INGECAP
Por los conocimientos compartidos y el apoyo en la difusión de la presente investigación.
DOMO TÉRMICO – MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
Ing. Diego Gonzales Sánchez
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................5
2. ANTECEDENTES ...........................................................................................................6
3. PARAMETROS DE DISEÑO ...........................................................................................7
3.1. MATERIALES ..............................................................................................................7
3.2. ANALISIS ESTRUCTURAL ....................................................................................... 11
3.3. DISTRIBUCIÓN INTERIOR ....................................................................................... 19
4. DESCRIPCIÓN DE PARTES DEL ECODOMO 5000 .................................................... 21
5. RECURSOS .................................................................................................................. 24
5.1 PERSONAL ................................................................................................................ 24
5.2 EQUIPOS ................................................................................................................... 24
5.3 MATERIALES ............................................................................................................. 33
6. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO ........................................................................... 35
7. CRONOGRAMA TENTATIVO DE EJECUCIÓN ............................................................ 67
8. RECOMENDACIONES GENERALES .......................................................................... 68
9. ANEXOS ..................................................................................................................... 70
9.1 PANEL FOTOGRÁFICO ............................................................................................. 70
DOMO TÉRMICO – MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
Ing. Diego Gonzales Sánchez
[5]
1. INTRODUCCIÓN
Ing. Diego Gonzales comprometida con la innovación, ha podido desarrollar un novedoso
proceso constructivo que ha permitido construir una estructura tipo Domo en corto tiempo, es
por ello que hace extensivo el presente manual a profesionales vinculados en el campo de la
construcción que deseen conocer los beneficios de esta estructura que viene siendo
empleada en varios países como una alternativa de construcción rápida y segura, pero que
en esta oportunidad se ha podido ejecutar con un material diferente y accesible a nivel
Nacional, con el fin de que pueda ser adoptado por un público diverso que pueda ser
beneficiado con las propiedades térmicas, acústicas, antisísmicas, ignifugas y ahorro
energético entre otros beneficios que posee la construcción de una estructura tipo Domo.
En la presente edición se dará a conocer las técnicas propuestas para la construcción del
Ecodomo-5000 que se caracteriza por un diámetro de 5 metros y un área efectiva de 19 m2.
equipado con un kitchenette y un baño, se tocaran los tópicos de parámetros de diseño,
procedimiento constructivo, recursos y cronograma, con el fin de documentar la experiencia
de construcción y plantear mejoras que puedan facilitar su reproducción. En la sección de
parámetros de diseño se brindara información sobre el material empleado para para la
construcción del Ecodomo-5000, el cual le otorga las propiedades térmicas características,
asimismo se comenta que este material tiene otras aplicaciones como el reemplazo de muros
de tabiquería en el extranjero, debido a su bajo peso y las propiedades antes descritas, de la
misma forma se brindarán los criterios de diseño implementados para el pre
dimensionamiento donde se hicieron uso de modeladores informáticos como el Solidworks y
Sap 2000 en donde se pudieron identificar las zonas críticas y el posible comportamiento de
la estructura al ser sometida a cargas externas y por sismo, cumpliendo los parámetros
establecidos por Norma.
El Domo construido tiene algunos beneficios como el aislamiento térmico al no transmitir la
sensación de frio o calor del exterior al interior, es una estructura segura contra actos
vandálicos, es de bajo peso permitiéndole posicionarse en la mayoría de estratos o cuya
capacidad portante sea mayor a 1 kg/cm2, se evidencia la sensación acústica al interior,
permite el empleo de cocinas o chimeneas con total seguridad debido a que el material no es
inflamable, tiene aislamiento del terreno evitando cualquier ataque de sales o humedad debido
a que su cimentación no es enterrada, asimismo se evidencia el ahorro energético por el
aprovechamiento de la luz natural que ingresa a su interior, la estructura es antisísmica según
los ensayos realizados en los modeladores y por último se evidencia la facilidad de
reproducción y los bajos costos de inversión que demandan su construcción, al emplear
menos de 8 m3. de concreto para obtener un área habitable de 19 m2. que se detallan en el
presente manual.
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2. ANTECEDENTES
Al indagar en internet se encontrarán varias reseñas de construcciones tipo Domo, algunas
remontándose a la época de la segunda guerra mundial en donde se empleaban para los
bunkers por resistir carga de nieve y desviar el viento, otros autores comentan que la técnica
lo desarrollaron los esquimales al construir refugios tipo Domo con bloques de hielo o a las
tribus indias de América del Norte con sus tiendas de campaña casi cónicas, lo cierto es que
la forma característica de este tipo de estructura ha inspirado a más de una persona en su
búsqueda por querer desarrollar un método constructivo alternativo para vivienda o refugio de
carácter temporal o permanente, lo que ha motivado a su industrialización en algunos países
en donde emplean materiales como: planchas curvas de tecnopor recubiertas con fibras y
material cementante, laminas curvas de fibra empalmadas con pernos en los bordes, unidades
de albañilería, Domos elaborados con “super adobe”, Domos Geodésicos elaborados a partir
de un tramado de maderas o metales y por último se puede mencionar al concreto armado,
asimismo se han desarrollado mecanismos de encofrados inflables que adoptan la forma de
un Domo y permiten recubrirlos de concreto, acelerando de esta manera los tiempos de
construcción, por tanto todos estos materiales y técnicas empleadas en la construcción de un
mismo tipo de estructura, nos dan indicios que el producto obtenido tiene muchas ventajas
sobre las construcciones tradicionales.
Se aprecia que actualmente los Domos vienen siendo utilizados en varios tipos de
edificaciones como lugares de reposo tipo bungaló, depósitos o incluso viviendas tal como
fue el caso de Indonesia, que en el año 2006 llego a construir 80 Domos para la población
afectada por el terremoto, lo cual se convirtió en poco tiempo en un atractivo turístico trayendo
algunos beneficios.
Las características de un País sísmico como el nuestro, que ha sido favorecido con una
geografía variada y climas diversos, requiere de una alternativa de construcción que pueda
ser aceptado tanto en climas fríos como en cálidos, que cumpla con las Normativas vigentes
de construcción, que pueda construirse en corto tiempo y con un presupuesto reducido, que
sea durable, ignifugo y a prueba de vandalismo, es por ello que se realizo el planteamiento de
utilizar un material diferente a base de un concreto inyectado con poliestireno expandido para
la construcción del Ecodomo-5000, con lo cual se pretende demostrar que este tipo de
estructura puede ser adoptado por un público diverso, cumpliendo con las exigencias de
confort y seguridad que demanda una edificación de carácter permanente.
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3. PARAMETROS DE DISEÑO
La estructura que más se asemeja a un Domo en la actualidad es el techo curvo de un
reservorio de agua, por tanto se dio inicio a la investigación consultando opiniones expertas
de ingenieros estructurales que hayan fabricado este tipo de estructuras, asimismo se realizó
la búsqueda del material ideal en las experiencias de laboratorio de algunos colegas que
pudieran recomendar un material apropiado.
Los tres grandes grupos que se detallan a continuación describen algunas consideraciones
iniciales por las que atravesó el proyecto en la etapa de diseño y que se describen a
continuación:
- Materiales.
- Análisis estructural.
- Distribución de interiores.
3.1. MATERIALES
Se realizó una búsqueda en internet para identificar los materiales más recurrentes en la
fabricación de estructuras tipo Domo, pudiendo identificar los siguientes:
Planchas de Poliestireno Curvas
El Poliestireno es moldeado en secciones curvas y con un promedio 8 unidades
prefabricadas es posible ensamblar un Domo de unos 7 metros de diámetro, observando
estructuras de uno y dos niveles, las piezas son colocadas sobre una platea de cimentación
que está por encima del nivel de la rasante del terreno, existen secciones prefabricadas
para las puertas y ventanas, asimismo en la parte superior se aprecia una cavidad por
donde ingresa la luz hacia el interior y una vez ensamblado se aplica un empaste de
recubrimiento que lo protege contra la intemperie, cabe resaltar que las secciones están
recubiertas previamente con un material no inflamable tanto externa como internamente,
el cual facilita la adhesión del empaste.
La ventaja de este sistema radica en la velocidad de construcción debido al bajo peso del
material que facilita su transporte y manipuleo, además se obtienen otros beneficios como
el aislamiento térmico, asimismo de querer introducir este sistema a nuestra realidad
tendría que evaluarse si ofrece moderada resistencia contra actos vandálicos, dado que
las capas de recubrimiento podrían ser alteradas con facilidad.
Fibras
En esta categoría encontramos a las fibras de vidrio, fibras de policarbonato u otros
derivados que le dan rigidez y resistencia a la estructura tipo Domo, apreciando que este
sistema se caracteriza por el empleo de secciones prefabricadas curvas a base de fibra
que se empalman en los bordes mediante pernos, adoptando formas de Domo compuestas
que le permite tener varios ambientes de solo un nivel de altura, las partes se posicionan y
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anclan sobre una plataforma nivelada de concreto donde se da un tratamiento a las uniones
y posteriormente son recubiertas con una capa de tierra, esto con el fin de generar un techo
verde y obtener algunos beneficios como el aislamiento térmico. Se aprecia que esta
técnica adopta estructuras de un solo nivel de altura en su mayoría, asimismo nos da
indicios de su impermeabilidad y alta resistencia a cargas al poder ser recubierto con
material.
Unidades de albañilería
Podría afirmarse que las bloquetas o unidades de albañilería son el material más empleado
en este momento para la elaboración de Domos, esto debido a la facilidad de adquisición
y bajos costos del producto, observando que la destreza del operario de construcción es lo
fundamental en las construcciones de este tipo, el cual se realiza como un asentado
tradicional que no lleva reforzamiento de acero vertical que va pronunciando una curvatura
interna conforme se llegue a la cima, el empleo de este material se remonta a varios siglos
de antigüedad, pudiendo mencionarse una obra emblemática como la Cúpula de la
Catedral de Florencia, de 45 metros de diámetro construida en los años 1400 a cargo de
Filippo Brunelleschi, en donde la técnica de asentado de ladrillos se realizó con un tramado
especial en arco, lo cual es muy probable que haya servido de inspiración a las
construcciones venideras.
Aglomerado Confinado
En esta técnica consiste en el empleo de costales continuos que van siendo rellenados con
material de la zona mezclados con algún cementante, el acomodo del costal es en círculos
ascendentes que van reduciendo el radio con el fin de generar la forma característica de
un Domo, la unión entre cada hilada de costal se realiza mediante alambre de púas y se
dan golpes para aplanar la superficie, en la zona de puertas y ventanas se ubica
previamente un marco de madera con el fin de mantener la forma y ubicación de los
elementos, esta técnica es conocida como “súper adobe” que se caracteriza por una
estructura robusta y pesada tanto en las paredes como el techo, que posteriormente tiene
que ser recubierto con algún mortero a fin de proteger a la estructura de las inclemencias
del clima.
Concreto
El concreto es un material resistente y duradero que adopta la forma del encofrado, el cual
se elabora con diferentes resistencias y es factible predecir su comportamiento una vez
reforzado con acero debido a los numerosos estudios que existen en más de un laboratorio
e instituciones, por ello resulta un material ideal para la construcción de estructuras en
forma de Domo, siendo la técnica de proyectado de concreto la más representativa debido
a que se prepara previamente un encofrado inflable en forma de domo que luego es
enmallado con acero y finalmente se proyecta el concreto, con lo cual se reducen los
tiempos de ejecución y se advierte que la velocidad de construcción está influenciada por
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el área encofrada, cabe resaltar que es el material más pesado entre los convencionales,
por tanto el empleo del mismo deberá de estar avalado por un estudio de suelos que brinde
los parámetros respectivos para el cálculo de la cimentación y comportamiento estructural.
Madera y Metal
Estos materiales son empleados en la construcción de Domos Geodésicos, los cuales se
caracterizan por una estructura reticulada triangular o de forma de polígono, permitiendo
una construcción rápida y de grandes diámetros debido a su alta resistencia y bajo peso
que luego son recubiertas con un material como lonas, maderas, emplastes entre otros con
el fin de brindar un aislamiento térmico, un ejemplo del mismo se podría apreciar en la
Biosfera de Montréal.
Habiendo realizado un recuento de la información disponible, nos disponemos a resaltar las
características que debe de tener el material para el proyecto del Ecodomo-5000, partiendo
por la seguridad se podría descartar una plancha de tecnopor curva con algún recubrimiento,
dado que los actos vandálicos podrían encontrar la forma de alterar el recubrimiento y llegar
a la capa de tecnopor que no ofrecería mayor dificultad para ser atravesada, lo mismo podría
ocurrir con la madera que es un producto inflamable y el uso de una cocina o chimenea
estarían algo restringidos, además la madera requiere de un tratamiento periódico como se
aprecia con algunas casas prefabricadas de este material en nuestra realidad, luego se estuvo
evaluando la posibilidad de emplear un reticulado metálico pero demandaría de un forjado
especial en taller que luego debe ser recubierto por alguna plancha de madera o derivada del
mismo, por tanto se descarta esta posibilidad, lo mismo que la técnica del aglomerado
confinado, dado que no se tiene un registro del posible comportamiento en sismo de esta
estructura de partes simplemente apoyadas y unidas por un alambre metálico con púas.
El material a utilizar tiene que estar respaldado por estudios de laboratorio y debe de permitir
el análisis estructural para poder predecir su comportamiento en simulaciones sísmicas en los
ordenadores, por ello pese a que las unidades de albañilería están debidamente estudiadas,
existe una alta probabilidad de que el error humano incida en el producto final dado que el
asentado requiere de cierta destreza para adoptar una curvatura en doble sentido, lo que
limitaría algunos diseños, por ello se llegó a la conclusión que el concreto seria el material
ideal para la presente investigación.
Una vez elegido al concreto como el material para ejecutar el Ecodomo-5000, se tuvo la
premisa de que el peso podría influenciar en contra de los beneficios adquiridos por la forma
característica de la estructura, dado que los Domos que se han podido industrializar han sido
ejecutados con materiales livianos, por tanto se aposto por un concreto liviano a base de
perlas de poliestireno del cual se documentan propiedades térmicas, acústicas y hasta
propiedades dieléctricas, lo cual podría ser favorable incluso en temas de cimentación sobre
terrenos blandos de baja capacidad portante, otra ventaja contemplada con el concreto liviano
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radicaría en que no requiere de agregado grueso, resultando ideal para ciertas regiones en
las cuales no se cuente con una cantera y trituradora que suministre piedra chancada.
Cuadro N°1: Diseño de mezcla de concreto ligero para 1 m3.
El diseño de mezcla propuesto se describe en el cuadro N°1, el cual fue previamente
ensayado en laboratorio, donde se describe que la arena debe de tener un módulo de finura
Mf entre 2.2 y 2.8, asimismo se resalta que las perlas de poliestireno son las que corresponden
a una plancha de densidad 10kg/m3 (D10*) cuyas características son esferas de 5mm de
diámetro aproximadamente, el empleo de esferas de un menor diámetro podrían representar
una densidad mayor, por tanto no se cumplirá la dosificación en peso unitaria descrita en el
cuadro, asimismo se comenta que el aditivo súper plastificante (**) debe tener una densidad
promedio a 1.07 kg/l. o cercana, las ventajas que brinda el utilizar un aditivo plastificante se
traducen en una mejor trabajabilidad, aumento de la resistencia temprana, favorece la
impermeabilidad, entre otras bondades, pero para efectos de la presente investigación se
resalta que el aditivo plastificante servirá para un desencofrado rápido y para reducir la
cantidad de agua en comparación de una mezcla convencional, ya que el exceso de agua
origina que las perlas de poliestireno no se mezclen y floten durante la preparación, asimismo
se detalla que el ensayo estuvo efectuado bajo en un clima de 20°C y a 300 m.s.n.m. en
promedio, con lo cual se aclara que el diseño de mezcla puede tener otro comportamiento
bajo otras condiciones de clima, lo indicado aquí solo debe ser tomado como referencia para
condiciones similares, en caso se desee reproducir el concreto en un clima extremo se deberá
contar con la asesoría de un profesional de la zona o también podrá contactarnos para poder
hacer un planteamiento del Diseño de mezcla en función al requerimiento o condiciones de
clima.
El diseño de mezcla elaborado tiene otras propiedades como el secado rápido, lo cual podría
restringir su uso al querer trasladarlo en volúmenes mayores a 1m3, lo cual también podría
influir con el aplastamiento de la perlas de poliestireno reduciendo el volumen final, por tanto
se recomienda la elaboración de cantidades pequeñas con lapsos menores de colocación a
30minutos desde su preparación, siguiendo el orden descrito en la sección de procedimiento
constructivo que se detalla más adelante.
Descripción
Perlas de Poliestireno (D10*) 4.18 kg.
Cemento tipo I 435 kg.
Arena Gruesa 690 kg.
Agua 240 l.
Aditivo super plastificante ** 2.14 kg.
Cantidad
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3.2. ANALISIS ESTRUCTURAL
El análisis estructural se dio inicio con en el pre dimensionamiento del casco en función al
área disponible para la construcción, este diseño preliminar fue verificado en simuladores que
permitieron describir su comportamiento ante posibles cargas estáticas y dinámicas (efecto
de sismo), permitiendo determinar de manera anticipada la cantidad de acero requerido para
reforzamiento y las regiones críticas susceptibles a reforzamiento, por ello el análisis llevado
a cabo se resumen en los siguientes grupos:
- Pre-dimensionamiento
- Análisis estático por peso propio.
- Análisis dinámico por sismo
PRE DIMENSIONAMIENTO
El pre dimensionamiento de la estructura estuvo en función al espacio disponible para el
ensayo, por ello se asignó un diámetro de 5 metros para el prototipo inicial según se aprecia
en la figura 1, siendo posible adaptar diámetros más amplios o incluso fusionando dos
domos, luego se procedió a verificar el espacio aprovechable interno, notando que un arco
continuo desde la cimentación generaría un espacio sin uso en el primer tramo, o incluso
seria poco transitable al interior del domo, por tanto se decidió generar la curvatura interna
a partir del primer metro contado desde la cimentación, de esta manera se aprovecharía la
inclusión del mobiliario que oscila en alturas de 80 centímetros, con las medidas
preliminares asignadas del Domo se comprueba que el prototipo tiene un área en planta
de 19.6 metros cuadrados y una superficie de más de 50 metros cuadrados en la cara
externa del domo, lo cual puede tener otras aplicaciones como una superficie de
recolección o generación de techos verdes
Se asigna una puerta y dos ventanas de manera simétrica apartadas 60° con respecto al
eje de la puerta tomando en consideración una sola fachada, tanto la puerta como la
ventana tendrán un marco que sobresale con respecto a la curvatura del Domo, de no
realizar el marco y optar una puerta y ventana metida hacia el interior podría originar el
ingreso de agua en caso de lluvias, asimismo se plantea un espesor inicial de 8cm para
toda la estructura, esto con el fin de llevar al límite el ensayo y observar el comportamiento
del material en condiciones de carga durante las simulaciones en los ordenadores, el
asignar menores espesores puede comprometer los recubrimientos y la disposición del
acero. La altura prevista del Domo será 3.195 metros sin contar con la altura de la platea
de cimentación, lo cual denota una edificación alta y llamativa que tiene otras ventajas
referidas a la recirculación interna del aire debido a su forma, ya que existen estudios en
los cuales la temperatura interna inferior es mayor a la temperatura superior y gracias a su
forma es posible que se genere una recirculación interna generando un espacio térmico
auto regulado que podría ser verificado una vez construido el prototipo de Domo.
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Figura 1: Diámetro y altura preliminar para modelo de estudio de Ecodomo-5000
Figura 2: Ubicación de puertas, ventanas y cavidad superior
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El otro paso es asignar una cavidad superior por donde pueda ingresar la luz día, según la
figura 2, este espacio cuenta con un diámetro de 50cm. y estará ubicado en el eje de
rotación del Domo, con todas estas consideraciones se obtiene un volumen de 4.1m3 de
concreto ligero que se empleara en el casco.
Figura 3: Detalle de sección A-A para apreciar espesor de pared y radios
Habiendo dimensionado un modelo preliminar se procede a efectuar un análisis estático el
cual consta de un modelo analítico virtual solido no reforzado con acero, el cual será
sometido a diferentes tipos de carga para determinar el factor de seguridad permisible.
ANALISIS ESTATICO POR PESO PROPIO
Se empleó el software de Solidworks para determinar el comportamiento de la estructura
a cargas estáticas, esta plataforma tiene la particularidad de determinar gráficamente los
desplazamientos, deformaciones y factores de seguridad en función a las propiedades del
material, asimismo es factible apreciar como el espesor de la estructura del Domo se verá
afectado con las diferentes cargas aplicadas, esto gracias a una escala grafica de colores
que advierten las zonas críticas para un posible reforzamiento o reformulación integral.
Se inicia por asignan los valores característicos del concreto ligero al software según el
cuadro N°2, contemplando un valor mayor del coeficiente de Poisson en comparación del
concreto convencional, esto en vista que las perlas de poliestireno dieron ciertas
propiedades plásticas al concreto ligero, lo cual fue verificado en los ensayos de
compresión.
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Cuadro N°2: Propiedades físicas del concreto ligero
El objetivo de este análisis es la verificación dimensional del Domo sin reforzamiento a fin
de identificar si las consideraciones de espesor o geometría representan algún riesgo para
la estructura, por tanto se verifican los desplazamientos y el factor de seguridad como se
detalla a continuación:
Figura 4: Desplazamientos por peso propio
Al analizar las deformaciones por el peso propio y sobrecarga se verifican los
desplazamientos amplificados que se obtienen en el modulador, notándose una coloración
roja en las zonas de mayor desplazamiento que delatan al marco de la puerta como el
mayor afectado en caso se produzcan, estos desplazamientos por el peso propio están en
el orden de 0.041mm., por tanto no es de significancia para el Domo y para verificar el
mismo se realiza el análisis de factor de seguridad para la carga asignada, según se
aprecia en la figura 5.
Propiedad Valor Unidades
Modulo de elasticidad en X 1.47E+10 N/m2
Coeficiente de Poisson en XY 0.3 N/D
Módulo cortante en XY 6.13E+09 N/m2
Densidad de masa 1300 kg/m^3
Limite elástico 9.81E+06 N/m^2
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Figura 5: Análisis de factor de seguridad por peso propio
Al analizar el factor de seguridad se obtiene un valor de FS=44, lo cual demuestra que el
Domo soporta la carga del peso propio sin deformaciones permanentes o considerables,
asimismo quedan identificadas las zonas propensas a un mayor esfuerzo, tal como se
parecía en la figura 5 en donde se identifican las esquinas inferiores de las ventanas y la
curvatura superior de la puerta, lo cual tendría algo de lógica al determinar estas zonas
como las más propensas a la formación de fisuras.
Análisis de carga axial
Se asigna una carga equivalente a 5 toneladas fuerza en la parte más elevada del Domo,
en el mismo sentido de la fuerza por gravedad, con el fin de determinar los posibles
desplazamientos de la estructura y el factor de seguridad del Domo, según se aprecia en
la figura 6 de deformaciones amplificadas, en donde la estructura sólo se deformaría
0.7mm, por tanto para determinar si la deformación es permanente realizamos el análisis
de factor de seguridad y obtenemos un valor de FS=2, por tanto las deformaciones en el
Domo no son permanentes y podría seguir recibiendo carga de darse el caso, con esta
simulación se comprueba que la forma del Domo contribuye a soportar carga y se prosigue
con la realización de las siguientes simulaciones.
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Figura 6: Análisis de deformaciones por carga axial de 5Tn.
Análisis de carga distribuida
Este análisis se realiza aplicando una carga equivalente de 30 toneladas fuerza sobre la
superficie esférica, según la figura 7, al obtener los resultados de este ensayo se
comprueban deformaciones del orden de 0.048mm. en la zona cercana a la puerta, los
mismos que no son significativos para el Domo , debido al factor de seguridad obtenido de
FS=20 que respaldan la simulación. Con este análisis se sustentan algunos casos
observados en donde un Domo puede ser recubierto con terreno natural y generar un techo
verde, debido a que la forma es capaz de soportar carga sin deformaciones permanentes.
Para el tramo del primer metro no se ha visto necesario efectuar algún análisis de carga
estática, dado que la estructura no recibirá un empuje significativo de material al menos
que este enterrada y esa no será su función.
Se comenta que la versión del Ecodomo-5000 no contempla la posibilidad de ser
recubierto, debido a que se requiere de un diseño más curvado que permita el
sostenimiento de terreno natural y un impermeabilizado de mayor espesor que podrían
realizarse bajo pedido a nuestra web
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Figura 7: Análisis de deformaciones aplicando una carga de 30 Tn. uniformemente
distribuida sobre la superficie curva.
Algunas conclusiones adelantadas del pre dimensionamiento y el análisis estático serian
que el prototipo es estable al poder auto soportar su propio peso, se verifica que el espesor
asumido es conforme, la estructura es capaz de soportar carga aplicada uniformemente
distribuida y puntual axialmente, con estas conclusiones preliminares se tiene el sustento
para continuar con los análisis posteriores que permitan estimar la cantidad de acero de
reforzamiento para la estructura.
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ANALISIS DINAMICO POR SISMO
Se emplea el software SAP 2000 con el fin de analizar el comportamiento de la estructura
ante cargas sísmicas y de esta manera poder determinar el reforzamiento de acero
necesario, basados en parámetros sísmicos de la NTP E030-2016, considerando
parámetros para un escenario desfavorable como suelo arenoso para incrementar el efecto
de las condiciones sísmicas.
Cuadro N°3: Parámetros de Diseño Asumidos
Figura 8: Análisis de momentos flectores considerando carga de sismo
Factor de zona ( zona 4 ) Z = 0.45
Factor de uso e importancia ( categoría C ) U = 1.0
Factor de suelo (S3) S = 1.1
Coeficiente de Amplificación Sísmico C = 2.5
Coeficiente de reducción Sísmico R = 6
Parámetros para el Análisis Sísmico
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Figura 9: Determinación del Acero de refuerzo del Domo
Finalmente al determinar los momentos más críticos es posible hacer una verificación del
acero requerido para el Ecodomo-5000, que fue impuesta a cargas de sismo suponiendo el
caso más desfavorable ubicado en la costa, el resultado obtenido demuestra que va a requerir
una malla de acero mínima en una capa, por ello en la figura 9 se describe el acero de
reforzamiento necesario.
3.3. DISTRIBUCIÓN INTERIOR
El Ecodomo-5000 es una estructura muy segura, por su diseño fundamentado en una forma
circular orgánica, el cual trae consigo varios beneficios, entre ellos: sostenibilidad energética
(porque el calor viaja al interior de manera circular, generando un confort térmico en el
ambiente), la forma de su techo permite seguir el curso del sol, para una mejor luminosidad al
interior que se traduce en ahorro de energía eléctrica, convirtiéndolo en un módulo sustentable
que puede adaptarse a diversos terrenos.
El concepto de distribución interior se basó en un criterio básico de funcionabilidad, toda el
área habitada se encuentra en un mismo plano y subdividido por mobiliarios en un espacio
amplio habitable, dotándole al Domo de las comodidades básicas de estancia, el mismo que
puede ser utilizado para un bungalow o un deposito, al cual se le implementó un baño
equipado y una barra con el fin de poder tener una cocina básica y lavaplatos según se puede
apreciar en la figura 10.
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Figura 10: Distribución interior de ambientes del Ecodomo-5000
La distribución de ventanas en el Domo puede variar de ubicación en función a la fachada o
con proyecciones futuras de anexar un Domo o un ambiente adicional, dado que la ventana
se puede convertir en una puerta en un futuro siempre y cuando se cuente con el espacio
disponible.
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4. DESCRIPCIÓN DE PARTES DEL ECODOMO 5000
Se detallan las partes del Domo de una manera simplificada en la figura 11, con el fin de
resaltar sus características y principales funciones observadas, cuyo proceso constructivo
será detallado en el capítulo 6.
Figura 11: Partes del EcoDomo 5000
Las partes estructurales que conforman el Domo se describen de una manera simplificada a
continuación:
Platea
Está conformada por una estructura de concreto armado de resistencia f´c= 210kg/cm2, de
diámetro 5.4 metros, simplemente apoyada al terreno, que alberga en todo el borde el acero
de una cimentación circular, asimismo internamente se encuentran embebidas las
instalaciones de agua, desagüe y tendido de tomacorrientes. Esta platea tiene confinamientos
internos de viguetas radiales, asimismo se contempló un relleno a base planchas de
poliestireno expandido con el fin de brindar cierto grado de aislamiento térmico del suelo.
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[22]
Cinturón
Está compuesto por un anillo envolvente de 5cm de espesor a base mortero que tiene una
pendiente y esta sostenido y reforzado por una malla galvanizada de 2”x2”, su función no es
de carácter estructural sino funcional a fin de poder encausar y derivar el agua de escorrentía
del Domo , dado que una de las características observadas en el Ecodomo -5000 es la
capacidad de colectar agua a partir de micro partículas de agua suspendida, lo cual puede ser
beneficioso en zonas con presencia de humedad o lluvias, si se toma en cuenta que la
superficie de la cúpula es de más de 50m2. que pueden servir de un panel colector.
También es factible omitir el cinturón y realizar un revestimiento con algún tipo de acabado
que brinde un espesor similar, lo cual podría resultar con una laja o enrocado, siempre y
cuando se tenga en cuenta la pendiente que requiere esta estructura tal como se muestra en
la figura 12.
Figura 12: Vista de sección del cinturón con pendiente
Puerta
Para el Domo , se ha contemplado una puerta convencional de 85cm de ancho y altura de 2
metros más el radio envolvente, los espesores de muro lateral son de 8cm., se deberá de
colocar una malla galvanizada adicional en los muros verticales laterales, a fin de prevenir los
posibles fisuramientos y facilitar el proceso constructivo de lanzado de concreto.
Ventana
Las ventanas características para este tipo de estructuras son ovaladas con un marco que
sobresale, cuya función principal será la de ventilación, dado que se realizó un ensayo
tapando el ingreso de luz por las ventanas ya ejecutadas y solo se dejó la ventana de
ventilación superior para el ingreso de la luz, notando que la iluminación es más que suficiente
al interior del Ecodomo-5000.
Cúpula
La cúpula está elaborada a base de concreto ligero que esta reforzado con una malla de acero
corrugado, el espesor contemplado es de 8cm. en donde es posible dejar embebidas las
tuberías de 3/4” para energía en alumbrado, interruptores y tomacorrientes, asimismo el
recubrimiento externo está debidamente impermeabilizado contra lluvia, siendo posible la
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[23]
colocación de una cobertura en placas montadas unas sobre otras, tipo escamas que se
expenden en el mercado.
Se resalta la importancia de la altura del Domo , que tiene un efecto circulante interno del aire,
el cual contribuye a regular la temperatura interna, asimismo la forma interna de la cúpula
hace posible la concentración de luz, cuando las paredes son de un color claro, lo cual permite
reducir el consumo de energía de aparatos de iluminación que se verán amplificados al
interior.
Ventana Ventilación
Esta cavidad puede estar recubierta por un vidrio o con un techo que impida la luz incidente
del sol dependiendo del clima, según figura 13, tiene dos funciones principales identificadas,
la primera está orientada a regular algún excedente de calor mediante la evacuación de aire,
lo cual la convierte en una construcción ideal para climas calurosos, donde se debe de tener
en consideración una abertura mayor y tener una cobertura a unos 30cm. de altura que limite
el ingreso de la luz que pueda calentar el interior, la segunda característica está en el ahorro
energético que se da por el ingreso de la luz natural en zonas no calurosas, lo cual contribuye
a un ahorro energético. Cabe resaltar que a través de la ventana de ventilación se puede
apreciar un cielo durante las noches, brindando una sensación diferente que podría tener
acogida en zonas de sierra con cielos despejados.
Figura 13: Cumbreras en ventana de ventilación.
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[24]
5. RECURSOS
Antes de detallar el procedimiento constructivo se describen los recursos involucrados en la
construcción del Ecodomo - 5000, esto con la finalidad de poder identificarlos con facilidad
durante la explicación del proceso de construcción.
5.1 PERSONAL
Se debe de considerar al personal descrito a continuación como un requerimiento funcional
básico, solo para la construcción del casco sin acabados, el cual puede estar sujeto a mejora
en cuanto se desee optimizar los plazos o se disponga de algunos recursos como el
abastecimiento de concreto pre mezclado para la cimentación o se desee incrementar la
cantidad de encofrado de la cúpula.
Cuadrilla funcional básica:
- 2 operarios albañiles.
- 1 ayudante albañil.
Se resalta que los conocimientos del personal albañil deben incluir el corte y amarre de acero,
instalación de tuberías embebidas de agua, desagüe e instalaciones eléctricas, preparación
de concreto y técnicas de encofrado, mencionando que el encofrado se realizará a una sola
cara, asimismo el mayor grado de dificultad observado durante la construcción del Domo fue
durante el proyectado de concreto sobre la cúpula, por tanto los operarios deben tener la
destreza apropiada para poder realizar un tarrajeo.
5.2 EQUIPOS
Los equipos contemplados en el cuadro 4 lograrán cubrir el requerimiento de la construcción
de un Domo que tiene en promedio unos 8m3 de concreto en total, al mencionar el volumen
de concreto que demanda el proyecto uno puede estimar mejor los equipos acorde a su
realidad, incluso será factible la utilización de los 4 m3 de concreto pre mezclados que
corresponden en la platea pero no en la cúpula, esto debido a que el concreto de la cúpula
tiene un secado más rápido y demandará de mayores consideraciones como de personal y
encofrado.
El equipo de encofrado para el presente proyecto tendrá que ser fabricado a medida, la
experiencia obtenida durante la fabricación del Ecodomo-5000 denotaron algunas
complicaciones y demoras al momento de fabricar un encofrado metálico, esto debido a que
la forma de la cúpula es esférica y por tanto el molde debe de adoptar una doble curvatura,
por ello la solución adoptada en su momento fue la de elaborar una sección metálica que
iniciaba en 30cm. de ancho y terminaba en 8cm. que iba rotando por la parte interna, con lo
cual se pudo avanzar y verificar que el acabado recto solo se reflejaba en la parte interna,
dado que en la parte externa el operario era el encargado de dar el acabado manualmente.
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[25]
Cuadro N°4: Lista de equipos para construcción del Ecodomo -5000
Los equipo que no son convencionales y deberán de ser manufacturados en talleres son la
lanzadora de mortero de 1 salida y los sistemas de encofrado, para el primer caso el equipo
que más se aproxima seria la revocadora de 3 salidas, este equipo demanda de un compresor
con tanque de 80litros hacia adelante además no se tiene la certeza de que funcione con el
diseño de mezcla propuesto, pudiendo dispersar las perlas de poliestireno de la mezcla al
momento de ser proyectado debido a la elevada potencia, asimismo para el caso de los
sistemas de encofrados se brindará una alternativa de fabricación con fresadora en un taller
CNC (Control Numérico Computarizado) que ya vienen teniendo presencia en nuestro medio,
con lo cual el lector podrá tener la experiencia de enviar a fabricar su propio encofrado,
superando de esta manera los contratiempos observados en la fabricación de un encofrado
metálico, en caso no se cuente con un taller CNC en las cercanías, también es factible emplear
triplay convencional y contemplar una caladora para la fabricación del encofrado a cargo de
personal de carpintería.
Cantidad Descripción
1 Mezcladora de concreto 6p3
1 Compresora de aire de 25lt.
1 Taladro 1/2"
1 Amoladora de 4"
1 Pistola de calor 350W
1 Balanza de precisión 1gramo.
1 Balanza de 100kg.
1 Lanzadora de mortero de 1 salida
8 Puntales metálicos de 3.3m.regulables
1 Sistema de encofrado de ventana ventilación
1 Sistema de encofrado de cúpula
1 Sistema de encofrado de puerta
1 Sistema de encofrado de ventana
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[26]
LANZADORA DE MORTERO DE 1 SALIDA
Figura 14: Detalle de lanzadora de mortero
Las partes PVC que conforman esta herramienta son fácilmente identificables y están unidas
con pegamento, la punta para inyectado de aire (4) corresponde a un accesorio de las
compresoras que se conecta a otro accesorio con llave de paso tipo pistola, el tubo metálico
(3) queda atrapado por la masilla plástica en forma de pendiente que a su vez atrapa a la
punta (4) con masilla en su interior.
El proyectado de mortero se logra a través de un orificio de 3/4” que atraviesa la reducción (1)
y la tapa (2), manteniendo separada la punta metálica (4) a una distancia aproximada de
43mm con respecto a la salida del orifico de 3/4".
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[27]
ENCOFRADO DE VENTANA
Figura 14A: medidas para encofrado de puerta y ventanas del Domo
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[28]
ENCOFRADO DE PUERTA
Figura 14B: medidas para encofrado de puerta y ventanas
El encofrado de puerta y ventanas del Domo será ejecutado con listones de 3” x 2” y la cara
de contacto será con triplay de 4mm adoptando la curvatura descrita en la figura 14A y 14B,
se recomienda construir un molde para venta y un molde para puerta, en vista que se
dispondrá de tiempo para la rotación respectiva, a diferencia de los tiempos ajustados con la
rotación del encofrado de cúpula.
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[29]
SISTEMA DE ENCOFRADO DE CUPULA
Figura 15: Partes del encofrado de cúpula Ecodomo -5000
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[30]
SISTEMA DE ENCOFRADO DE CUPULA
Figura 16A: Medidas del encofrado de cúpula Ecodomo-5000.
Se sugiere la fabricación de 4 formas de encofrado de cúpula que luego deben ser recubiertas
con triplay o nordex de 4mm. de espesor, sobre esta superficie colocada se deberá de colocar
un esmalte, barniz o desmoldante, incluso podría emplearse plástico, dado que es de suma
importancia brindar uniformidad a la superficie de contacto que luego se transmite a la
estructura, con lo cual se podría reducir o suprimir la necesidad de solaqueo en la parte
interna, siempre y cuando se inviertan los recursos necesarios para homogenizar la superficie.
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[31]
Figura 16B: Medidas del encofrado de cúpula Ecodomo -5000.
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[32]
Figura 16C: Detalla de montaje de 4 formas de encofrado alrededor de la torre central.
Se ha previsto el empleo de 4 formas de encofrado curvas para la cúpula con el fin de acelerar
los tiempos de construcción, el empleo de este encofrado mantiene la forma característica del
Domo , por tanto se debe de colocar antes de la instalación de acero.
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[33]
5.3 MATERIALES
Se detalla el resumen de materiales que serán necesarios para la construcción del Ecodomo
5000, debidamente impermeabilizado contra lluvia, en la lista no se incluyen los clavos y las
cantidades son exactas por lo que se tiene que considerar un saldo por mermas a criterio del
constructor.
Item Descripción Cantidad Unidad
1 Acero 12mm x 9m. 4 und.
2 Acero 6mm. x 9m. 45 und.
3 Acero 8mm x 9m. 57 und.
4 Aditivo super plastificante ( d=1.1kg/l.) 8.8 kg.
5 Agua 2000 lt.
6 Alambre amarre N°16 28 kg.
7 Arena Gruesa 4.36 m3
8 Bolsas plásticas de 30 litros. 20 und.
9 Caja de pase con tapa 1 und.
10 Caja octogonal metálica para alumbrado 6 und.
11 Caja para tablero principal para 5 llaves 1 und.
12 Caja rectangular para interruptor 2 und.
13 Cal o yeso para trazo 1 kg.
14 Cemento tipo I 73 bls.
15 Cinta de embalaje 3 und.
16 Codo 4" y 2" 1 und.
17 Codo de 1/2" PVC 11 und.
18 Codo de 45° simple 2" 1 und.
19 Codo de 90° de 2" 7 und.
20 Curvas pvc 3/4" 21 und.
21 Estacas de 12mm diámetro x 40cm longitud 35 und.
22 Franjas de 20cm de triplay de 4mm. 17 ml.
23 Impermeabilizante blanco Techo 5 gl.
24 Lijas gruesas para fierro 5 und.
25 Listón madera de 2"x3"x10' 4 und.
26 Malla galvanizada de 1/2" 70 m.
27 Pegamento PVC - 1/32 gl. 2 und.
28 Perlas de Poliestireno Densidad 10 17.1 kg.
29 Piedra Chancada 1/2" 1.7 m3
30 Plancha Tecnopor 4" ( 2.4 x 1.2m) D 10 5 pl.
31 Plástico de 1m de ancho. 36 ml.
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[34]
La relación de materiales se complementa con la relación de equipos, según el cuadro N°4.
Item Descripción Cantidad Unidad
32 Ramal Y simple de 2" 1 und.
33 Ramal Y simple de 4" 1 und.
34 Registro roscado 2" 1 und.
35 Regla de aluminio de 1.5" x 3" x 1.5mm 6 m.
36 Separadores 8cm tipo rueda 200 und.
37 Separadores de concreto de 4cm. 50 und.
38 Tee - 2" 1 und.
39 Tee 1/2" 3 und,
40 Tee con reducción 4" - 2" 1 und.
41 Tubería 1/2" PVC - SAP 2 und.
42 Tubería PVC 2" SAL 2 und.
43 Tubería PVC 3/4" 11 und.
44 Tubería PVC 4" SAL 1 und.
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[35]
6. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
A continuación se describen los procesos ejecutados para la construcción del Ecodomo -5000,
cuyas características principales son el diámetro de la cúpula de 5 metros y una altura de
3.195 metros que está apoyado sobre una platea de cimentación de 17 centímetros de altura,
los materiales y equipos descritos son disgregados en función al requerimiento de cada
proceso.
PASO 1: VERIFICACIÓN DEL SUELO DE FUNDACIÓN
El Ecodomo - 5000 es una estructura que no requiere la realización de cimentaciones
profundas ancladas al terreno, solo se sustenta en una platea de cimentación circular que esta
simplemente apoyada a nivel del terreno, lo cual genera un escalón característico de 17cm.
en la puerta de ingreso, por tanto es de suma importancia que un profesional responsable o
parte del Staff de ingenieros de , realice una evaluación del terreno, tomando en consideración
que el Domo requiere de una capacidad portante mayor o igual a 1.0kg/cm2, asimismo se
recomienda tomar todas las previsiones necesarias en terrenos blandos saturados tipo Top
Soil, rellenos mal controlados en laderas o superficies de arena fina suelta, el profesional a
cargo debe de plantear los mecanismos para poder asegurar la estabilidad del terreno a fin
de evitar contratiempos posteriores, por ello es de suma importancia la realización de un
estudio de suelos que permita identificar las características del terreno a fin de iniciar el
proyecto.
Figura 17: Verificación del suelo de fundación
σ Suelos < 1.0 kg/cm2 Rellenos no controlados
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[36]
PASO 2: TRAZO Y NIVELACIÓN DEL TERRENO
Los terrenos por lo general no se encuentran nivelados, siempre existen trabajos previos de
desbroce, corte, relleno o eliminación de desmonte, por ello en el mejor de los escenarios solo
bastara con realizar un corte del terreno para lo cual se plantea el empleo de una regla y nivel
de mano, en vista que el espacio requerido para el presente proyecto solo demandará de un
área de 6m. x 6m. a fin de tener una holgura para las maniobras.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se coloca la estaca de 60cm aproximándose al centro de lo que será el eje del Domo
.
- A partir de la estaca colocada se realiza una circunferencia de 2.7m. de radio con
ayuda de la Wincha métrica y la cal para trazo.
- Una vez efectuado el trazo se procede a ubicar un nivel de referencia para todo el
proyecto, el cual se ubicara a la altura de la puerta de ingreso, tomando en
consideración que sobre este nivel se realizara la platea de 17 centímetros de altura
que genera la grada característica.
- Colocado el nivel de referencia con ayuda de la regla de aluminio y el nivel de mano
se trasladan algunos puntos dentro del área de la circunferencia y se realizan los
trabajos de corte y relleno al interior del área.
- En caso se tenga que efectuar un relleno controlado se recomienda el uso de suelo
cemento, lo cual es una técnica rápida para poder consolidar el terreno alterado
sobretodo en espesores menores.
- 1 kg. Cal o yeso para trazo
Herramientas
- 1 und. Estaca de 12mm diámetro - 60cm longitud
- 1 und. Nivel de mano
- 1 und. Wincha métrica de 8m
- 1 und. Comba de 3libras
- 1 und. Pico
- 1 und. Palana
- 1 und. Carretilla
- 6 m. Regla de aluminio de 1.5" x 3" x 1.5mm
Materiales
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[37]
PASO 3: COLOCACIÓN DE MANTO PLASTICO
Con el fin de aislar al Domo del terreno y no alterar el proceso normal de secado del concreto
fresco por perdida de humedad al contacto con el suelo, se contempla el uso de una
membrana pastica de doble capa en toda el área del terreno nivelado, cubriendo un espacio
de 6m x 6m, la cual debe de estar uniformemente extendida y sellada en las juntas con cinta
plástica de embalaje, esta capa también representa un aislamiento medio contra la posible
agresividad de algunos suelos con presencia de sales, de requerir un mayor aislamiento por
presencia de humedad o niveles freáticos se puede emplear una geomembrana o realizar un
tratamiento previo al terreno con material granular que ayude a la escorrentía del agua.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Extender el plástico y unir mediante la cinta de embalaje según se muestra en la figura
18.
Figura 18: Vista isométrica para extendido de manto plástico
Estaca
1.0m
1.0m
1.0m
1.0m
1.0m
1.0m
6.0m
Manto plástico
Cinta embalaje 6.0m
- 36 ml. Plástico de 1m de ancho.
- 1 und. Cinta de embalaje
Materiales
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[38]
PASO 4: COLOCACIÓN DE ENCOFRADO EN PLATEA DE CIMENTACIÓN
Este proceso consta de colocar un confinamiento perimétrico a los 17cm de altura de la platea
más una holgura de 3cm a fin de colocar los puntos de nivel, se menciona que el triplay de
4mm. de espesor puede adoptar la curvatura requerida, existiendo otros materiales que
también pueden ser empleados por su flexibilidad como el nordex.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Sobre el manto plástico se proceden a colocar las estacas de 12mm de diámetro de
manera radial, a una distancia de 2.72m con respecto al eje del Ecodomo-5000, estas
estacas atraviesan el plástico anclándose al terreno natural y se colocan distanciadas
0.48m. entre sí.
- Las estacas deben de sobresalir del terreno en por lo menos 20cm.
- Se procede a instalar las varillas corrugadas de 6mm sujetándolas con alambre a las
estacas de 12mm, la primera a 2.5cm de distancia del plástico, la segunda y tercera a
5cm. de separación.
- Luego se habilitan tiras de 20cm de ancho en triplay de 4mm que se apoyan en el
manto plástico y se sujetan en las varillas corrugadas de 6mm, adoptando de esta
manera la forma circular, la sujeción del triplay se realiza realizando pequeños orificios
y atravesando alambre de amarre N°16.
- El resultado final debe ser un encofrado circular con un radio interno de 2.7m, el cual
se ha reducido por los espesores de las estacas, varillas y triplay.
- Para que el perímetro esté debidamente reforzado se debe de empalmar
apropiadamente las varillas de 6mm. de manera horizontal, las cuales aguantaran el
empuje de 17cm. de altura de concreto, asimismo la profundidad de anclaje de las
estacas está sujeta al tipo de terreno, pudiendo incluso colocar pesas o bloques de
apoyo en la parte externa en caso no sea posible colocar estacas al terreno.
Se incluye detalle de dimensiones en las figuras 19 y 20.
- 35 und. Estacas de 12mm diámetro x 40cm longitud
- 6 und. Varillas de 6mm diámetro x 9m longitud
- 3 kg. Alambre de amarre N°16
- 17 ml. Franjas de 20cm de triplay de 4mm.
Materiales
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[39]
Figura 19: Vista en planta del encofrado circular y ubicación de estacas
Figura 20: Detalle de sección para ubicación de estacas y triplay
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[40]
PASO 5: COLOCACIÓN DE ACERO EN PLATEA DE CIMENTACIÓN
La platea demandará un promedio de 106 kg. de acero distribuidos en el cimiento corrido
perimetral, las viguetas, las mechas de arranque para el muro y el acero de temperatura como
se describe a continuación.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se colocan los aceros inferiores de la vigueta V-01 distanciados 60° entre sí, según se
aprecia en la figura 21.
- Se sujetan los aceros inferiores colocados con el anillo de 508mm de diámetro ubicado
al eje del Domo .
- Se procede con la instalación del acero superior del cimiento corrido perimetral,
sujetándolo al acero inferior de la vigueta V-01 con el fin de adoptar los 4 radios de
curvatura según la figura 23 (8mm@15cm), el recubrimiento del acero con mayor radio
será de 7.5cm. a la cara del encofrado y el resto distanciado a cada 15cm.
- Se coloca gradualmente el acero de 12mm con el fin de mantener las curvaturas, este
acero tiene un recubrimiento contemplado de 5cm con respecto a la cara del
encofrado.
- Una vez armado el acero se procede a colocar los separadores de concreto de 4cm.
elevando la armadura del manto colocado.
- Se instala el acero superior de la vigueta junto con el otro anillo de 508mm de diámetro
que lo mantendrá en posición.
- Se inicia la instalación de las mechas de acero del muro, el cual debe de efectuarse a
una distancia de separación de 26cm. con respecto a la cara del encofrado, de esta
manera se mantiene un recubrimiento de 2cm. en la parte interna del muro, se precisa
que puede haber una ligera corrección que reduzcan los 26cm. al considerar el
espesor de la barra de 8mm.
- 17 und. Acero 6mm. x 9m.
- 15 und. Acero 8mm x 9m.
- 4 und. Acero 12mm x 9m.
- 5 kg. Alambre amarre N°16
- 50 und. Separadores de concreto de 4cm.
Herramientas
- 1 und. Amoladora de 4" para corte de acero
Materiales
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[41]
Figura 21: Distribución de acero en platea
Figura 22: Vista isométrica de acero en platea
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[42]
Cuadro N°5: Descripción de acero en platea
Figura 23: Vista en sección de acero en platea
La instalación del acero de la platea culmina con la malla de temperatura de 30cm. x 30 cm.
con acero de 6mm, pero previamente se tiene que efectuar la instalación de los casetones de
tecnopor y las instalaciones embebidas. Se detalla que el recubrimiento superior de la vigueta
V-01 será de 3cm, asimismo la colocación de una malla de temperatura es necesaria ya que
contribuirá a reducir la sensación de cajoneo percibida por las grandes áreas del casetón de
tecnopor.
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[43]
PASO 6: COLOCACIÓN DE CASETONES DE TECNOPOR
El casetón de tecnopor corresponde a las planchas de poliestireno expandido de densidad
10kg/m3 que son colocadas entre las viguetas y el acero de la cimentación perimétrica, su
función es la de brindar aislamiento térmico contra el terreno.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se tiene que realizar un tallado de las planchas de tecnopor de 4” de espesor,
adoptando las formas descritas en la figura 24, pudiendo unir las piezas con cinta de
embalaje.
- Se debe mantener una junta libre de 100mm en la zona de viguetas y dejar una junta
libre de 50mm entre los extremos de los aceros ya colocados.
Figura 24: Sección de platea con casetón de tecnopor
- 5 pl. Plancha Tecnopor 4" - D10
- 2 und. Cinta de embalaje
Herramientas
- 1 und. Serrucho
Materiales
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[44]
PASO 7: COLOCACIÓN DE INSTALACIONES SANITARIAS EMBEBIDAS
Comprende la colocación de tuberías embebidas de agua y desagüe, siendo necesario iniciar
por las instalaciones de desagüe debido a las pendientes requeridas.
Instalaciones de Desagüe
Se debe de iniciar por la instalación de esta batería debido a las pendientes requeridas,
asimismo se resalta que las tuberías en la pared del Domo no son embebidas.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Siguiendo la distribución de arquitectura, descrita en la figura 10, se procede a ubicar
el punto del inodoro y ducha para proceder con la instalación del ramal central de
desagüe.
- La tubería de evacuación de 4”que sale del Domo debe de hacerlo por debajo de la
cimentación corrida y no atravesando la cimentación perimetral, asegurando una
pendiente apropiada, asimismo este ramal debe de conectarse a la red de desagüe
principal o en su defecto elaborar un silo apartado del Domo .
- Luego de instalar el ramal principal y dejar resanada la salida de la tubería de 4”, se
procede a instalar las subidas del lavamanos y lavaplatos.
- Se debe de realizar la prueba de estanqueidad para culminar la instalación de la red
de desagüe.
- Se precisa que las subidas de ventilación no serán empotradas al muro curvo, esas
las atraviesan y se realiza posteriormente el resane e impermeabilizado respectivo.
- 2 und. Tubería PVC 2" SAL
- 1 und. Tubería PVC 4" SAL
- 7 und. Codo de 90° de 2"
- 1 und. Registro roscado 2"
- 1 und. Tee - 2"
- 1 und. Ramal Y simple de 2"
- 1 und. Codo de 45° simple 2"
- 1 und. Codo 4" y 2"
- 1 und. Ramal Y simple de 4"
- 1 und. Tee con reducción 4" - 2"
- 1 und. Pegamento PVC - 1/32 gl.
Materiales
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[45]
Figura 25: Recorrido de Instalaciones Sanitarias
Instalaciones de Agua
Las instalaciones de agua si pueden ir embebidas en el muro de la cúpula, hasta una altura
por debajo del primer metro a diferencia de las instalaciones de desagüe, el muro divisorio
interno del Domo es a base de sistema Drywall o un panel de tecnopor revestido con malla,
por tanto no existirá inconveniente en la instalación de la red de agua en la ducha,
contemplando los recursos y procedimiento descrito a continuación:
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[46]
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se identifica la ubicación proyectada a nivel de piso de los puntos de agua de la
ducha, lavamanos y lavaplatos con el fin de realizar el tendido de la tubería de agua,
según se aprecia en la figura 26.
- Se realiza la prueba de presión respectiva y se procede con el aseguramiento de las
tuberías.
Figura 26: Recorrido de red de agua en el Domo
- 11 und. Codo de 1/2" PVC
- 3 und. Tee 1/2"
- 2 und. Tubería 1/2" PVC - SAP
- 1 und. Pegamento PVC - 1/32 gl.
Materiales
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[47]
Cuadro N°6:
Leyenda de accesorios en red de agua y desagüe
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[48]
PASO 8: COLOCACIÓN DE INSTALACIONES ELECTRICAS EMBEBIDAS EN PLATEA
Esta actividad comprende la instalación de tuberías embebidas para tomacorrientes que
atraviesan el piso del Domo , cuyo requerimiento se detalla a continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se identifican los puntos de tomacorriente en la pared del Domo .
- Se procede a realizar el tendido de las tuberías y curvas de 3/4".
Figura 27: Tendido eléctrico embebido de tomacorrientes
- 6 und. Curvas pvc 3/4"
- 4 und. Tubería pvc 3/4"
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[49]
PASO 9: COLOCACIÓN DE NIVELES DE VACIADO
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Culminado el tendido de tuberías embebidas se procede a colocar la malla de
temperatura con separadores o con algún medio de sujeción que mantenga un
distanciamiento de 3.0 cm. con respecto al nivel terminado, para lo cual podría
apoyarse sobre el acero de las viguetas V-01.
- Se colocan los puntos de nivel mediante la preparación de mortero que se apoye sobre
el tecnopor y atrape la malla de temperatura, cada torre de mortero tendrá una altura
de 7cm. y se recomienda efectuar los mismos con unas 2 horas de anticipación como
mínimo al vaciado, esto con el fin de que estén lo suficientemente rígidos, no se
recomienda el empleo de yeso para acelerar el fraguado del mortero debido a la
cercanía con el acero.
- En la cara de encofrado interna del perímetro, se colocan puntos de referencia
adicionales con clavos, para dicha nivelación puede emplearse la regla de aluminio
con el nivel de mano.
- La separación entre cada punto de nivel estará en función a la distancia de la regla
disponible, siendo una longitud recomendable de 2.5m.
Figura 28: Colocación de puntos de nivel con mortero y clavo
- 1 bls. Cemento tipo I
- 2 p3 Arena Gruesa
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[50]
PASO 10: VERTIDO DE CONCRETO EN PLATEA
El concreto previsto para la platea tendrá una resistencia f´c= 210kg/cm2., con un volumen de
2.7m3, por tanto se detalla de manera general lo requerido para su elaboración en vista de
que existe más de un método para poder obtener esta resistencia en función a los materiales
disponibles en cada región. El profesional a cargo deberá de plantear el mejor horario para el
inicio del vaciado y así evitar la formación de fisuras.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Antes iniciar la preparación y colocación del concreto, se debe de asegurar los
espaciadores y sujetadores que mantengan en su posición a la malla y tuberías
respectivas, dado que el peso del concreto desplaza al acero y pueden haber
problemas de corrosión futuro, sobretodo en el acero más cercano a la superficie,
asimismo las mechas del muro deben de estar amarradas por uno o 2 anillos de acero
de 6mm que las mantengan en su posición.
- Se debe de colar una tubería de pvc de 1/2” de diámetro que envuelva a la estaca
central, esto con el fin de que pueda ser removida posteriormente, esta estaca servirá
para poder referenciar el trazo posterior al vertido de concreto.
- Luego del aseguramiento se debe efectuar una limpieza por aspersión de aire con
ayuda de la compresora disponible.
- La preparación de concreto con una mezcladora tipo trompo se inicia con el lubricado
del tambor adicionando un poco de agua de la tanda respectiva.
- Luego se adiciona la arena gruesa junto con otra parte del agua de mezcla.
- Se detiene el trompo de la mezcladora y se adiciona el cemento.
- Luego de ello se añade la piedra chancada y se bate por un minuto.
- Para el caso de la preparación de concreto con mezcladoras tipo tolva, se adicionan
los agregados grueso y fino en la tolva junto con el cemento y se realiza el izaje de
todo el conjunto, para ello se recomienda que el agua también ingrese en una sola
operación mediante el empleo del dosificador de agua portátil que se adosa a la tolva,
este equipo acelera el proceso de producción de concreto y puede ser adquirido a
través de la página web de www.proyectarayc.com
- Una vez vertido el concreto se tiene que dar el acabado, para lo cual se recomienda
internamente realizar un acabado frotachado que pueda recibir mayólica
- 24 bls. Cemento tipo I
- 1.7 m3 Arena Gruesa
- 1.7 m3 Piedra Chancada
- 620 lt. Agua
Herramientas
- 1 und. Mezcladora de 6 pie3
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[51]
posteriormente y externamente (contorno de 20cm. fuera de las mechas del muro)
realizar un acabado pulido dando un remate al filo del borde.
- Durante el proceso de fraguado tienden a formarse algunas fisuras de contracción, por
tanto se recomienda contar con los recursos suficientes de personal.
- Se debe de iniciar el proceso de curado del concreto ni bien sea posible, empleando
para ello un riego de agua periódico en por lo menos 7 días.
Para el concreto de la platea también es factible emplear premezclado si se cuenta con el
servicio de atención en el volumen descrito, esto contribuye a adelantar los trabajos de
acabado superficial que por lo general se extienden cuando se elabora concreto in situ,
asimismo en zonas cercanas a la playa es factible usar otro tipo de cemento como el tipo II o
el tipo IP o 5, lo cual contribuye a la durabilidad de la estructura.
Se ha visto conveniente realizar en primera instancia todo lo concerniente a la platea de
cimentación con las instalaciones embebidas y dar el acabado, en la realización del piloto se
dividió la platea en dos partes ejecutando primero el cimiento corrido perimétrico y luego se
procedió a ejecutar la cúpula, notando un incremento de los materiales de encofrado y tiempo
del personal al tener que calzar apropiadamente el encofrado de la cúpula en un terreno
desnivelado, asimismo el único inconveniente que podría surgir al llenar toda la platea en una
sola operación serian que las mechas de acero para la cúpula se desplacen, por tanto se
incide en un buen aseguramiento de las mismas previo a la colocación del concreto.
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[52]
PASO 11: COLOCACIÓN DE ENCOFRADO CENTRAL
Esta actividad corresponde a la colocación de un castillo con cuatro puntales debidamente
arriostrados y en la parte superior un panel de encofrado circular que empalmará con el
encofrado en media luna de la cúpula como se describe a continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se coloca un clavo al eje de la circunferencia de encofrado de 90cm. de diámetro, con
el fin de colocar una plomada.
- Se dispone el aseguramiento de la circunferencia de encofrado con listones de 2” x 3”
según se aprecia en la figura 30., teniendo en cuenta que los mismos no deben
sobresalir de la proyección de la circunferencia de 90cm.
- Se arma la torre de encofrado central con los cuatro puntales metálicos dispuestos
como se aprecia en la figura 29, teniendo en cuenta que debe de arriostrarse en 2
puntos con listones de 2”x3” circundantes, dichos listones son asegurados con
alambre N°16.
- Una vez armada la torre se dispone a elevar el encofrado circular y asegurar el mismo
con los puntales, por intermedio de clavos o alambres.
- Estando la torre aun armada se procede a colocar una plomada por la parte interna y
se alinea con la estaca ubicada en la parte central inferior.
- Luego de estar alineada verticalmente se procede al alineamiento horizontal con ayuda
de un nivel de mano colocado en la parte superior y con el sistema de regulación que
dispone los puntales.
- Estando alineado y nivelado se procede a asegurar los arriostres que envuelven los
puntales.
- Sobre la circunferencia de encofrado se procede a efectuar otro trazo con un radio de
25cm. y se coloca un encofrado de borde con triplay de 4mm. sobre el trazo ejecutado
a fin de crear la abertura para la ventana de ventilación.
Se recomienda asegurar apropiadamente el encofrado de la ventana de ventilación, este
detalle es el que más notorio luego del desencofrado y llamará la atención si no es una
circunferencia perfecta.
- 4 und. Listón madera de 2"x3"x10'
- 5 kg. Alambre amarre N°16
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Figura 29: Sistema de encofrado de torre central
Figura 30: Vista superior de encofrado circular para disposición de maderas y
puntales
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PASO 12: COLOCACIÓN DE ENCOFRADO DE PUERTA, VENTANA Y CUPULA
EL sistema de encofrado ya fue descrito en la sección de equipos, lo que ahora toca describir
es el orden de instalación de los mismos, se resalta que el tiempo de ejecución del casco está
asociado a la cantidad de encofrado de cúpula, por lo que se recomienda construir 4 juegos
de encofrado de cúpula, con lo cual los 20 tramos se ejecutarían en solo 5 días en vez de los
10 días al contar con solo 2 juegos, incrementando de esta manera las Horas Hombre del
personal.
Se describe el procedimiento:
- Se inicia la colocación del encofrado de puerta a 2.6m. con respecto al centro.
- Se procede a instalar el encofrado de la cúpula empezando por las parejas 1-11 y 6-
16, según la figura 31.
- Se procede a instalar el encofrado de ventanas una vez ejecutado los costados 3-5,
16-18 y el primer tramo de 95cm debajo de la ventana.
Figura 31: Modulación de encofrado de cúpula y detalle de ubicación de instalaciones
embebidas de alumbrado
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Figura 32: Detalle de aseguramiento de encofrado de cúpula, con puntal removible y
liberación del taco de 5cm.inferior.
La forma del taco de 5cm. inferior es curva, se logra uniendo dos listones de 3” x 2” por el
menor lado, mientras que el mayor lado descansa apoyado en el suelo, este listón va siendo
removido de su ubicación para poder desplazar la forma del encofrado con ayuda del puntal
regulable que lo hace descender y ascender.
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PASO 13: COLOCACIÓN DE ACERO
Comprende la colocación del acero para las ventanas, puerta y cúpula como se describe a
continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Una vez colocado el encofrado de puerta se dispone a instalar el acero según lo
dispuesto en la figura 33, teniendo en consideración que será una malla ubicada a la
mitad del espesor del marco de la puerta, para ello los separadores tipo rueda
cumplirán su función.
- Culminada la instalación de la malla se coloca un recubrimiento con la malla
galvanizada de 1/2", esto con el fin de facilitar el trabajo de proyectado de concretero.
- En el marco de la puerta no se ha contemplado ningún interruptor para timbre, por
tanto el profesional a cargo vera la necesidad de instalar uno dejando la caja y tubería
respectiva.
- Luego de instalado el acero en el marco de la puerta se dispone a colocar el acero en
la cúpula, para ello se resalta que solo debe de haber una separación de 2cm. entre
el acero y la cara de contacto del encofrado, lo cual es posible pasando el acero por
una de las varias cavidades del separador tipo rueda y luego se asegura con alambre
de amarre, la otra opción es emplear separadores de 2cm. pero se tendría que
contemplar otro mecanismo para poder identificar el nivel de terminación, y para ello
los separadores tipo rueda de 4cm que tienen un diámetro de 8cm. cumplen una doble
función que ayudan a identificar el nivel de terminación.
- En el acero vertical habrá un desperdicio mínimo, en vista que las barras están
cortadas a 4.5m. pudiendo incluso no cortar los 10cm sobrantes y crear un sardinel de
borde en la ventana de ventilación, lo cual podría funcionar favorablemente en zonas
de lluvia.
- El acero de la cúpula consta de acero de 8mm de diámetro en el sentido vertical
distribuidos cada 25cm. según los arranques dejados al inicio, y en el sentido horizontal
se ha dispuesto acero de 6mm de diámetro distanciados cada 30cm, tal como se
aprecia en la figura 35.
- Se recomienda iniciar la instalación del acero de la cúpula por el lado contiguo al marco
de la puerta que ya cuenta con acero, esto con el fin de que pueda armarse el tramado
apropiado.
- 200 und. Separadores 8cm tipo rueda
- 42 und. Acero 8mm x 9m.
- 22 und. Acero 6mm x 9m
- 15 kg. Alambre N°16
- 70 m. Malla galvanizada de 1/2"
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- La colocación de acero en el tramo de cúpula comprendido entre la cresta de la puerta
o ventana y la venta de ventilación se realiza con ayuda del encofrado de cúpula
ubicado en esta posición para poder lograr y mantener la curvatura requerida.
- La instalación del acero de la ventana deberá efectuarse al último, cuando toda la
cúpula ya tenga forma, dado que la ventana se apoya lateralmente a las paredes y
podría ser algo riesgoso ejecutarla al inicio sin tener el sustento de apoyo de las
paredes laterales, asimismo se resalta el dejar las mechas respectivas de acero para
su posterior habilitación, asimismo el colocar el refuerzo de esquinas en diagonal.
Figura 33: Detalle de ubicación de acero en marco de puerta
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Figura 34: Detalle de ubicación de acero en marco de ventana
Figura 35: Detalle de ubicación de acero en cúpula
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PASO 14: INSTALACIONES ELECTRICAS EMBEBIDAS
Las instalaciones eléctricas que se hacen mención corresponden al tendido de luminarias con
tubería de 3/4” que quedaran embebidas en la cúpula y se instalan posteriormente a la
instalación de acero, según la figura 36, y que servirán para la etapa funcional del Domo.
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se instalan las tuberías conforme se describe en la figura 36, teniendo en
consideración la secuencia de avance del encofrado y el respectivo vaciado de
concreto.
- La iluminación superior constara de 4 artefactos dicroicos de 22W c/u. con luz blanca.
- La ubicación de las cajas de iluminación en la parte superior deberán ser lo más
centrada posible.
- Se ha contemplado en la parte externa un farol que es activado desde el interruptor de
la parte interna que también controla la iluminación principal.
- La acometida principal constara de una tubería que llega directamente al tablero
principal, dicho pase puede realizarse posteriormente.
- El tendido eléctrico para el muro horizontal interno se realizará en una segunda etapa,
no complicando la ejecución de la cúpula.
- 6 und. Caja octogonal metálica para alumbrado
- 2 und. Caja rectangular para interruptor
- 15 und. Curvas pvc 3/4"
- 7 und. Tuberías pvc 3/4"
- 1 und. Caja para tablero principal para 5 llaves
- 1 und. Caja de pase con tapa
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Figura 36: Detalle de instalaciones eléctricas embebidas
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PASO 15: PREPARACION Y PROYECTADO DE CONCRETO LIGERO
El volumen de concreto previsto para la cúpula del Ecodomo -5000 será de 4.1m3 de concreto
inyectado con poliestireno expandido, este concreto tiene propiedades térmicas y acústicas,
asimismo existen algunas referencias bibliográficas en la web que le atribuyen propiedades
dieléctricas y repelencia al agua, por ello se sugiere seguir al detalle el siguiente
procedimiento:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Como primera medida se tendrá que realizar una conversión del volumen del diseño
de mezcla en función a la capacidad de la mezcladora o al equivalente de una bolsa
de cemento, en este caso se solicitó una mezcladora de 6p3. de capacidad, por tanto
se puede emplear una bolsa entera por tanda de preparación según se detalla en el
cuadro N°7.
Cuadro N°7: Conversión del diseño de mezcla por tanda
- Se procede al pesar las perlas de poliestireno en la balanza de precisión de 1 gramo,
teniendo cuidado de no dejar la abertura de la bolsa abierta, dado que las perlas son
- 17.1 kg. Perlas de Poliestireno
- 1783.5 kg. Cemento tipo I
- 2829.0 kg. Arena Gruesa
- 984.0 l. Agua
- 8.8 kg. Aditivo súper plastificante ( d=1.1kg/l.)
- 20 und. Bolsas plásticas de 30 litros.
- 1 und. Compresora de aire , capacidad 25litros.
Materiales
Herramientas
Descripción
Perlas de Poliestireno (D10) 4.18 kg.
Cemento tipo I 435 kg.
Arena Gruesa 690 kg.
Agua 240 l.
Aditivo súper plastificante 2.14 kg.
Cantidad Multiplicar por 0.0977 (= 42.5/435 )
0.41 kg
42.5 kg.
67.4 kg
23.45 l.
0.21 kg.
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difíciles de recoger, las perlas se almacenan pesadas en las bolsas plásticas de 30
litros y se colocan junto a la zona de batido.
- Se procede a zarandear la arena gruesa, teniendo en cuenta el empleo de una malla
mayor o igual a 1/4” de pulgada, esto en vista que se realizará el proyectado de la
mezcla a través de la abertura de la lanzadora de mortero descrita anteriormente en
la figura 14, luego de ello se procede a pesar la arena gruesa empleando la balanza
de 100kg y se coloca en baldes o bolsas junto a la mezcladora.
- Se procede a dosificar en peso el aditivo súper plastificante y se mantiene en un
recipiente de recojo.
- Se procede a dosificar el agua en un balde graduado o marcado y se mantiene junto
a la mezcladora.
- Antes de iniciar el proceso de batido se debe de lubricar el interior del equipo, por tanto
se recomienda adicionar un poco de agua no graduada y encender el equipo un par
de vueltas, que por lo general quedan restos de mortero al interior y absorben agua,
por tanto el agua adicionada debe ser eliminada luego de la lubricación.
- Luego de ello se adiciona un 80% del agua dosificada junto con la totalidad de la arena
gruesa y se enciende el equipo, estando en movimiento se debe de ir colocando
gradualmente el cemento, manteniendo la distancia de seguridad apropiada, con esta
maniobra se asegura que el cemento no forme grumos al interior de la mezcladora.
- Se adiciona el súper plastificante en pleno proceso de batido, notándose un cambio
rápido de la consistencia de la mezcla, luego se bate hasta que este uniforme y se
detiene el batido.
- Con la maquina detenida se adiciona la perla de poliestireno y se vuelve a encender
el equipo hasta que este uniforme, el 20% de agua faltante se adicionará en caso no
se observe una consistencia adecuada, se toma esta previsión en vista que no se ha
ejecutado una corrección de la arena por humedad, asimismo el exceso de agua
origina que la perla flote y se tenga que descartar la mezcla.
- Una vez determinada la cantidad de agua exacta, se debe ajusta la cantidad para los
batidos posteriores, teniendo en consideración que la consistencia requerida es tipo
tarrajeo.
- Una vez obtenida la mezcla se procede al proyectado, empezando desde la
cimentación hacia la parte superior, una vez alcanzado cierto espesor de proyectado
se debe de emplear un badilejo para empujar y acomodar la mezcla, de no efectuar la
presión debida se formaran vacíos que pueden transmitir fisuras posteriormente, por
tanto esta actividad es crucial.
- Se emplean los separadores tipo rueda como referencia de nivel para el acabado final,
los cuales tienen 8cm. de diámetro.
- Se recomienda dar un acabado homogéneo adicionando un mortero fino con arena
gruesa zarandada sobre el concreto fresco ya nivelado, esto contribuye a reducir los
trabajos de solaqueo posterior, en vista que el volumen colocado es reducido y se
dispondrá de tiempo de personal.
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[63]
PASO 16: FABRICACIÓN DEL CINTURON
El cinturón es un elemento que no cumple una función estructural, su implementación es
funcional en zonas con precipitaciones, por tanto su construcción está sujeta a evaluación,
incluso variando su espesor para poder generar un canal superior con mayor amplitud como
se detalla a continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Preparar 7.4 metros lineales de malla galvanizada de 1/2" por 0.85metros de altura y
realizar un corte en diagonal generando un trapecio de lados 0.55m. y 0.3m. según se
aprecia en la figura 37.
- Iniciar la colocación de la malla con los 0.55m. de altura a partir de la puerta y envolver
el Domo generando una pendiente hacia la parte posterior.
- El espesor del cinturón será de 4cm., por tanto se procede a inyectar mechas de acero
corrugado vertical de 6mm. de diámetro al eje, distanciadas cada 25cm. y siguiendo la
pendiente generada por la malla.
- El volumen de mortero previsto es de 0.3m3, por tanto se procede a preparar la mezcla
empleando solo arena gruesa zarandeada mezclada con cemento y proyectarla hacia
la malla colocada.
- El cinturón debe de tener una canaleta en la parte superior, la cual se logra mediante
el empleo de una tubería pvc de 1” de diámetro previamente calentada con la pistola
de calor para adoptar la curvatura.
- El acabado externo del cinturón es tipo tarrajeo, que luego se lija y se aplica en forma
uniforme el impermeabilizante.
- 3 bls. Cemento tipo I
- 0.4 m3 Arena Gruesa
- 70 lt. Agua
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Figura 37: Detalle de corte de malla de 3/8”
PASO 17: SOLAQUEO
La superficie obtenida con el concreto proyectado no es uniforme además son visibles las
juntas de construcción, por tanto se debe de dar uniformidad a la superficie siguiendo el
procedimiento descrito a continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se debe de realizar un alisado de la superficie retirando y borrando las protuberancias
de concreto, sobre todo en las juntas de construcción, esto se logra mediante el
empleo de una amoladora con disco de desbaste diamantado.
- Una vez eliminadas las protuberancias y alisada la superficie se notarán puntos
blancos provenientes de las perlas de poliestireno expuestas, por tanto se debe de
retirar las mismas empleando una pistola de calor.
- Acto seguido se debe de preparar la arena para el solaqueo, por lo que se recomienda
cernir la arena gruesa hasta obtener una arena que asemeje la fina, luego de ello se
debe de lavar la misma en la carretilla y dejar secar, con esto eliminamos la presencia
de sales que pueden cristalizar alterando el recubrimiento, otra alternativa es realizar
un ensayo de sales empleando el equipo detector de sales para agregados que se ha
desarrollado para este fin y puede ser adquirido vía web en www.proyectarayc.com
- Una vez preparada la arena se procede a realizar el mortero para solaqueo colocando
un recubrimiento mínimo que puede oscilar en menos de 3mm. de espesor, con lo cual
se rellenan los vacíos generado al calentar la perla de poliestireno.
- Se repite el procedimiento para la parte interna, pudiendo emplear arena fina en
reemplazo de la arena gruesa, dado que en la parte interna se ha tenido una cara de
contacto por el encofrado y el acabado es más uniforme a excepción de las juntas.
- 0.2 m3 Arena gruesa cernida y lavada
- 3 bls. Cemento tipo I
Herramientas
- 1 und. Amoladora 4"
- 1 und. Pistola de calor
- 1 und. Escalera tipo tijera de 2.5m.
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[65]
PASO 18: IMPERMEABILIZADO DE CUPULA
El paso final que brindará una protección contra lluvia y el polvo está referido al
impermeabilizado de la cúpula, para lo cual se ha visto conveniente emplear un
“impermeabilizante blanco techo” para cubrir los 52m2 de superficie externa que tiene el
Ecodomo-5000, como se detalla a continuación:
Se plantean los siguientes recursos:
Se describe el procedimiento:
- Se debe de realizar el procedimiento de lijado de la superficie de la cúpula con todas
las medidas de seguridad posible en vista que existen partículas finas de arena gruesa
que están sueltas y es factible resbalarse.
- Luego del lijado se realiza un barrido o se aplica una limpieza por aspersión de aire
empleando la compresora.
- Se aplica el impermeabilizante blanco techo según las especificaciones técnicas del
fabricante, asegurando unas 2 capas de aplicación.
La experiencia obtenida con el empleo de un impermeabilizante blanco techo ha sido
favorable en cuanto a temas de retención y derivación del agua de lluvia, también se aprecia
que este producto tiene una consistencia casi plástica al no humedecer, incluso en épocas de
frio con presencia de humedad, ha sido posible observar escorrentías de agua por la
acumulación de impactos de pequeñas partículas de agua, lo cual podría aprovecharse con
otros fines como riego para jardines.
El color blanco contribuye a reducir el paso del calor, siendo posible agregar una pintura de
color distinta sobre esta capa, según refieren algunos proveedores, siempre y cuando esta
nueva pintura no contenga solventes que alteren el impermeabilizante.
Existen otras alternativas de impermeabilizado que podrían darse con el empleo de retazos
de cerámico no mayores a secciones de 5 cm. x 5 cm. y realizar un enchape sobre toda la
cúpula, esto garantizaría el impermeabilizado, suprime el solaqueo y contribuye a la limpieza,
en vista que el color blanco tiende a oscurecer si no se da una limpieza periódica.
- 5 gl. Impermeabilizante blanco Techo
- 5 und. Lijas gruesas para fierro
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[66]
PASO 19: MURO DIVISORIO INTERNO
Para el muro divisorio interno se pueden emplear una división de drywall con las medidas
descritas en la figura 38, o incluso se pueden crear un empanelado con planchas de tecnopor
de 2” revestido con malla galvanizada a ambos lados, con el fin de poder proyectar concreto
y tener una superficie de tacto de concreto de bajo peso, por ello se deja a evaluación del
profesional a cargo la mejor decisión para este muro divisorio.
Figura 38: Medidas de muro divisorio
En este muro divisorio interno se deberá de efectuar las instalaciones de alumbrado y
baterías de agua y desagüe descritas con anterioridad, en caso el destino del Domo
sea para un Bungalow.
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7. CRONOGRAMA TENTATIVO DE EJECUCIÓN
Contemplando un 100% de eficiencia, el Domo podría culminarse en 15 días útiles con la
cuadrilla descrita, se aprecia además que la cantidad de encofrado curvo de cúpula es lo
determinante para acortar los tiempos.
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DOMO TÉRMICO – MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
Ing. Diego Gonzales Sánchez
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8. RECOMENDACIONES GENERALES
• No se recomienda modificar el diámetro del Ecodomo-5000 sin el análisis respectivo de
un ingeniero estructural, las condiciones de espesor y acero pueden estar sujetas a
modificaciones, lo detallado en la presente edición corresponde a una investigación ya
desarrollada con un prototipo desarrollado a escala real que puede ser visitado en el
distrito de Pachamac, que presenta un desempeño favorable en aislamiento térmico,
acústico y ahorro energético.
• El solaqueo realizado con arena gruesa zarandeada brindo una superficie muy áspera
que tuvo incidencia en la cantidad de impermeabilizante blanco techo, asimismo se
generaron unos pequeños vacíos en donde se acumuló polvo tornándose con una
coloración verdosa debido a la humedad, mas no se presentaron filtraciones o daño a
la capa de impermeabilizante, una vez culminada la estación húmeda los puntos verdes
se tornaron oscuro pudiendo ser removidos.
• El encofrado curvo interno transmite la huella desmoldada hacia las paredes internas,
por tanto se recomienda invertir los recursos necesarios para poder obtener una
superficie lo más lisa y anti-adherente posible, lo cual se puede lograr con un
recubrimiento de barniz o una cubierta plástica a la superficie.
• El proyectado de concreto debe de efectuarse contra una cara de contacto, se estuvo
realizando de manera suspendida contra una malla metálica de 5mm x 5mm de
abertura, observando que se generan vacíos al no poder aplicar presión con el badilejo
a fin de reducir los vacíos.
• Se debe de retirar el polvo periódicamente del Domo, con la presencia de lluvias se
forman líneas oscuras que generan manchas que no han sido posible retirarlas con
lavavajillas y esponja, el proveedor refiere que se logra aplicando una planchadora de
calor pero sugiero realizar una limpieza programada para el retiro del polvo cuando se
acumule.
• La experiencia obtenida en la realización del prototipo denotan que las juntas de
construcción tienden a ser herméticas, no siendo necesario un tratamiento o sellado de
juntas con algún sello flexible, al parecer las perlas de poliestireno actúan como una
fibra se sellan la juntas, lo mismo que las propiedades atribuidas por el súper
plastificante.
• continua realizando investigaciones que permitan ampliar el área habitable de los
Domos, para ello se vienen realizando estudios con diámetros mayores que generan
DOMO TÉRMICO – MANUAL DE CONSTRUCCIÓN
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una altura mayor, con lo cual se podría incluir un plataformado interno y generar un
segundo nivel al reciento..
• Se pueden hacer consultas técnicas de la presente edición contactándose con los
correos que aparecen en la página web de www.proyectarayc.com, programando incluso
una visita al Ecodomo - 5000 ya ejecutado que se encuentra en exhibición en el distrito
de Pachacamac – Lima, donde se vienen realizando talleres para la construcción y
elaboración del concreto inyectado con poliestireno.
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9. ANEXOS
9.1 PANEL FOTOGRÁFICO
Foto 1: Cimentación de Domo
Foto 2: Encofrado de Domo
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Foto 3: Concreto proyectado y tarrajeo de domo
Foto 4: Vista exterior de domo
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Foto 5: Vista interior de domo
Foto 6: Visita a Domo Pachacamac
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Foto 7: Ing. Diego Gonzales, promocionando sus inventos en la Expo patenta, feria
de inventos – Indecopi 2017
Foto 7: Ing. Jean Sumari (Ingecap), Ing. Carlos Suarez (Proyectar) y Arq. Amanda
Rojas (Proyectar) promocionando promocionando el libro Domo Térmico en la feria
internacional del libro – Qhatuni 2018.
DISTRIBUCIÓNDOMO MVI-5000ÁREA ÚTIL = 19m2.
www.ingecap.netwww.proyectarayc.com
AUSPICIADO POR:
El presente manual detalla los parámetros de diseño, materiales, procedimiento constructivo y dimensiones de la estructura tipo Domo desarrollada por el ing. Diego Gonzales, la cual fue elaborada con concreto celular, inyectado con poliestireno expandido y reforzada con acero, el resultado obtenido es una estructura no inflamable, térmica, acústica, antisísmica, que puede soportar carga, es imponente, llamativa y que puede ser construida en corto tiempo y con un presupuesto reducido. Existen muchas aplicaciones para esta estructura, tales como depósitos, bungalows o incluso viviendas como lo observado en Indonesia, que luego del terremoto del 2006 construyeron 80 Domos para los damnificados, convirtiendo al lugar en corto tiempo.