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Consideraciones especiales a tener en cuenta en el diseño de pisos industriales en la industria moderna

oct. 9 de 2020
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Resumen:

Desde hace algunos años en el Mundo y en Colombia se ha venido desarrollando un mercado logístico diverso, que va en crecimiento permanente e involucra el desarrollo de obras civiles bastante grandes como puertos, vías, infraestructura vial, patios de maniobras y centros logísticos.

Es precisamente este último donde a pesar de ser una parte del engranaje o cadena logística, las condiciones son diferentes a las de los demás, por su gran volumen de almacenamiento y sus características especiales. En este orden de ideas, las bodegas, centros logísticos y parques industriales presentan dos puntos críticos que a su vez garantizan la durabilidad, buen funcionamiento y operación: la cubierta y el piso industrial. Respecto a los pisos industriales, con el pasar de los años se ha avanzado en la técnica para trabajar sobre ellos, así como en sus diferentes especificaciones. Existen diversos métodos de diseño, procesos constructivos y tecnologías que día a día serán mejores y apuntarán a una óptima superficie sobre la que se debe trabajar.

Los pisos industriales son un punto crítico en las grandes superficies, pues en ellos se lleva a cabo el 90% de la operación logística: recepción, almacenamiento, clasificación, procesos de calidad y despacho de las mercancías.

Cedi Jeronimo Martins en Galapa, Atlántico, Colombia.

La construcción de complejos industriales debe ser analizada y planificada de acuerdo con la mejora de los recursos propios, el menor impacto ambiental y el mejoramiento del desempeño existente en cada una de las regiones y lugares donde se plantee adoptar la nueva construcción. Los escenarios topográficos y climáticos en zonas interiores y exteriores plantean y exigen modelos de diseño e ingeniería acordes con las necesidades finales del proyecto.

El mercado industrial ha venido evolucionando hacia nuevos espacios, mejores características, prácticas de almacenamiento y producción, optimizando los procesos logísticos. Dichas prácticas conllevan a implementar diseños acordes con las necesidades y requerimientos, dando como resultado una excelente rentabilidad en el diseño, construcción y uso.

Los datos básicos para calcular y diseñar un piso industrial mediante modelo matemático deben ser suministrados por el cliente o constructor antes de la realización de cualquier actividad de construcción del mismo, y se resumen en:

  • Planos en DWG donde se muestre claramente el área a construir en planta, y cortes adicionales de toda estructura que se encuentre dentro del piso a vaciar.
  • Estudio de suelos donde se evidencie la capacidad portante del mismo y las recomendaciones de mejora realizadas por el ingeniero de suelos.
  • Cargas CUD o por m2 y cargas puntuales en ton/m.
  • Layout definido de racks con altura de almacenamiento y distribución del mismo.
  • Dimensiones de la bandeja de apoyo de los racks.
  • Tipo de anclaje recomendado por el proveedor de los racks.
  • Tipo de vehículos a transitar por el piso (montacargas, estibadores, apiladores).
  • Tipo de rueda y dimensiones, con presión de inflado.

Para asegurar el buen funcionamiento de cualquier piso industrial se deben tener presentes varios factores que influyen directamente en el cálculo y modelo matemático, y posteriormente en el proceso constructivo. El éxito del diseño y la construcción se pueden definir en cómo lograr una superficie resistente, plana y durable.

 

Cedi Jeronimo Martins en Cereté, Cordoba, Colombia. Acabado liso, plano y curado de superficie de almacenamiento a gran altura.

 

Actualmente encontramos diversa normatividad que refiere métodos de cálculo, teniendo como base la teoría de Westergaard, y alternativas de asociaciones mundiales que estudian este campo de la ingeniería de pavimentos: PCA, WRI, PTI, COE, ACI, entre otras. Sin embargo, las prácticas de diseño más recientes datan quizá de al menos 10 años atrás y la industria logística ha crecido inmensamente en la última década. Por tanto, en algunas ocasiones hay parámetros que en estas normativas no se encuentran a la vanguardia de las solicitudes del mercado logístico. Esto conlleva a que se identifiquen algunas necesidades claramente marcadas por la industria, que se deben abordar y tener en cuenta dentro del diseño.

A continuación se enuncian y se resalta su importancia:

  1. Almacenamiento a gran altura

Si bien es cierto que los centros de distribución operan a alturas considerables, el mercado es cada vez más exigente. Se pasó de usar espacios entre 6 a 9 m de altura, a espacios entre 12 a 16 m. Incluso existen algunas bodegas en el país almacenando a 24 m y 28 m de altura, lo cual requiere un equipo especializado en llegar hasta allí y una superficie perfectamente nivelada y plana. Si bien estos requerimientos se mencionan en algunos de los manuales de diseño y normativa vigente, no se hacen las respectivas recomendaciones para su correcto diseño:

  • Ancho de la tira de vaciado: al tener tal altura, los anchos de las tiras deben ser el mínimo posible y no ceñirse a un factor determinado por la normativa. Entre más angosto sea el espacio de trabajo, mejor será el acabado, nivelación, planitud y rectificación del mismo.
  • Acabado superficial: se debe pensar en acabados lisos y planos que permitan la circulación homogénea en el recorrido. Por lo general son pasillos angostos.
  • Distribución de juntas: deben tener un diseño geométrico especial ya que generalmente no obedecen a la estructura de la bodega sino a la distribución de la estantería.
  • Automatización de equipos: en este proceso participan tanto rieles de guía como sistemas filoguiados que obligan a la circulación de tráfico definido y se instalan sensores que regulan su espaciamiento con respecto a entradas y salidas de pasillos. Estos elementos deben ser construidos sobre el piso industrial y hacer parte integral del mismo.
  1. Temperaturas de uso

Desde el comienzo de la construcción de superficies industriales se han previsto, desarrollado y construido sistemas de almacenamiento en frío. Sin embargo, no existe un método de diseño que incluya la temperatura de uso como parámetro principal en el diseño sino simplemente unas notas de recomendación. Esto funcionaba bien hasta hace algunos años, pues los tamaños de la cava más grande construida oscilaban entre 200 y 300 m2. Debido al desarrollo de los equipos de refrigeración, a la demanda de estos productos y a la creciente necesidad de almacenar en frío, se están construyendo cavas de más de 1.000 m2 de superficie. En estos casos las principales recomendaciones son:

  • K de soporte de la estructura del panel de aislamiento y de la placa de concreto, pues por lo general estos tienden a ser menores que los de material granular o de reemplazo y pueden afectar directamente los espesores de las placas y su tipo de refuerzo.
  • Acabado superficial que permita a la operación desarrollar sus actividades eficientemente y de manera segura, para que no exista congelación de la superficie ni se desarrolle una operación insegura.
  • Minimizar la cantidad de juntas de construcción en estas áreas es muy importante para la vida útil del piso, pues los cambios de temperatura son agresivos entre el sustrato, la placa y la temperatura de uso. Generalmente este tipo de juntas son las que evidencian problemas de contracción y expansión, por lo tanto se recomienda vaciar áreas más grandes con menor cantidad de juntas, recurrir a sistemas gran formato o emplear sistemas postensados, que eliminan este tipo de juntas.

 

Cedi Ferbienes. Bodega autoportante automatizada con filo-guiado. Piso postensado de almacenamiento a 18 m de altura. Sabaneta, Antioquia, Colombia.

 

  1. Sistemas y equipos de almacenamiento

Existen diferentes equipos de almacenamiento, cada vez más tecnificados, con mayor capacidad y mejorados para la operación. Sin embargo, existen algunos sistemas de almacenamiento automatizados que no están contemplados en la normativa de diseño establecida y si bien tienen características similares a los existentes, tiene condiciones como ruedas especiales, solicitaciones mayores y altas planicidades con menor cantidad de juntas, puesto que su operación es continua y autónoma.

La principal característica de diseño a tener en cuenta en este tipo de sistemas automatizados es la planitud y horizontalidad de la superficie, pues los equipos que trabajan sobre ellas son calibrados automáticamente y cualquier desnivel no permitirá una operación exitosa, restringiendo el movimiento e incluso bloqueando el equipo. Por esto, se debe vaciar el piso en tiras muy angostas y la ubicación de los rieles y equipos de control en el piso debe ser perfectamente fijada e instalada. El piso no podrá ser vaciado por factores de forma teniendo en cuenta la modulación estructural, sino mitigando lo más que se pueda la posible fisuracion. Si bien estas áreas no son tan grandes como los centros logísticos, son técnicamente más complejas y deben tener consideraciones especiales en su refuerzo en las zonas de rieles y anclajes de estructura.

 

Pisos de gran formato en Jeronimo Martins en Cerete, Córdoba, Colombia.

Conclusión

Las consideraciones especiales de diseño que tiene la industria actualmente, nos lleva a pensar que los pisos industriales -a pesar de ser diversos y de muchos tipos- están apuntando a especificaciones muy altas, menores costos de mantenimiento y mejor desempeño. En cuanto a su operación, estas características se cumplen en la mayoría de las superficies y están realmente controladas en los pisos de gran formato y las superficies postensadas pues, por su forma, diseño y construcción, mitigan, controlan y eliminan gran parte de los problemas de fisuracion inducida.

La industria de los pisos industriales y el mercado logístico están apuntando a un desarrollo de metodologías de diseño y construcción -cuya inversión inicial puede ser ligeramente más alta-, que no tenga problemas de operación y minimice los costos de mantenimiento, evitando así el mantenimiento, que no solo involucra su costo directo sino también el costo debido a las paradas de operación, stand by de equipos y personal, que pueden representar cifras importantes a la hora de evaluar el desempeño de los centros logísticos.

Sugerimos que, independientemente del método de diseño, se consideren las condiciones especiales y se oriente el procedimiento constructivo a pisos gran formato y pisos postensados, que son los que mejor se acoplan a las necesidades actuales de la industria.

 

Piso postensado MCT en Funza, Cundinamarca, Colombia.

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