Estudio comparativo de costos entre perfilería tipo I (properca) vs perfilería tipo tubular (unicón)

ESTUDIO COMPARATIVO DE COSTOS ENTRE PERFILERÍA TIPO I (PROPERCA) VS PERFILERÍA TIPO TUBULAR (UNICON) EN EL DISEÑO DE UNA EDIFICACIÓN

Leonardo Henríquez, Carlos Espinoza, Roberto Ramírez

Especialización de Obras Civiles. Mención Edificaciones. Decanato de Postgrado e Investigación. Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, estado Zulia, Venezuela.  

*Leonardo.27683233@uru.edu;  *c.l.espinoza.suarez@gmail.com; *ramirezysandoval@gmail.com

Resumen

Se realizó un estudio comparativo de costos entre dos tipos de perfilerías: perfiles tipo I (PROPERCA) y perfiles tubulares (UNICON), debido a la falta actual de investigaciones que informen cuál de los dos tipos de perfiles es más económico con respecto a su peso. Usualmente, el cliente utiliza un tipo de perfil para el diseño, desconociendo si al utilizar otro, logra disminuir los costos. Los perfiles tipo I, tienen un  , mientras que los perfiles tubulares poseen un  . El estudio se llevó a cabo por medio del programa STAADPRO, diseñando un galpón utilizando los dos tipos de perfiles, según el peso de cada diseño y el costo en el mercado de los perfiles utilizados, se realizó la comparación.[pic 1][pic 2]

Palabras claves: perfiles tipo I, perfiles tubulares, costos, diseño.

COMPARATIVE COST STUDY BETWEEN TYPE I PROFILING (PROPERCA) VS. TUBULAR PROFILING (UNICON) IN THE DESIGN OF A BUILDING

Abstract

A comparative cost study was carried out between two types of profiles: type I profiles (PROPERCA) and tubular profiles (UNICON), due to the current lack of research on which of the two types of profiles is more economical in terms of weight. Usually, the client uses one type of profile for the design, not knowing if by using another one, he is able to reduce costs. Type I profiles have an , while tubular profiles have an . The study was carried out by means of the STAADPRO program, designing a shed using the two types of profiles, according to the weight of each design and the cost in the market of the profiles used, the comparison was made.[pic 3][pic 4]

Keywords: type I profiles, tubular profiles, costs, design.

Introducción

La presente investigación hace referencia al análisis de costos entre la perfilería tipo I y la perfilería tipo tubular, esto es, con la finalidad de concluir cuál de los dos tipos de perfilería resulta ser más económica a la hora de diseñar cualquier tipo de estructura de acero. De esta manera se contemplarán las dos opciones a la hora de diseñar una estructura, principalmente considerando su costo. El interés por proponer una perfilería más económica dio pie a la realización de esta investigación.

Las vigas, también conocidas como tubos estructurales, se fabrican siguiendo un proceso de laminación en caliente del acero (Grupo Hierros Alfonso, 2014). El tipo del perfil que tendrá la viga de acero, así como sus cualidades, son determinantes a la hora de elegirlos para su aplicación y uso en la ingeniería y la arquitectura. Entre sus propiedades clave destacan su forma o perfil, su peso, sus particularidades, la composición química del material con que está hecho y su longitud.

PROPERCA emplea un proceso de fabricación de electrosoldado por alta frecuencia para la producción de diversos perfiles que le permite su línea de soldadura, obteniendo perfiles de diferentes longitudes y secciones a partir de acero estructural en bandas laminadas en caliente (Properca, 2005).

En el mismo orden de ideas, el acero tiene alta capacidad de resistencia, esto permite que sea usado en estructuras grandes, para proyectos de construcción de plantas, por ejemplo, logrando una edificación más ligera y esbelta (VH, 2021), en comparación a lo que resulta cuando se utilizan otros materiales, adicionalmente, los componentes requeridos para desarrollar el proyecto tendrían un costo menor.

Los perfiles estructurales UNICON, son perfiles tubulares con costura longitudinal, fabricados siguiendo principalmente las especificaciones de la ASTM A500 en grado C, no obstante, no se descarta la fabricación en otros grados. Estos perfiles son igualmente producto de la conformación en frío de acero en bobinas.

Teniendo conocimiento de los tipos de perfilería, se diseña un galpón con el perfil tipo I (PROPERCA) y luego con el perfil tipo tubular (UNICON), para desarrollar un análisis y comparación entre los tipos de perfilería y seleccionar la solución más económica.

Materiales y Métodos

Tipo de investigación

La investigación es de tipo comparativa, ya que el objetivo general es realizar un estudio comparativo de costos entre dos tipos de perfilerías, como lo son los perfiles tipo I (PROPERCA) y los perfiles tubulares (UNICON). Hurtado (2010) comenta que, la investigación comparativa tiene como objetivo lograr la identificación de diferencias o semejanzas con respecto a la aparición de un evento en dos o más contextos, grupos o situaciones diferentes. Así mismo, SierraBravo (1994) establece que, la comparación es la actividad de la razón que pone en correspondencia unas realidades con otras para ver sus semejanzas y diferencias. En base a estas definiciones se estableció el tipo de esta investigación.

Se considera que la investigación es descriptiva, ya que trabaja sobre realidades de hecho y sus características fundamentales están orientadas a presentar una interpretación correcta de un hecho que amerita del debido abordaje para corresponder las necesidades presentadas. Las características de la investigación descriptiva son (Muguira, 2023):

• Es un método de investigación observacional.
• Su uso es, mayormente, de metodologías de investigación cuantitativas.
• Tiene como objetivo recopilar gran cantidad de información.

Considerando la modalidad de campo (Jiménez & Suárez, 2014), definen este tipo de estudio como aquellos que se orientan a recolectar información relacionada con el estado real de objetos, sujetos, situaciones o fenómenos, tal como se presentan en la realidad y en el momento justo de la recopilación de información, lo que permite captar características reales dentro de la situación problemática que se plantea.

Por otra parte, según Arias (2006), (citado en Jiménez & Suárez, 2014), la investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos o hechos investigados, donde no se manipulan ningunas de las variables. Por otro lado, la observación directa es una técnica para la recolección de información que consiste en la captación visual de los sujetos o fenómenos en estudio, es una técnica que no requiere de instrumentación especial y se caracteriza por no ser intrusiva.

Como herramienta de diseño, se utilizará el software Staad Pro, el cual es un programa muy útil para el cálculo de estructuras por elementos finitos, ya que ofrece, de manera muy intuitiva, diversas alternativas de diseño que permiten dimensionar estructuras en distintos materiales. Además, en el análisis estructural permite contemplar pandeo, tensiones, movimientos, esfuerzos, análisis sísmico, entre otros (UDEMY, 2023).

Adicionalmente, se utilizará como fuente para la investigación, un catálogo de Industrias Unicon C.A., el cual ofrece información general de sus productos, específicamente de tubos y perfiles para uso estructural. La información más relevante para esta investigación son las ventajas, desventajas y parámetros mecánicos y químicos de estos perfiles, los cuales se describen en los siguientes párrafos.

Ventajas del perfil tipo I (PROPERCA)

• Los perfiles metálicos fabricados en acero estructural, ofrecen gran resistencia para soportar grandes esfuerzos, además de proporcionar gran estabilidad a estructuras con tendencia a sufrir esfuerzos por sobrecarga o estructuras que están expuestas a condiciones climáticas extremas.
• La relación entre el peso y la resistencia de estos perfiles, permite de manera más fácil la construcción de estructuras de gran altura, como puentes o grandes galpones industriales.
• Bajo costo de construcción gracias a su tiempo de edificación rápido y la durabilidad a largo plazo.
• Presentan alta resistencia a la rotura y al doblado, pudiendo sufrir deformaciones sin llegar a la rotura, debido a su ductilidad.
• Permiten las uniones mediante soldadura, lo que representa una gran ventaja.

Desventajas del perfil tipo I (PROPERCA)

• La mayoría de los aceros, cuando están expuestos al aire y al agua, son susceptibles a la corrosión, lo que implica un mayor gasto en mantenimiento.
• Su resistencia al fuego se reduce considerablemente en altas temperaturas, como las alcanzadas en los incendios.
• Su resistencia se puede reducir si son sometidos a grandes esfuerzos o a cambios en la intensidad del esfuerzo de tensión (Properca, 1997).

Ventajas de perfiles tubulares (UNICON)

• Son fabricados con acero que proporciona una excelente relación peso de la estructura por área de edificación (Kg/m²), la cual es menor a la de otros perfiles.
• Su superficie lisa y esquinas redondeadas, permite la fácil aplicación de pinturas o fondos, minimizando el desperdicio y facilitando el mantenimiento, además de poder realizar uniones con acabados más estéticos.
• Presentan dos lados resistentes en cada sentido, lo que permite el manejo de solicitaciones de flexo compresión, logrando una disminución de hasta 30% en peso.
• Permiten la reducción en los costos totales de la construcción, debido a la rapidez en el montaje y la inspección.
• Los factores ambientales no afectan la calidad de los perfiles en la fase de montaje y además se pueden preensamblar en el taller, lo que permite ahorra tiempo en obra.
• Ocupa menor espacio en obra.
• Si se realizan las modulaciones óptimas, se disminuye la cantidad de desperdicio de una manera considerable.
• Es 30% más liviano para condiciones de carga similares que sistemas tradicionales y las resistencias finales vienen certificadas desde el proceso de fabricación. No requieren ensayos de verificación en obra, puesto que están certificados desde el proceso de producción.

Desventajas de perfiles tubulares (UNICON)

• Bajo ciertas condiciones, los perfiles de acero pueden perder su ductilidad, pudiendo ocurrir fractura frágil en puntos donde exista concentración de esfuerzos.
• Son susceptibles al pandeo, en especial sin son largos y esbeltos. En la mayor parte de las construcciones, la utilización de columnas de acero es más eficiente gracias a sus relaciones altas de resistencia a peso (Conduven, 2001).

En la tabla 1 se presentan las propiedades mecánicas mínimas de los perfiles estructurales que cumplen con la norma ASTM A 500.

Tabla 1 Propiedades mecánicas de los tubos estructurales Norma ASTM A 500[pic 5]

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En la tabla 2 se presentan las propiedades mecánicas mínimas de los perfiles estructurales que cumplen con la norma EN 10219.

Tabla 2 Propiedades mecánicas de los tubos estructurales Norma EN 10219[pic 7]

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