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• Fran Lord

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INSTALACION DE FAENAS MIGUEL MELLADO ESPINOZA Ingeniero Civil Magíster PESP.

INTRODUCCION La Instalación de Faenas, comprende todas aquellas instalaciones, construcciones provisorias y acciones que tienen como objetivo final el permitir habilitar una o varias áreas de trabajo. En éstas áreas de trabajo, se llevan a cabo actividades para preparar y/o ejecutar actividades tendientes a la materialización de alguna estructura de carácter definitivo (Habitacional, servicios, infraestructura, etc.). La instalación de faenas esta directamente relacionada con las características de la obra a la cual va a servir como apoyo. El tipo de elementos que la componen y las dimensiones de los mismos depende de factores tales como : Naturaleza de la obra : Edificación en Altura Edificación Extendida Obras singular Ubicación geográfica Método constructivo Necesidades de recursos : Personal Prefabricado Almacenamiento Stocks mínimos y máximos Existencia y ubicación de redes de servicio Máquinas y equipos a emplear Elementos disponibles para construcciones provisorias : Paneles modulares Contenedores, etc. Programación de la obra Condiciones contractuales Política de recursos Humanos Servicios higiénicos Comedores Guardarropía

1

Las actividades que componen la instalación de faenas son susceptibles de dividir en tres grandes grupos : Instalaciones Provisorias Construcciones Provisorias Limpieza y despeje de terreno

1.

INSTALACIONES PROVISORIAS

Son aquellas instalaciones de servicios necesarias para satisfacer los requerimientos propios del proceso constructivo, siendo todas de carácter provisorio. Las principales corresponde a : Agua potable: Alcantarillado: Electricidad: Gas: Comunicaciones:

2.

Arranque o empalme provisorio Arranque o empalme provisorio, pozo negro, fosa séptica Empalme provisorio Empalme provisorio, cilindros Teléfono, radio, Internet, etc.

CONSTRUCCIONES PROVISORIAS

Las construcciones provisorias comprenden accesos, oficinas, comedores, guardarropía, servicios higiénicos, bodegas, talleres.

2.1

Accesos

El sistema de accesos de una obra esta compuesto por los muros perimetrales (cerco), casetas de vigilancia y los accesos propiamente tales. a. Cercos: La primera construcción que es necesario efectuar es el cerco o muros perimetrales del área de la obra, este debe cumplir con las condiciones de altura, visibilidad y estabilidad dadas por la ordenanza general de construcción. En los cercos deben quedar dispuestas las puertas de acceso a la obra, tanto para el personal como para los vehículos. La puerta del personal debe estar diseñada de forma que sea un elemento efectivo para evitar perdidas en la obra.

2

Cerco

Portón acceso vehículos Puerta acceso personas

b.- Casetas de Vigilancia: Junto con el cerco es necesario contar con un sistema de casetas de vigilancia, que permitan tener un adecuado control de las personas y elementos que entran y salen de la obra, siendo los objetivos: - Evitar el ingreso de personas no autorizadas - Controlar el ingreso y salida de personas y vehículos - Controlar el ingreso y salida de materiales y equipos Para que las casetas cumplan su objetivo es necesario que tengan ciertas características : - Perfecta visual del interior y exterior de la obra - Proteger de la intemperie - Dimensiones mínimas (para evitar que el rondín o portero se duerman y no cumplan su misión)

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Piso : radier o suelo cemento Muros: Bastidor y forro en pino Techo: estructura de pino y cubierta de zinc.

En obras rurales se recomienda que las casetas estén elevadas, para lo cual se construye una plataforma y se las dota de escala tipo gato.

2.2

Paneles tipo

Los paneles tipo, que son usados en las construcciones provisorias pueden ser clasificados en : Panel Lateral, Panel Frontal Ciego, Panel Frontal Ventana, Panel Frontal Puerta, Panel de Piso y Panel de Techumbre.

4

El número de paneles tipo a construir va a depender de las necesidades de oficinas y otras construcciones provisorias.

5

2.3

Oficinas

Las superficies requeridas normalmente por tipo y/o destino de las oficinas son :

Tipo de Oficina o Destino

2.4

Superficie (mt.2)

Jefe de Proyecto

3x3

Jefe de Obra

3x3

Jefe de Terreno Jefes de Grupos Topografía

6x3

Administrativa

3x3

Inspección

2x3

Construcciones para el personal

Las construcciones para el personal, comprenden aquellas superficies y elementos mínimos con los cuales es necesario dotar a los trabajadores, para que estos desarrollen su labor en forma confortable y sin otra preocupación que ser eficientes. Este aspecto esta íntimamente ligado con la política de personal, estabilidad en el tiempo de la empresa y optimización de los recursos, para lograr la máxima productividad en la obra como un todo.

a.- Comedores : La construcción de comedores no es obligatoria para la empresa, pero es recomendable como medida psicológica - económica, con el objeto de crear un clima de buenas relaciones laborales, aumentar los rendimientos de los trabajadores, eviitar que la obra este sucia, disminuir los accidentes y evitar el empleo de madera como combustible para calentar la comida. Para el diseño de los comedores se emplean como índices: Empleados

0,6 a 0,8 mt2/Hombres

Obreros

0,5 a 0,6 mt2/Hombres

Número de Hombres

HD en el mes Peak

6

El comedor debe contener mesones, bancos, tachos para la basura, fregadero y cocina (en lo posible a gas).

b.- Guardarropía : Para evitar la perdida de objetos personales entre los trabajadores, se hace necesario contar con lugares en los cuales cada trabajador pueda dejar sus pertenencias con seguridad. En el diseño de la superficie del galpón, se emplea como índice 0.4 a 0.5 m2/Hombre para definir la superficie del galpón.

7

c. Servicios Higiénicos : La instalación de servicios sanitarios, que son requeridos para la instalación de faenas de obras de edificación, debe regirse por la Norma de Instalaciones Sanitarias ( gráfico Nº 3 titulo V pag. 21 ). El número de artefactos a instalar queda en función del numeró de trabajadores que laboran en la obra. En aquellos lugares en los cuales no exista red de agua potable y Alcantarillado, se procederá a instalar estanques de agua, y fosas sépticas. Los servicios higiénicos del personal directivo debe estar separado del de los obreros, para los primeros se emplean los siguientes índices : Wc : Water Closet

1 cada 4 hombres

Lv : Lavatorio

1 cada 4 hombres

Bll: Ducha

1 cada 6 hombres

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2.5

Sistema de bodegas

El diseño y numeró de bodegas requeridas, es una función directa del tipo de obra. Esta relación se da mediante el tipo de materiales que serán empleados en la construcción, el programa de ejecución y los stocks requeridos para cada tipo de material, equipos y herramientas. Este sistema de bodegas comprende los siguientes elementos : - Oficina de bodega - Pañol de herramientas - Bodega Cerrada - Bodega de Cemento

- Bodegas Semi-abierta - Galpones - Bodega de Subcontratos - Patios de Acopio

Tanto para las oficinas, como para las bodegas se deben disponer de iluminación, piso de radier (suelo cemento o entablado) y estanterías ( si son necesarias ).

a.- Oficina de bodega : Oficina en la cual el jefe de bodega mantiene la información de consumo, existencia, ordenes de compra, pedidos de materiales, etc.

b.- Pañol : Destinado a guardar en un único y seguro lugar todas las herramientas a emplear en el proyecto, al igual que el control de la asignación y devolución de las mismas por parte de los trabajadores.

c.- Bodega Cerrada: En esta bodega se guardan todos aquellos materiales que puedan ser sustraidos con facilidad y aquellos que son de carácter frágil o que se puedan ver afectadas sus propiedades a la intemperie. Los muros de este tipo de bodega, al igual que los anteriores, esta constituido por paneles de madera estancos, los cuales contendrán puertas de acceso controlado.

d.- Bodega de Cemento : Solo se guarda el cemento en saco, con el objetivo de que al ser utilizada se encuentre en las mejores condiciones, en este sentido la bodega debe cumplir con: - Lo primero que entra, es lo primero que sale - Ventilación y aislación de la humedad - Altura de pila 8 a 15 sacos máximo

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e.- Bodega semi-abierta : Para contener aquellos materiales que por su peso o dimensiones sean de difícil transporte. Una parte de los paneles de la bodega son del tipo transparente (marco de madera con cubierta de malla de alambre, por ejemplo). f.- Galpones : Destinados a resguardar de la intemperie los equipos, productos en elaboración o productos prefabricados en obra ( moldajes, cerchas, etc.) g.- Bodega de subcontratos : Son bodegas similares a las cerradas, cuyo objetivo es contener los materiales y equipos de cada subcontratista, se considera una bodega por cada subcontratista. h.- Patios de Acopio : Para mantener en obra las cantidades de materiales a granel ( acopiar), tales como áridos, ladrillos, fierros, etc.

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Material

2.6

Peso especifico t/m3

Angulo talud

Arcilla seca

1,6 a 1,7

40 a 50

Arcilla húmeda

1,8 a 1,9

25 a 35

Caliza

1,5 a 2,0

35 a 45

Grava seca

1,6 a 1,9

35 a 40

Grava húmeda

1,8 a 1,9

25 a 35

Arena seca

1,6 a 1,8

30 a 35

Arena húmeda

1,8 a 1,9

35 a 45

Tierra

1,4 a 1,6

35 a 45

Cascajo

1,7 a 1,9

40 a 45

Talleres

Incluye todos aquellos talleres que sean necesarios, tanto aquellos destinados a efectuar reparaciones, como aquellos que cumplirán con la función de prefabricación de elementos incorporados o constructivos para la obra, tales como : - Carpintería - Reparaciones

- Estructuras metálicas - Fierro

Cada uno de los talleres, se diseña según las necesidades del mes de mayor consumo en lo referente a elementos prefabricados que elaboren. En caso que existan fuertes variaciones en el consumo durante la vida útil de la obra, se procede a la construcción por etapas, resguardando el espacio físico que demandarán las respectivas ampliaciones.

a.- Fierro

: En general se sitúa al costado de una calle definitiva o provisoria, comprende :

- Area de estirado (cancha) del fierro en barras - Area techada para acopio fierro cortado y armado - Area techada para acopio de estribos y otros - Area techada para cortar , doblar y armar.

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b.- Carpintería : En este taller se preparan tanto los elementos de madera que quedarán incorporados, como los de apoyo al proceso constructivo. Por lo general requiere un mínimo de 36 m2, para maniobrar las piezas de madera e instalación de equipos, entre los cuales se cuentan : - Banco de sierra - Banco carpintero - Cepilladoras

- Aperche de productos - Pintura y armado

c.Taller de Reparaciones : Este taller o conjunto de talleres, deberá ser capaz de contener o servir entre otros a las siguientes equipos de reparación : - Cerrajería - Soldadura - Fragua, yunque y accesorios

3.-

- Electricidad - Gasfitería

INSTALACION DE EQUIPOS

Si bien la instalación de equipos de construcción no constituye en si una actividad de Instalación de Faenas, los espacios destinados para su localización deben ser estimados en cuanto a superficie requerida y oportunidad temporal de su uso, de forma de diseñar adecuadamente la distribución de las superficies necesarias para la instalación de faena. Los requerimientos de espacio para equipos de construcción corresponden a lo menos a : - Grúa : Superficie ocupada por el equipo más la comprendida por su radio de acción. Ya que mientras se encuentre operando la grúa no se pueden efectuar por consideraciones de seguridad ninguna actividad dentro del radio de acción de la misma. - Planta de Hormigón : Superficie de la planta, incluyendo en ella las áreas de acopio, carga y descarga de la betonera, con sus respectivas carreras. - Elevadores de carga : El espacio requerido tiene similares características al usado por la grúa. - Andamios : Superficie de ubicación en el contorno de la construcción, más el espacio para aperche entre usos. - Moldajes : Espacio para contenerlos en forma provisoria entre usos, es especialmente requerido en el caso de moldajes en base a túneles metálicos. - Otros : Espacio para equipos de motobombas, carreras, circulación y operación de maquinaria, etc.

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El tamaño, número, tipos y oportunidad uso de los espacios para equipos de construcción, esta en directa relación con la Planeación del proyecto de la obra, es decir con : - Características de la Obra : Tipo de construcción ( Edificación en Altura, Edificación en extensión, Caminos, Puente, Alcantarillado, etc. ), Tamaño y Localización. - Sistema o Método Constructivo : Técnicas a emplear para construir la obra (por ejemplo para edificación en altura, se empleara moldaje tradicional o túneles metálicos). - Ritmo de trabajo : Intensidad de uso de cada uno de los equipos. Cuantos y que tipo de equipos estarán operando en forma simultanea en cada período de tiempo.

4.-

DISTRIBUCION DE ESPACIOS

Los antecedentes de requerimientos de espacios para instalación de equipos de construcción y construcciones provisorias, junto con los planos generales de la obra ( plano de localización, lotes y planta general ) y la programación del proyecto, comprenden el conjunto de información necesaria para diseñar la distribución de espacios de la Instalación de Faenas. La distribución de espacios, tiene como objetivo disminuir al máximo posible los costos de movimientos al interior de la obra, de tal forma de lograr los mayores rendimientos de equipos y personal, con lo cual se tiene un doble efecto sobre la obra. Por una parte al tener mayores rendimientos se genera una disminución de los tiempos requeridos para ejecutar cada actividad y por ende una disminución del plazo del proyecto. El segundo tipo de efecto, corresponde a una efectiva disminución de costos en cada actividad producto de los mayores rendimientos de equipos y personal.

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Por lo anterior en el diseño de la distribución de espacios, la función objetivo es :

MIN:

∑ ∑ Cij* Dij*Vij j

1

i

Donde : Cij = Costo de mover una unidad de volumen una unidad de distancia desde el espacio ( superficies o puestos de trabajo ) i al j Dij = Distancia entre los puestos de trabajo i, j considerando sus centros de gravedad Vij = Volumen a mover desde la superficie i a la j

Para enfrentar este problema existen varias técnicas, entre las cuales se cuentan : - Método gráfico - Teoría de redes o grafos - Método Analítico

4.1

Método Gráfico

El método consiste en trabajar a escala con las superficies, ubicando distintas posiciones para ellas, hasta un punto en el cual la visión experimentada indique que se ha llegado a una solución adecuada, para lo cual : -

Se prepara un plano a escala, en el cual se marca la superficie del terreno total de que se disponible, sobre esta superficie se procede a dibujar la silueta o perímetro de la construcción propiamente tal ( p. ejemplo planta del edificio ), normalmente esta última se achura para indicar que no es usable para los efectos de la instalación de faena.

-

Cada uno de los espacios requeridos para la instalación de faenas ( incluyendo los espacios para equipos ) se dibuja a escala sobre otro papel ( papel milimetrado y/o cartón de colores ) y se recorta.

-

Sobre el plano de superficies, se procede a distribuir los espacios requeridos acorde al buen juicio y la experiencia obtenida al realizar otras distribuciones de instalación de faenas. En caso que esta última lo aconseje se procede a efectuar una redistribución de los espacios hasta encontrar una solución adecuada.

14

4.2

Teoría de grafos

El método esta basado en asimilar los movimientos entre puestos de trabajo a flujos ( arcos ) entre nodos. El objetivo es minimizar los flujos, para lo cual plantea : El flujo total entre nodos ( costo * volumen * distancia ) será mínimo para un mismo par de nodos en la medida que dichos nodos se encuentre lo más cercano posible. Debido a que el problema plantea ubicar múltiples pares de nodos a la vez, la solución parcial debe ser conjugada con el óptimo global. Con lo cual, aquellos pares que tengan un mayor costo volumen deberán estar ubicados más cerca. La metodología consiste en plantear para cada nodo ( espacio ), los flujos con los otros nodos en términos de Costo Volumen ( costo * volumen ) ya que la distancia es la variable implícita a optimizar. Concluida esta fase, se construye el grafo que esta compuesto de nodos y arcos ( espacios y flujos ). De esta forma se tiene : -

Condiciones de borde: Para las superficies que deben estar necesariamente juntas, se asume un costo volumen infinito.

-

Matriz de costo volumen: Los valores de la matriz corresponden a los flujos entre nodos. Las filas indican los espacios de origen y las columnas las superficies de destino.

-

Construcción del grafo: Se procede a unir aquellos nodos entre los cuales existan flujos, el distanciamiento entre espacios será acorde al tamaño de los flujos que existan entre ellos y la aplicación del criterio de cercanía de nodos de mayor costo volumen .

Ejemplo :

Suponga que entre cuatro puestos de trabajo se producen los siguientes costos volúmenes ( volumen a transportar entre superficies multiplicado por el costo unitario de transporte) de\a

A

B

C

D

A

-

100

150

-

B

150

-

50

50

C

-

50

-

50

D

-

-

-

-

15

Solución :

4.3

Método Analítico

Este método esta basado en plantear formal de la función objetivo y de sus restricciones :

MIN:

∑ ∑ Cij* Dij*Vij j

2

i

Sujeto a : - restricciones de espacios que deben estar juntos - restricciones de espacios prefijados ( accesos, etc.) - restricciones de distancia mínima entre espacios - restricciones de superficies que no se pueden usar

16

El tipo de restricciones impuestas a la función objetivo, llevan a establecer que el método más adecuado de resolución es Método Simple con Ramas y Limites. Lo cual necesariamente implica el uso de computación. Otra forma de resolver el mismo problema, es el método de simulación, en el cual se parte de una cierta configuración de espacios, a la cual se procede a determinar su costo total. Luego se ejecutan cambios de posiciones ( uno cada vez ) de los espacios, determinando el costo total de la nueva configuración. La configuración de menor costo es la óptima. Evidentemente, este método analítico entrega la solución más óptima al problema, pero a la vez implica el mayor grado de complejidad. Para el caso de tener una cierta configuración y ser necesario incluir un nuevo espacio, se han desarrollado técnicas menos complejas, como la que se señala a continuación.

4.4

Método Analítico Simple

El método simplificado para el análisis de incorporación a una nueva superficie, formalmente no difiere del analítico general, debido a que parte de la misma función objetivo, con la única diferencia que solo la posición de un espacio es variable, con lo cual rápidamente se puede resolver auxiliado de un sistema de coordenadas ortogonales e incluso procediendo a calcular los costos totales de las potenciales ubicaciones. Ejemplo :

Equipo

Para ubicar una nueva maquinaria en una industria de prefabricados de hormigón, se ha procedido a determinar el costo volumen entre los actuales puestos de trabajo ( marcados por : A, B, C, D ) y la nueva maquina. El gráfico señala los centros de gravedad de cada uno de los equipos.

Costo volumen

A

30

B

20

C

40

D

10

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Solución:

Se debe determinar para cada potencial ubicación ( 1; 2; 3; 4; 5 ) las distancias (medidas en diagonal) a cada uno de los equipos ( A; B; C; D ), para luego calcular los costos totales de los flujos asociados a esa ubicación. En el área achurada solo se puede transitar, de esta forma se tiene :

Ubicación

A

B

C

D

Costo

1

1

2

3,162

3,162

228,114

2

2

1

3

3,606

236,056

3

3,162

1

2,828

3,606

264,061

4

3,606

2

2,236

3,162

269,232

5

4,243

3

1

3

257,279

6

3,162

3,606

1

1

** 216,979

En donde :

distancia =

x2 + y

2

3

Costo = ∑ (Distancia * Costovolumen)ij

4

i = ubicación posible j = ubicación equipos A, B, C, D

Los resultados del calculo de costos totales de flujos para cada posición potencial, indican que la localización más adecuada para la nueva máquina es la posición " 6 ".

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