De Los Drywall

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De Los Drywall

  1. 1. De los drywall Productividad y ergonomía. Comparación entre drywall y particiones convencionales. Evaluación sísmica de particiones drywall. Productividad y ergonomía Referencia John G. Everett (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan), and Dennis L. Kelly (Project Manager, Detroit, Michigan). Drywall Joint Finishing: Productivity and Ergonomics. Journal of Construction Engineering and Management. Vol 124, N°5, September/October, 1998. ASCE. Los paneles drywall con base en mineral de yeso, son ampliamente usados en muros, los cuales son de tamaño suficiente como para requerir cuando menos dos paneles. Se pueden colocar en forma horizontal (generalmente para interiores en residencias) o en forma vertical (usualmente en centros comerciales). En este artículo se analizan las operaciones según la orientación de las juntas así como el acabado de las mismas. Las comparaciones de productividad se efectúan para el total de juntas producidas, obteniéndose tasas de productividad para varios arreglos horizontales y verticales, así como el tiempo requerido para el acabado de las juntas. El tiempo de este acabado no sólo depende de la orientación, también de la localización de la junta (en su cercanía al piso o al techo, por ejemplo). En general, el estudio indica que es posible alcanzar ahorros importantes según la elección de la orientación. También la localización de las juntas afecta los movimientos y posiciones del trabajador, al punto que los responsables de trabajar los acabados prefieren las juntas horizontales pues reducen el estrés ergonómico asociado con la flexión hacia abajo y el alcance encima de la cabeza. En el artículo se reporta el estudio de juntas intermedias (excluyendo el caso de juntas en los extremos), así como en el trabajo manual y el auxilio de un cuchillo para drywall. Introducción  Sobre el yeso y el drywall La capacidad del yeso en cuanto su adherencia y protección contra el fuego, le otorga gran aceptación en la industria de la construcción. Los antiguos egipcios y romanos ya lo usaban por esas características. Entre fines del 1920 y comienzos de 1930 fueron introducidos los paneles de yeso en reemplazo de la madera y de metales. Actualmente son usados extensamente en muros y como barreras contra incendios. Ayuda a esta difusión el costo del material, la poca demanda de trabajo, la facilidad y rapidez de instalación, la flexibilidad, y la atenuación sonora. La producción anual de estos paneles es ahora impresionante. El ingrediente principal del drywall es el mineral de yeso, que se encuentra en depósitos, usualmente con 21% de agua, mezclado con piedra caliza, pizarras, mármoles y arcilla. La preparación del drywall requiere el calentamiento del mineral para librarlo del agua, obteniéndose como producto el yeso calcinado 1
  2. 2. (sulfato de calcio semi-hidratado). Se le mezcla con almidón, agua, espuma pregenerada de yeso (para bajar la densidad), y otros aditivos para formar una masa espesa. La mezcla se confina como sándwich entre papel duro acabado, y es pasada en rodillos para alcanzar la forma y espesor deseados. El yeso se adhiere firmemente al papel, obteniéndose un producto final de superficie acabada y cortado en los extremos. En algunos casos se le refuerza con fibra de vidrio, u otra, para darle mayor resistencia al yeso, especialmente cuando puede estar expuesto al fuego. Los paneles típicos son de ½ o 5/8 pulg (13 o 16 mm) de espesor, por 8, 9, 10, 12, 14, o 16 pies (2.44, 2.74, 3.05, 3.66, 4.27, o 4.88 m) de largo. Pueden ser cortados (biselados o en ángulo recto), entornillados o pegados a armazones de madera o de metal, y colocados en forma horizontal o vertical. Se estima que entre el corte y la colocación, está el 50% del costo de trabajo involucrado en el sistema.  Las juntas Después de su emplazamiento, las juntas entre paneles deben ser selladas y protegidas contra el fuego, en base a un tratamiento con la aplicación triple de un compuesto para juntas. El primero es una cinta de refuerzo (fibra de vidrio o papel). El segundo es un relleno para cubrir la depresión entre paneles. El tercero es un acabado para lograr una superficie suave. El proceso de llenado y acabado de las juntas de drywall requieren de un mínimo de seis trabajos separados del trabajador. Cada trabajo puede involucrar de 1 a 4 pases de alguna herramienta manual sobre la junta. Esto puede resultar en un total de 8 a 14 pases de la mano sobre el total de longitud de las juntas. La orientación de la junta y cantidad, por tanto, tiene un impacto significativo en el tiempo requerido para el acabado del drywall. Este trabajo de acabado constituye el 50% de los costos de trabajo componentes de la instalación del drywall.  Objetivo del estudio El objetivo del artículo es analizar el efecto del panel de drywall y la orientación de la junta en las operaciones de acabado de la junta. La productividad es estudiada para el total de juntas producidas, las tasas de 2
  3. 3. productividad para varios tipos de juntas horizontales y verticales, así como el tiempo total requerido para acabar las juntas. Las localizaciones de las juntas en el muro también afectan los movimientos y posiciones del trabajador para completar el trabajo. Las comparaciones ergonómicas de las juntas horizontales y verticales se hacen al evaluar el número de veces que el trabajador debe flexionarse y levantarse por encima de su cabeza. Orientación del panel Los paneles colocados verticalmente producen también juntas verticales de piso a techo, espaciadas en 4 pies (1.22 m). Las juntas horizontales corren de esquina a esquina, habiendo necesidad en este caso de ajustes de altura. La cantidad de juntas depende de las orientaciones de los paneles y de las dimensiones del muro. Según el arreglo, variará la longitud total de las juntas. La figura previa ilustra esta variación. Incluso, una pequeña alteración de la altura o ancho del muro, puede ocasionar una nueva junta.  Tasa de junta A partir de esta consideración, en el artículo se introduce el índice tasa de junta, definida como la longitud de juntas (en pies) dividida por el área del muro (pies al cuadrado). En la figura se presenta esta relación para varias configuraciones. Por ejemplo, la tasa de junta más baja, de 0.125 es constante para un muro de hasta 16 pies (4.88 m) de longitud. Al aumentar esta longitud, también se incrementa el valor de la tasa de junta. En el otro extremo, también se tiene un valor constante para juntas horizontales de 8’6”. 3
  4. 4. Medida de la productividad Tanto la longitud de las juntas, como las tasas de junta, dependen de la cantidad de juntas a las que se deberá dar un acabado. En relación con el tiempo para este acabado, se considerará que su valor (el del tiempo) no es el mismo para una junta vertical que para una junta horizontal, aunque ambas tengan la misma longitud. Incluso, la localización de la junta (cerca del piso, o cerca del techo), tiene su propia influencia en el tiempo. Las tasas de acabado fueron medidas en juntas biseladas para las tres aplicaciones: la primera o base, la segunda o llenado, y la tercera o acabado propiamente dicho. Las mediciones fueron efectuadas sobre el trabajo de tres profesionales del acabado, presentándose los valores promedio. Las tasas de productividad fueron medidas como minutos por pie lineal de junta (min/pie). Fueron determinadas desde observaciones de campo para juntas en ambas direcciones. Los resultados fueron los siguientes. Tasas de productividad para juntas acabadas, en min/pie Aplicación Junta biselada Junta biselada Junta biselada Junta vertical horizontal, horizontal, vertical empernada parte baja parte alta 1ª (base) 0.13 0.16 0.15 0.30 2ª (llenado) 0.11 0.19 0.11 0.22 3ª (acabado) 0.11 0.17 0.11 0.22 El estudio presenta el cálculo del tiempo total requerido para acabar las juntas intermedias en un muro dado, de la siguiente manera. 2 3 3 = ( ) =1 =1 =1 Donde: Ai es el área del muro, JRi es la tasa de la junta, Pijk es la tasa de productividad, i=1 para el área total debajo del debajo de 6’10” (2.08 m), y 2 para el área del muro encima de 6’10”, j=1 para juntas horizontales biseladas, 2 para juntas verticales, y 3 para juntas verticales empernadas, y k=1 para la primera aplicación, 2 para la segunda aplicación, y 3 para la tercera aplicación. Estrés ergonómico Los autores expresan que los valores de productividad medidos a partir del tiempo del acabado, debe ser de interés principalmente de los contratistas. Sin embargo, las entrevistas con los especialistas en acabados indican que éstos prefieren las juntas horizontales, al margen de los valores de productividad. Ello, debido a que el trabajo es más confortable y constante, por razones de altura. Aunque es difícil compatibilizar el estrés ergonómico con las cifras de productividad, en una rutina larga de trabajo, el trabajador muestra fatiga y daños en las rodillas, espalda, hombros, y cuello, que terminan afectando la propia productividad, ocasionan compensaciones por seguros, y afectan finalmente a los costos. Las recomendaciones de los especialistas en ergonomía indican la preferencia de un trabajo en pie desde la altura de los nudillos por encima del piso 4
  5. 5. (aproximadamente 30 pulgadas, o 0.76 m), y a la altura de los hombros (aproximadamente 64 pulgadas, o 1.63 m). Por supuesto, las cifras se adecuarán a cada caso. Los trabajos fuera de este rango provocan: (1) en valores inferiores, excesiva flexión en espalda y piernas, y (2) en valores superiores, excesivo esfuerzo de estiramiento. De acuerdo a estas recomendaciones, en una pared de 8 pies (2.44 m), el trabajo en las dos terceras partes no es confortable: el tercio inferior (32” o 0.81 m) requiere continua flexión, el tercio medio (32” a 64” o 0.81 m a 1.62 m) es relativamente confortable, y el tercio superior (encima de 64” o 1.62 m) requiere constante estiramiento. Para el estudio, una filmación indica los siguientes resultados a lo largo de un día de 8 horas para un trabajador: 746 veces debe flexionarse hacia abajo, y estirarse 835 veces. Se flexiona más trabajando los rangos medios y bajos. En la parte alta puede trabajar mejor con zancos o con un banco. Comparación entre drywall y particiones convencionales Referencia Ronie Navon, David Carmel, and Arnon Bentur (Israel Institute of Technology. Haifa, Israel). Economic Comparison between Drywall and Conventional Partitions. Journal of Architectural Engineering. Vol 2, N° 4, December 1996. ASCE. La comparación del estudio es entre drywall y particiones convencionales en residencias. Estas últimas, las convencionales, corresponden a albañilería con bloques de concreto. Se atribuyen las siguientes características para las particiones convencionales: (1) uso intensivo de mano de obra, (2) demanda de tiempo, (3) necesita de trabajo preparatorio que se refleja en mayores gastos, y (4) es inflexible respecto a cambios en la vida de la edificación. La comparación se sustenta en mediciones de tiempo en campo a fin de conseguir una base de datos reales. La comparación muestra que los costos directos con particiones en drywall son menores, en cuando menos el 1% respecto a las particiones convencionales. En general, el uso del drywall tiene el potencial de ahorro de 3 a 4% del total de la mano de obra en el mercado de construcción de Israel, para la fecha del estudio. Introducción En el país del estudio, los métodos convencionales de construcción se mantienen mayoritariamente en las edificaciones. Las particiones en drywall son usadas principalmente en edificaciones para oficinas, y en mucha menor proporción en viviendas, pese a ser un sistema más simple, limpio, y barato, además de versátil, aunque más exigente en el diseño y sensible a los errores del mismo. En el artículo se comparan ambos sistemas. La comparación se efectúa sobre particiones con igual desempeño, en términos de aislamiento acústico, capacidad de carga, y resistencia al fuego. De acuerdo a los datos de estudios anteriores que reporta el artículo, el promedio de horas por metro cuadrado, es de 1.86 para particiones convencionales, y 0.90 para particiones en drywall. 5
  6. 6. Mediciones y análisis  Mediciones de tiempo Los estudios de tiempos para las particiones en drywall, se muestran resumidos en la siguiente tabla. Estas mediciones indican resultados en residencias del rango de 0.47 a 0.85 h/m2 (menor que los valores de los estudios previos citados). Para el estudio de costos, se considera un valor de 0.75 h/m 2. Resultados de mediciones de tiempo en particiones de drywall Componente Edificios públicos Edificios residenciales Oeste Universidad Almacén Oficina Fábrica Particiones Cubierta Cubierta de de Haifa interior de Haifa techo Trabajo 0.477 0.389 0.624 0.741 0.710 0.69 0.39 0.41 directo 20% tiempo 0.095 0.078 0.125 0.148 0.142 0.14 0.08 0.08 personal Total (h/m2) 0.57 0.47 0.75 0.89 0.85 0.83 0.47 0.49 Las mediciones de tiempos para la partición convencional, resultan en el siguiente resumen. Resultado de mediciones de tiempo en la partición convencional Componente Resultado Trabajo directo 1.50 20% tiempo personal 0.30 Total, h/m2 1.80  Análisis de costos Para comparar los costos entre las alternativas de drywall y convencional, el estudio utiliza primero el modelo simplificado de una esquina de dos particiones. Se considera los costos directos de las particiones: mano de obra y materiales. Para el caso del drywall se incorpora el uso alternativo de lana de roca (una lana mineral empleada en los casos de diferentes tipos de aislamiento). El resultado por m2 de muro es como sigue. Costos a partir del modelo simplificado Concepto Costo por m2 de muro, $ Total, partición convencional 24.92 Total, drywall sin lana de roca 16.41 Total, drywall con lana de roca 19.09 6
  7. 7. En términos porcentuales, la comparación de los costos directos entre las dos alternativas, resulta como se indica en el siguiente gráfico. El estudio también incluye la comparación para un departamento completo. Además, reporta un análisis de sensibilidad (para el caso de incremento de salarios por especialización). Y resalta otras ventajas en el uso de drywall. Evaluación sísmica de particiones drywall Referencia Tae-Hyung Lee (Konkuk University, Korea), Mikiko Kato (Osaka, Japan), Tomohiro Matsumiya, Keiichiro Suita, and Masoyoshi Nakashima (Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Japan). Seismic performance evaluation of non-structural components: Drywall partitions. Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 2007; 36:367-382. Como parte de una indagación para conocer del comportamiento sísmico de elementos no-estructurales, el estudio presenta el caso de particiones drywall. Se probaron cuatro de estas particiones sostenidas con marcos y columnas de acero 7
  8. 8. ligero, sometidas a carga cíclica. También se estudiaron los efectos de una puerta y de un muro de intersección. Los daños se mostraron concentrados en los perímetros, donde el material del drywall hace contacto con el techo, el piso o las columnas. La carga dinámica no amplificó el daño en comparación con una prueba casi estática. Para el caso de un desfase angular entre pisos de 2%, los costos de reparación casi alcanzan los del costo inicial. Introducción El estudio del comportamiento de elementos no estructurales, forma parte de la ingeniería sísmica bajo desempeño. Hay que tomar en cuenta que las pérdidas en estos tipos de elementos, generalmente exceden aquellas de los elementos estructurales. El estudio se centra en el caso de particiones con drywall, según es típicamente empleado en el Japón. Una partición típica a tamaño real se probó en un marco estructural de carga. Se estudió el desfase entre piso, se estimó el costo de reparación, los efectos de una puerta, un muro de intersección, y se efectuaron tanto pruebas casi estáticas como cargas dinámicas. Se consideró el método de instalación que puede ser ajustado al techo o a una viga. En general, el procedimiento se indica en la siguiente figura. Pruebas El diseño de las pruebas parte de la consideración de que la respuesta crítica de la partición es el desfase entre pisos. De ahí que la prueba es una de carga pura de corte. En la siguiente figura se ilustra el sistema de prueba. El panel es montado en un marco de vigas y columnas. Las mediciones se ayudaron con tres renglones de strain gauges. Se adoptó un protocolo de carga cíclica. Se ilustran también las fallas típicas, incluyendo el caso de un panel con puerta. Se tomará en cuenta que en los extremos horizontales se respetó una luz de 15 mm. 8
  9. 9. 9
  10. 10. El estudio también reporta las pruebas para un arreglo de paneles ortogonales. El panel transversal muestra muy pocos daños. El otro panel muestra notorios desprendimientos del drywall. 10

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