dr. francisco santiago yeomans...

Dr. Francisco Santiago Yeomans ReynaDr. Francisco Santiago Yeomans Reyna

Instituto TecnolInstituto Tecnolóógico de Estudios Superiores de Monterreygico de Estudios Superiores de Monterrey

Estudio de Vivienda emergente con elementos Estudio de Vivienda emergente con elementos prefabricados bajo parprefabricados bajo paráámetros sustentablesmetros sustentables

CONAFOVICONAFOVI--20032003--C01C01--021021

1er Encuentro Académico CONAVI CONACYTIntercambio de Experiencias

Estudio de vivienda emergente con elementos prefabricados bajo

parámetros sustentables.

•Autor: Dr. Yeomans Febrero 2010

Retos



Grupo de

Investigación

Oficina deTransferencia de

Tecnología

EstudiantesPosgrado

EstudiantesLicenciatura

Profesionistas de Apoyo

ProfesoresInvestigadores

CÁTEDRA



Proyecto: CONAFOVI-2003-C01-021

Titulo: Estudio de Vivienda emergente con elementos prefabricados bajo parámetros sustentables

Institución Ejecutora: Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey

Responsable Técnico: Dr. Francisco S. Yeomans R.

Demanda: Subtema 4.1.2 Evaluación de tecnologías alternativas y sustentables para la construcción de vivienda




OBJETIVO GENERAL:

•Generar, a partir del sistema constructivo Tecnodomo, nuevas

alternativas de sistemas de vivienda emergente basados en sistemas

estructurales continuos que permitan su aplicación inmediata después

de un desastre natural.



OBJETIVOS ESPECIFICOS:•Generar nuevas alternativas de sistemas de vivienda emergente a partir de un sistema continuo previamente desarrollado (Tecnodomo).

• Definir y evaluar experimentalmente los elementos prefabricados que formen parte del sistema estructural continuo.

•Incluir en los materiales base del sistema constructivo, cementantes alternos a base de anhidrita, morteros ligeros para reducir la masa del sistema y mejorar el confort de la vivienda.

•Evaluar las alternativas propuestas bajo diversos aspectos talescomo: sustentabilidad, operación, mantenimiento, funcionalidad y economía.



ENTREGABLES:• Solicitud de patentes.

•Manuales de construcción y planos de la tecnología desarrollada.

•Modelo para la transferencia de la tecnología desarrollada a empresas.

•Distribuciones arquitectónicas que permitan la progresividad de la vivienda.

•Gestión para la inclusión en programas de vivienda gubernamentales orientados a sectores marginales.



Desarrollo del Proyecto:1. Caracterización mecánica de materiales:

Anhidrita, Concreto Celular con Espuma Preformada y Mortero Cemento-Arena.

2. Estudio del comportamiento de juntas entre elementos prefabricados.

3. Sistemas constructivos

Tecnodomo, Tecnovivienda/Tecnoaula y Pretecasa

4. Evaluación analítica y experimental de los sistemas constructivos

5. Implementación en campo

6. Solicitud de Patentes

7. Presentación en Congresos

8. Modelos de transferencia de tecnología



Caracterización Mecánica de Materiales

•Morteros de Anhidrita

•Morteros de Concreto Celular

•Mortero Cemento-Arena

Revenimiento

Resistencia a la compresión

Módulo de ruptura

Relación de Poisson y módulo de elasticidad

Absorción

Conductividad térmica



Mortero de AnhidritaSub Producto de proceso químico

Fuentes naturales



Proyecto: CONAFOVI-2003-C01-021

Anhidrita es un sub producto de la producción de Ácido Fluorhídrico

Por cada Ton de HF, se generan 3.5 Tons de CaSO4

4242 CaSO2HFCaFSOH +=+



Mortero Concreto Celular con Espuma Preformada

Concreto Celular

Cemento

Agregados

Espuma



Estudio del comportamiento de Juntas



Definición de Sistemas Constructivos

•Tecnodomo

•Tecnovivienda

•Tecnoaula

•Pretecasa

•Continuo

•Ferrocemento

•Mortero C/A o Anhidrita

•Precolado

•Concreto reforzado

•Concreto celular

•Economía

•Resistencia

•Facilidad de

construcción

•Características de

Sustentabilidad

•Flexibilidad

•Menor tiempo

SISTEMA CARACTERISTICAS VENTAJAS



Sistema TecnoDomo



Sistema Tecnovivienda/Tecnoaula



Sistema Pretecasa



Evaluación analítica y experimental de los sistemas constructivos

Evaluación analítica

•Evaluación experimental

•ACI

•RDF

•NTC

•CFE

Simulación con Elementos Finitos

+

Pruebas Estáticas

Pruebas Dinámicas

Rango elástico

Rango Inelástico

Colapso




DisplacementLoad 11 : X

YZ

Load 10X

Y

Z

M X ( l o c a l )k g - m / m

< = - 1 5 8- 1 3 8- 1 1 8- 9 8 . 8- 7 9 . 2- 5 9 . 6- 4 0- 2 0 . 4- 0 . 7 6 41 8 . 93 8 . 55 8 . 17 7 . 79 7 . 31 1 71 3 7> = 1 5 6

Load 13XY

Z

M X ( l o c a l )k g - m / m

< = - 1 8 4- 1 6 8- 1 5 3- 1 3 8- 1 2 2- 1 0 7- 9 1 . 4- 7 6- 6 0 . 6- 4 5 . 3- 2 9 . 9- 1 4 . 50 . 9 0 61 6 . 33 1 . 74 7 . 1> = 6 2 . 5



Evaluación ExperimentalDeterminación de:

• Caracterización mecánica de morteros

• Resistencia de juntas frías en paneles prefabricados

• Pruebas estáticas, pseudo dinámicas y dinámicas en Tecnodomo.

• Pruebas estáticas en Paneles prefabricados.

• Pruebas estáticas en Pretecasa.

• Pruebas dinámicas en Tecnovivienda/Tecnoaula.

Pruebas estáticas se realizan con apoyo de:

•Maquina universal

•Marco de pruebas

•Actuadores

•Celdas de carga

•Sistema de adquisición de datos

Pruebas dinámicas se realizan con apoyo de:

Mesa vibratoria de 5x5 y 25Ton de capacidad, un grado de libertad.



Pruebas en Tecnodomo



Pruebas en Paneles prefabricados



Pruebas en Paneles prefabricadosCarga P- Delta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Desplazamiento (cm)

Car

g (K

g)

1 66-66 c1 1 66-66 c2 2 66-66 c1 2 66-66 c2 1 66-66 y 1 66 1010 c1 1 66-



Pruebas en Pretecasa

Losas precoladas en acción en una dirección



Pretecasa evaluación experimental



Construcción de Tecnovivienda a escala en Laboratorio


Pruebas dinámica de Tecnovivienda



UniversidadITESM

ONGCáritas

ComunidadChiapas



UniversidadITESM

Gobierno EstatalCOCOES Chiapas

Sociedad CivilSistema Tecnológico



UniversidadITESM

Gobierno EstatalINVI Chiapas

Sociedad CivilDonativos


Vivienda


UniversidadITESM

Gobierno EstatalSEDESOL Hidalgo

ComunidadCerro Verde Hidalgo



UniversidadITESM

Gobierno EstatalINVI Nuevo León



UniversidadITESM

Gobierno ExtranjeroPerú

EmpresaDonativo



•1er Encuentro Académico CONAVI CONACYT•Intercambio de Experiencias

Resumen de Implementación en Campo

•83 Tecnoviviendas en García Nuevo León. 2008

•1 centro Comunitario SEDESOL en Cerro Verde Hidalgo. 2008

•30 Tecnoescuelas en Pizco Perú, 2007

•23 viviendas de 40 m2 usando el sistema de Tecnovivienda en Tonala, Chiapas. 2007

•1 Tecnodomo de 40m2 para usos múltiples en Guadalupe, Nuevo León. 2007

•6 Tecnodomos de 40m2 para usos cinegéticos en el Mpio. De Hidalgo, Nuevo León. 2007

•2 Tecnodomos de 40 m2 para uso como jardín de niños en Tapachula, Chiapas. 2007

•6 Tecnoaulas de 48 m2 cada una para escuela primaria en Tapachula, Chiapas. 2007

•1 Tecnodomo de 40m2 para usos múltiples en ejido San Felipe, Nuevo León.2006



Patentes en Tramite1. Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. CIMBRA REUTILIZABLE Y SEGMENTADA A BASE DE

MOLDES PARA LA CONSTRUCCION DE EDIFICACIONES DE USOS MULTIPLES. México. Solicitud: 2008-12-18. No. REGISTRO: MX/u/2008/000416. Propiedad ITESM. Modelo de Utilidad. Solicitada.

2. Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Nungaray Pérez, Carlos Enrique. Mesa Vibratoria Unidireccional para Evaluación de Modelos sujetos a Carga Dinámica. México. Solicitud: 2007-12-14. Publicación: 2009-07-31. No. REGISTRO: MX/a/2007/016076. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

3. Yeomans Reyna, Francisco Santiago. SISTEMA Y METODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRIA ESPECIAL SEMICURVA. México. Solicitud: 2007-12-14. Publicación: 2008-03-03. No. REGISTRO: MX/a/2007/016077. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. Sistema y Método constructivo a base de moldes reutilizables para cimbra de geometría especial semicurva. España. Solicitud: 2008-02-25. Publicación: 2009-06-25. No. REGISTRO: PCT/MX/2008/000028. Propiedad ITESM. Patente. Publicada.

Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Venezuela. Solicitud: 2008-12-12. No. REGISTRO: VE-2575/08. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Perú. Solicitud: 2008-12-12. No. REGISTRO: PE-2061-2008. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Panamá. Solicitud: 2008-12-12. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.

Yeomans Reyna, Francisco Santiago; Almada Navarro, Delma Very. SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO A BASE DE MOLDES REUTILIZABLES PARA CIMBRA DE GEOMETRÍA ESPECIAL SEMICURVA. Bolivia. Solicitud: 2008-12-12. Propiedad ITESM. Patente. Solicitada.


8




Capacitación recibida1. Capacitación para 3 profesores investigadores y 2 estudiantes de posgrado

participantes vía IX Congreso Nacional de PREFABRICACION organizado por asociación nacional de industriales del presfuerzo y prefabricación AC, realizado en Pachuca Hidalgo en el mes de Noviembre del 2004.

2. Asistencia de un profesor investigador y un alumno de posgrado a la exposición mundial de elementos de prefabricación World of Concrete en USA en el mes de Enero del 2005.

3. Capacitación para 3 estudiantes de posgrado participantes vía X Congreso Nacional de PREFABRICACION organizado por asociación nacional de industriales del presfuerzo y prefabricación AC, realizado en Veracruz, Veracruz en el mes de Octubre del 2006.

4. Asistencia de tres profesores investigadores y un alumno de posgrado a la exposición mundial de elementos de prefabricación World of Concrete en USA en el mes de Enero del 2008.

5. Dos profesores investigadores y un alumno de posgrado recibieron capacitación técnica en el uso de actuadores dinámicos MTS (20 horas), 2008.

6. Tres profesores investigadores y dos estudiantes de posgrado recibieron 40 horas de capacitación en el uso de ANSYS.



Tesis realizadas1. Diseño geométrico y estructural de vivienda emergente prefabricada. Tesis de

posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2006. MC. Ing. Dense G. Justiniano P.

2. Elaboración de concreto celular con espuma preformada. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2005. MC. Ing. Adolfo Elizondo Fócil

3. Estudio, selección, implementación y aplicación de equipo de laboratorio en proyectos con componente experimental. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2005. MC. Ing. José Francisco López Guzmán

4. Estudio del ciclo de vida e innovación tecnológica de la tecnovivienda. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2007. MC. Ing. Miguel Davis Campoy

5. Diseño, Construcción, Instalación E Implementación De Mesa Vibratoria Para La Generación De Sismos A Escala En Estructuras. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2008. MC. Ing. Juan Álvarez Reyes

6. Aislamiento sísmico por fricción con elemento restitutivo en vivienda. Tesis de posgrado. ITESM Campus Monterrey. 2008. MC. Ing. Miguel AngelIbarra Estrada.



Conferencias Nacionales1. Almada, D. “Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”.

XV Congreso Nacional de Ingeniería Estructural. Jalisco. Noviembre 2006.2. Nungaray Pérez, Carlos Enrique; “Sistemas Constructivos de Ferro cemento a Base

de Mortero Ligero Para Vivienda Emergente y su Evaluación Analítica y Experimental Bajo Carga Sísmica.” IX Congreso Nacional de Ingeniería Civil: Infraestructura Urbana Siglo XXI. Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Querétaro. Querétaro. México.2007.

3. Yeomans Reyna, Francisco Santiago “Sistemas Constructivos de Vivienda a Base de Concretos Ligeros”. IX Congreso Nacional de Ing. Civil. Infraestructura urbana siglo xx1. Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Querétaro. Querétaro. México 2007.

4. Yeomans, F.;Álvarez, “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/Diseño y Modelación de Mesa Vibratoria”. XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

5. Almada, D. “Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”. XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

6. Yeomans, F.; Davis, M. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/ ciclo de vida e innovación tecnológica”. XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.



Conferencias Internacionales• Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C. “Características Del Concreto Celular Producido

Con Espuma Preformada”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Evaluación Analítica Y Experimental De Vivienda Emergente Para Cargas Gravitacionales Y Sísmicas En México”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., “Sistemas constructivos a base de morteros ligeros para vivienda social”. XIII Simpósium Internacional de Ingeniería Civil “Construyendo sueños”, ITESM. Septiembre, 2006.

• Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C., Elizondo, A. “Characteristics Of The Cellular Concrete Produced With Preformed Foam”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

• Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., A. “Light Mortar Alternative Construction System For Low Income Housing”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

• Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Analytical And Experimental Evaluation Of Emergency Housing For Gravitational And Seismic Loads In Mexico”. Conference at the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

• Álvarez, J. “Análisis y Diseño de Mesa Vibratoria de Un Grado de Libertad de 25 Toneladas de Capacidad” VII Congreso Internacional de Innovación y Diseño Basado en Simulación por Computadora, Gto. México, 2007.



Artículos y Memorias Nacionales1. Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C. “Caracterización De Concreto Celular A

Base De Espuma Preformada”. Memorias del XV Congreso Nacional de Ingeniería Estructural. Jalisco. Noviembre 2006.

2. Yeomans, F.;Álvarez, J., Nungaray, C. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/Diseño y Modelación de Mesa Vibratoria”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

3. Almada, D.; Yeomans, F.; Nungaray, C.; Elizondo, F.“Caracterización De Concreto Celular A Base De Espuma Preformada”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.

4. Yeomans, F.; Almada, D. Nungaray, C.; Davis, M. “Estudio de Vivienda Emergente con Elementos Prefabricados Bajo Parámetros Sustentables/ ciclo de vida e innovación tecnologica”. Abstract en Memorias del XXXVIII Congreso de Investigación del Sistema Tecnológico de Monterrey. NL. Enero 2008.



Artículos y Memorias Internacionales1. Almada, D., Yeomans, F., Nungaray, C., Elizondo, A. “Characteristics Of The Cellular

Concrete Produced With Preformed Foam”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

2. Yeomans, F., Almada, D., Nungaray, C., Justiniano, D., A. “Light Mortar Alternative Construction System For Low Income Housing”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

3. Nungaray, C., Yeomans, F., Almada, D., Roschke, P. “Analytical And Experimental Evaluation Of Emergency Housing For Gravitational And Seismic Loads In Mexico”. Proceedings of the 10th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. Bangkok, Thailand. August 2006.

4. Nungaray, C.; Yeomans, F.; Almada, D.; Álvarez, J. “Análisis y Diseño de Mesa Vibratoria de Un Grado de Libertad de 25 Toneladas de Capacidad” Memorias del VII Congreso Internacional de Innovación y Diseño Basado en Simulación por Computadora, Gto. México, 2007.



Manuales de construcción



Conclusiones•Se mejoró el sistema constructivo Tecnodomo en cuanto a proceso constructivo.

•Se desarrollaron tres sistemas constructivos: Tecnodomo, Tecnovivienda-Tecnoaula y Pretecasa.

•Se verificó la factibilidad técnica y económica de los sistemas.

•Se efectuó la implementación en campo de los sistemas Tecnodomo, Tecnovivienda y Tecnoaula.

•Se concluye que los sistemas propuestos son de costo aceptable, proceso constructivo sencillo , estructuralmente seguros, con características sustentables y aceptados por los usuarios.

•Se reconoce que a pesar de que los sistemas propuestos son competitivos, requieren de un proceso de gestión para su implementación masiva.

•Se requiere que las instancias ejecutoras y financiadoras de estos sistemas establezcan claramente los procesos necesarios para la certificación de los mismos.



Agradecimientos



Gracias por su atención


dr. francisco santiago yeomans...

Documents