La acería [Anecdotario de un ingeniero civil #18]

Continuamos con la XVII entrega del anecdotario del ingeniero Francisco Garza Mercado.

Una empresa financiera de la localidad me invitó a cotizar el diseño estructural de un edificio industrial de 20,000 m2 para una planta acerera en el centro del país. Mi cotización no fue aceptada. El trabajo fue otorgado a un taller de estructuras metálicas, filial del grupo, que me dijeron cotizó la mitad.

No obstante, algunos meses después fui de nuevo llamado, pero ahora con el fin de revisar el trabajo hecho por los otros. A la junta asistieron los ingenieros de la financiera y del taller.

No se trataba solo de una revisión rutinaria de la seguridad, para encontrar probables errores, sino que se me pedía además presentar sugerencias para optimizar las estructuras. Se quería reducir costos hasta donde fuera posible y evitar que la obra, cuya construcción por fuerza debía concursarse abiertamente, se fuera con empresas externas al grupo, españolas o japonesas, que, usando tecnología de punta, pudieran ofrecer un mejor y más económico diseño. Esto había sucedido recientemente en concursos de edificios similares de otras empresas y no se quería que sucediera en este.

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Me enteré entonces de los detalles:
Utilizaron polines de lámina doblada de alta resistencia, de los llamados Montén, sobre armaduras de dos aguas a base de ángulos de acero A-36, continuas en tres claros de 32 m, separados por claros de 10 m.

Para el apoyo de las trabes carril y la cubierta, por razones estéticas, en los claros de 10 m se diseñaron marcos rígidos rectangulares de dos columnas (una para cada eje de trabes carril) de 10 m de altura, unidas solo por elementos horizontales, como grandes escaleras, trabajando para empujes laterales como vigas Vierendel.

Las trabes carril se diseñaron como simplemente apoyadas entre los marcos, con sus esfuerzos admisibles reducidos por efectos de fatiga por cargas repetidas.

La memoria de cálculos, muy extensa, fue mixta: utilizaban cálculos manuales en los elementos discretos (polines, miembros de armaduras, marcos y trabes carril) y un programa de computadora para analizar miembros complejos (armaduras y marcos). El calculista había hecho algunos ajustes para simplificar el diseño de las estructuras analizadas por la computadora.

Con estas especificaciones la estructura pesó muy cerca de 2,000 t, con costo estimado de poco más de 2 millones de dólares.

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La primera parte de mi trabajo fue la revisión de seguridad para detectar y corregir probables errores. Debo advertir que no encontré yerros apreciables; solamente pude hacer unas cuantas sugerencias acerca de las cargas vivas utilizadas, que eran un poco m+ayores a las señaladas en los reglamentos oficiales de referencia, y sobre la presentación formal de la memoria, a la que yo solicitaba completar con portada, índice, generalidades, créditos y referencias.

Reporté que, ―para los materiales y especificaciones propuestas para el diseño estructural, el trabajo estaba correcto y era seguro, y en mi opinión era casi nulo lo que otros pudieran hacer, con estos mismos antecedentes, para reducir costos.

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La segunda parte fue la de dar mis sugerencias para reducir costos. Les dije, sin embargo, que para hacer las estructuras más eficientes y mejorar su economía:
―debía empezarse por modificar las premisas del diseño (impuestas por el fabricante para favorecer a proveedores filiales al grupo y evitar proveedores externos), y pedir asesoría a un arquitecto de renombre para resolver cuestiones estéticas.‖

Para el efecto les propuse lo siguiente, con lo cual esperaba producir ahorros considerables:

1. Reducir las cargas a las que efectivamente eran de esperarse para el uso normal de las estructuras y a las que señalan los reglamentos oficiales.
2. Usar largueros de alma abierta (Joists) de alta resistencia en lugar de polines de lámina doblada.
3. Utilizar perfiles PER de alta resistencia (fy = 3500 kg/cm2) en las armaduras, en lugar de ángulos estándar.
4. Optimizar las cargas y el uso combinado de las grúas, usando separadores para evitar que se juntaran dos grúas en un solo claro. Revisar el concepto de la fatiga, para la magnitud y frecuencia para el uso normal de las grúas.
5. Optimizar los miembros de los marcos, utilizando espesores menores, para mejorar su eficiencia.
6. Usar cruces o diagonales en el alma de los marcos rectangulares de apoyo, transformándolos en armaduras simples verticales, para evitar que trabajaran como vigas Vierendel, que no son muy eficientes para efectos de flexión por empujes horizontales.
7. Sustituir los puntales (struts) de cuerda inferior de armaduras y los de contraventeo vertical, por un sistema de pequeñas tornapuntas verticales, colocadas entre los struts de la cubierta y los montantes de las armaduras.

Cada una de las proposiciones traía aparejado un ahorro estimado, para justificar el cambio. Según nuestro convenio, las modificaciones que fueran aceptadas serían realizadas por ellos mismos.

Me da mucho gusto decir que prácticamente se aceptaron todas, dando como resultado un nuevo diseño estructural optimizado.
En las memorias y planos corregidos apareció un nuevo total, 1100 t, evidenciando un ahorro de 45% del peso, con un costo estimado de solo 1.1 millones de dólares, o sea el casi la mitad del original.

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Ahí terminó mi trabajo, y no volvía a saber que pasó. Estoy seguro, sin embargo, que con esto quedaron fuera las sorpresas españolas o japonesas que les preocupaban tanto y que, aún en este caso, la acería se ahorraría de entrada un buen tanto.

Vale la pena la siguiente reflexión:

Supuestamente el diseño estructural no me fue otorgado porque yo cobraba el doble que mi competidor. Sin embargo, los costos de la ingeniería eran despreciables (de menos del 1% de los de la estructura), y el resultado real fue que el proyecto original costaba 2.0 mientras que el producido con mis sugerencias costó solo 1.1 millones de dólares. La conclusión no debió ser que mi competidor cobró la mitad, sino que al final la obra costaba casi el doble.

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Cuando estoy escribiendo esto, han pasado ya cerca de diez años desde que terminó este asunto.

He vuelto a cotizar algunos trabajos del grupo.

No me han vuelto a contratar.

Probablemente porque cobro muy caro.