Cómo diseñar un pavimento ideal para instalaciones logísticas

Diseñar un pavimento industrial para almacenes logísticos

 

En almacenes y edificios logísticos, la losa de hormigón y el pavimento son críticos para el funcionamiento efectivo de las operaciones. Sin embargo, a menudo se percibe que el pavimento de hormigón es uno de los elementos más directos del proyecto, y muchas veces la atención general que se presta al diseño y al detalle de la construcción es menos que proporcional a su importancia última en la operación eficiente de la instalación. La expectativa es que estos pavimentos industriales de gran área deben construirse con el menor costo posible y proporcionar un servicio sin problemas año tras año.

Función de la losa del pavimento

 

La losa del pavimento de hormigón está construida para proporcionar una superficie de desgaste adecuada sobre la cual las operaciones en la instalación pueden llevarse a cabo de manera eficiente y segura. En el caso de la losa de pavimento que soporta el suelo, la losa de concreto distribuye las cargas aplicadas sin deformación o grietas al subsuelo más débil a continuación. Los pilotes que soportan losas están diseñados como losas suspendidas.

 

Estos requisitos también pueden aplicarse a otros pavimentos comerciales, ya sea que se trate de concreto traficado o que estén terminados con sistemas de pisos de alto rendimiento. La siguiente lista de verificación analiza algunos de los principales problemas a tener en cuenta al especificar y diseñar losas de pavimento de hormigón para instalaciones logísticas. Las propiedades específicas de construcción de losas pueden diferir entre industrias o incluso dentro de la misma industria.

Requisitos típicos de losas de pavimento para almacenes e instalaciones logísticas:

  • Admite cargas operativas y estacionarias sin grietas ni deformaciones
  • Minimiza la cantidad de articulaciones expuestas
  • Utilice juntas de aislamiento de mantenimiento que no impidan la velocidad de operación del vehículo
  • Proporcionan una superficie duradera, resistente a la abrasión y libre de polvo.
  • Tolerancias apropiadas de nivelación y planitud para soportar sistemas de manejo de materiales (“MHE”)
  • Equilibre la tracción de la textura de la superficie con facilidad de limpieza.
  • Flexibilidad para acomodar posibles cambios futuros en las operaciones
  • Proporcionar un ambiente de trabajo seguro y agradable.

Cargas en el pavimento

 

Losas de hormigón que soportan cargas sobre el suelo enfrentan dos tipos de cargas: cargas estáticas y dinámicas. Las cargas estáticas incluyen, por ejemplo, apilamiento de bloques, equipos y maquinaria y sistemas de estanterías de almacenamiento. Las cargas dinámicas incluyen equipos de manejo de materiales ("MHE") y otro tipo de tráfico que incluye: montacargas, apiladores y otros vehículos.

 

 

Las cargas de pavimento estático se pueden dividir en tres tipos diferentes

 

Cargas de acción uniforme

 

Las cargas distribuidas uniformemente son, por lo general, una carga distribuida de mayor tamaño, por ejemplo, paletas de madera o rollos de papel apilados unos sobre otros.

 

En la mayoría de los edificios comerciales, los pisos están diseñados para cargas nominales, que son sustancialmente más bajas que las cargas distribuidas en áreas industriales. Cuando las máquinas y el equipo de producción se instalan directamente en los pisos, su base puede considerarse como una carga uniforme. En este tipo de situación, es importante tener en cuenta y amortiguar las posibles vibraciones.

 

Ejemplos:

  • Bloque de cargas de paletas apiladas y bobinas de papel ( unidades de carga )
  • Cargas de maquinaria y equipos fijos.
  • Cargas nominales para uso comercial y recreativo ligero.

Cargas puntuales

 

Las cargas puntuales surgen de cualquier equipo o estructura montada en patas con placas base. Los sistemas de transportadores fijos ofrecen una carga de punto variable y requieren consideración de vibración.

 

Las cargas de punto estático más comunes son de estanterías de almacenamiento. En un sistema de estantería estática convencional, la carga se transmite a la losa a través de las placas base. Las placas base tienen un área de contacto efectiva relativamente pequeña con el piso. La mayoría de las placas base se fijan al piso con pernos que distribuyen la carga.

 

Ejemplos:

  • Asientos de arena
  • Edificios de bastidores revestidos
  • Piernas del altillo
  • Cargas puntuales de maquinaria fija
  • Montajes de grúas apiladoras
  • Patas de almacenamiento
  • Cargas de ruedas de equipos de manejo de materiales.

Cargas lineales

 

Las cargas de línea, como su nombre lo indica, son cargas que actúan a lo largo de una línea, por ejemplo, el peso de un tabique interno que descansa sobre un piso, calculado en unidades de fuerza por unidad de longitud.

 

Algunos sistemas de almacenamiento o equipos montados en rieles son cargas lineales que se pueden colocar en cualquier lugar del piso y pueden ser de magnitud uniforme, escalonada o variable.

 

Ejemplos:

  • Sistema de estantería densa móvil
  • Paredes de partición
  • Equipo fijo montado sobre rieles

Cargas dinámicas del pavimento industrial

 

El tráfico tiene un gran impacto en el pavimento industrial y su diseño. Los equipos de manejo de materiales presentan cargas dinámicas y puntuales. Carretillas elevadoras, transpaletas y apiladores mueven paletas y contenedores para productos a granel o para recoger pedidos. Los artículos individuales se recogen del almacenamiento, se trasladan al embalaje y luego se despachan. Se pueden dividir diferentes tipos de tráfico por su función y tipo para: MHE que opera en áreas de libre circulación y pasillos anchos y MHE que opera en pasillos muy estrechos.

 

El vehículo típico que funciona "a nivel del suelo" es un transportador de paletas, una carretilla de mano o un remolque, que a menudo tiene una capacidad máxima de 3 toneladas y ruedas de poliuretano de carga pequeña. La superficie de contacto de la rueda pequeña y dura genera alta presión local en la superficie del piso. Las superficies de suelo en las que opera este equipo son típicamente planas y niveladas. Este equipo de transporte de carga ligera se encuentra comúnmente en la distribución de alimentos y otros centros logísticos. Para evitar daños en las articulaciones y el posterior desprendimiento, las juntas de contracción deben diseñarse con aberturas estrechas y / o rellenarse con resina flexible que soporte la carga para soportar el tráfico.

 

Las carretillas elevadoras de pasillo muy estrecho (VNA) requieren altas tolerancias de piso y nivelación. Este equipo opera en un pasillo estrecho y fijo entre los estantes altos, estanterías o paletas. Las ruedas de este equipo son típicamente de goma de neopreno duro. El vehículo tiene una ruta fija y generalmente no causa abrasión extrema y agresiva en la superficie del suelo. Este camión generalmente tiene tres ruedas y está guiado por rieles a los lados del pasillo o por cables de guía inductivos. Las superficies del suelo en las áreas de VNA deben ser planas y niveladas sin juntas anchas, escalonadas o desiguales. En instalaciones semiautomatizadas, se deben considerar las áreas donde el vehículo realiza giros frecuentes, especialmente cuando la tercera rueda gira en su lugar.

 

En áreas de movimiento libre y pasillos anchos, las carretillas elevadoras de contrapeso equipadas con mástiles telescópicos (carretillas elevadoras) se utilizan con frecuencia para el manejo de materiales. La capacidad de carga puede ser de 10 toneladas o más, sin embargo, en edificios industriales normalmente no exceden las 4 toneladas, dependiendo de la distribución de la carga. Las alturas de elevación son limitadas y normalmente no superan los 7 metros. Los neumáticos son de caucho macizo o neumáticos, lo que genera menos presión superficial que las ruedas duras pequeñas. Estos vehículos toleran superficies irregulares y acomodan aberturas de juntas más anchas que las ruedas duras MVE. Sin embargo, los neumáticos más blandos tienden a recoger desechos y desechos, lo que resulta en un desgaste excesivo del piso debido a la alta abrasión.

Diseño estructural y tipos de losas

 

Para asegurarse de que el piso de hormigón continuará llevando su carga de diseño con éxito, es vital diseñar y construir la subrasante con el mismo cuidado que el piso mismo. Las presiones ejercidas en la subrasante debido a la carga son generalmente bajas debido a la rigidez de las losas de piso de hormigón y las cargas de las ruedas de los montacargas o las patas altas del bastidor se extienden sobre grandes áreas. Por lo tanto, los pisos de concreto no requieren necesariamente un fuerte soporte de la subrasante. Sin embargo, el soporte de subrasante debe ser razonablemente uniforme sin vacíos o cambios abruptos que ablanden el soporte.

 

Los suelos subterráneos se consideran suelos problemáticos cuando son altamente expansivos o altamente compresibles, como los limos y las arcillas que no proporcionan un soporte uniforme razonable. Se debe realizar una clasificación adecuada del suelo de subrasante para evitar subgrados problemáticos. El informe de clasificación proporciona información sobre las medidas de mejora de subrasante necesarias y los parámetros de diseño para la especificación de losas de concreto.

 

El diseño estructural de la losa de pavimento de hormigón en el suelo está dominado por las condiciones de sub-grado y las cargas del piso. Las dos opciones de diseño son una losa de apoyo al suelo o una losa suspendida soportada por pilotes. Si se determina que la consolidación de suelos plásticos es un problema potencial, una losa suspendida puede ser la única solución efectiva, en la que la losa del piso se construye sobre pilotes o entre vigas de tierra.

 

Ambos tipos de diseño se pueden reforzar con malla de acero o fibras, o se pueden tensar posteriormente. La tecnología de macro fibra de polipropileno se está volviendo más popular para las losas con apoyo de suelo.

Requisitos de diseño de juntas

 

Los almacenes y los centros logísticos tienen un gran volumen de tráfico vehicular. Para mantener la funcionalidad a largo plazo y las operaciones seguras de estas instalaciones, las grietas de hormigón no planificadas deben minimizarse y repararse, mientras que las juntas de expansión y contracción planificadas deben detallarse para soportar el tráfico. El diseño adecuado de la mezcla de hormigón, el uso de refuerzo de hormigón, el curado satisfactorio y el espaciado apropiado de las juntas contribuyen a la prevención de grietas. El agrietamiento ocurre cuando la tensión de tensión en una sección de losa excede la resistencia a la tracción del hormigón. Las grietas no planificadas en el pavimento de un almacén o instalación logística conducirán rápidamente al deterioro, causando problemas de seguridad y posibles daños al producto. Cuando se producen grietas, deben limpiarse y rellenarse con resina semiflexible flexible que soporte el tráfico.

 

Las juntas de aislamiento diseñadas para acomodar el movimiento estructural normal generalmente están selladas con un sellador altamente flexible. Esta práctica no funcionará en almacenes e instalaciones logísticas cuando la junta de aislamiento se encuentre en un patrón de tráfico. Se debe especificar un sistema conjunto especializado que acomode el movimiento y soporte el tráfico sin crear una discontinuidad en la superficie nivelada.

 

Las juntas de contracción, en teoría, acomodan el movimiento creado por la contracción de la losa de concreto a medida que se cura. En la práctica, estas juntas continúan viendo movimiento debido a los cambios de temperatura y humedad. Estas juntas de corte con sierra deben llenarse en áreas que esperan tráfico vehicular. Si no se tratan, las ruedas duras afectarán el borde de la junta y provocarán desprendimientos. Similar al tratamiento de grietas, el tráfico que soporta una resina semiflexible se usa para llenar estas juntas.

Características de superficie

 

La propiedad superficial más importante y requerida de un pavimento industrial de almacén es su capacidad para resistir el desgaste y el polvo. Hoy en día, la buena apariencia, el uso del color de la reflectividad de la luz para la estética y el control de dirección son consideraciones importantes.

Resistencia a la abrasión

 

La resistencia a la abrasión o al desgaste es la capacidad de una superficie de resistir el deterioro causado por las fuerzas de roce, rodadura, deslizamiento, corte e impacto. Los mecanismos de abrasión variarán mucho en diferentes aplicaciones. Pueden ocurrir combinaciones complejas de diferentes acciones, por ejemplo, tráfico de camiones, tráfico peatonal y raspado. El desgaste excesivo y temprano puede resultar de concreto bajo o bajo resistencia específica o resistencia superficial débil relacionada con las condiciones de construcción.

 

Los endurecedores de superficie, los endurecedores químicos y los recubrimientos de alto rendimiento proporcionan soluciones rentables para lograr una alta resistencia a la abrasión. Cada uno de estos mejora el rendimiento del pavimento de hormigón y puede cumplir con las especificaciones requeridas para aplicaciones específicas.

 

La resistencia a la abrasión del suelo depende en gran medida de la composición del hormigón y la dureza y tenacidad del material de acabado, incluidos los revestimientos de acabado. Hay varias pruebas disponibles para medir la resistencia al desgaste y al impacto. Algunos miden la dureza del material mismo, otros la capacidad de resistencia al desgaste de la superficie. Las normas EN BS 8204-2: 2002 y ASTM C779 y ASTM C944 ofrecen orientación sobre resistencia a la abrasión, clases de rendimiento, condiciones de servicio y aplicaciones típicas.

Resistencia química

 

El hormigón es un material poroso con resistencia química limitada. Los ácidos orgánicos y minerales reaccionan con el material cementoso alcalino que erosiona la superficie. Muchos otros agentes, incluida la mayoría de los alimentos, aceites y algunos productos químicos, atacan el hormigón con el tiempo. Cuando sea probable un ataque químico, el piso debe protegerse con material y revestimiento químicamente resistentes que resistan la sustancia agresiva.

Color y apariencia

 

La apariencia final de un pavimento de hormigón nunca será tan uniforme como un acabado superficial recubierto. Los pisos de hormigón están construidos con materiales naturales, terminados por técnicas que no pueden controlarse con la misma precisión que en un proceso de fábrica, y las condiciones durante la instalación varían.

 

Un pavimento de hormigón típico tiene un color gris. Sin embargo, existen formas de producir pavimentos de hormigón con colores y proporcionar diferentes tipos de apariencias. El pavimento de hormigón se puede colorear agregando colorante en la mezcla de hormigón o usando tinción con ácido o tintes a base de agua para proporcionar color a la superficie. Una innovación reciente utiliza un endurecedor coloreado en el que los pigmentos finos suspendidos en agua se mezclan in situ con endurecedores líquidos para pavimentos. Los tonos de color claro, como el amarillo, el beige, el gris claro o incluso el blanco, proporcionan una mayor reflectividad y brillo en la habitación. Esto puede reducir los requisitos de iluminación y ahorrar costos de energía. En grandes almacenes, esto puede tener un gran impacto en la calificación de sostenibilidad.

 

Las marcas de la llana y la decoloración del bruñido son a menudo una consecuencia de las variaciones normales en el fraguado del hormigón o de un acabado deficiente, como el sobre-alisado. El exceso de compuesto de curado puede causar áreas más oscuras. Estos se desgastan y desaparecen con el tiempo y el uso del suelo sin afectar la superficie.

Observaciones finales

 

Solo al proporcionar la combinación correcta de capacidad de carga, control de grietas, tratamiento de juntas, tolerancias apropiadas y rendimiento de la superficie de desgaste, el pavimento del almacén permitirá que las operaciones se lleven a cabo como se esperaba, con la máxima eficiencia y rentabilidad. Cualquier defecto en la especificación o la mano de obra estará expuesto por el tráfico constante y exigente que se encuentra en estos entornos. Por lo tanto, el requisito más importante para el piso en instalaciones de almacén y logística es proporcionar una plataforma libre de problemas para las operaciones relacionadas con la funcionalidad, durabilidad y economía.

 


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