Encofrados de madera y metálicos en muros de
corte y su desempeño respecto al número de
usos y costo
Resumen: La construcción con concreto requiere de un encofrado que forma a las secciones
estructurales y resista el peso del concreto, este representa entre el 40% y el 60% de los costos globales del
concreto, por lo que el equipo de construcción debe tomar decisiones rentables a lo largo de todo el
proyecto. En esta investigación se compara el rendimiento técnico y económico, el costo unitario y la cantidad
de aplicaciones del encofrado metálico y de madera en la construcción de muros de corte ejecutados en 80
unidades unifamiliares reunidos en 4 unidades inmobiliarias. Para alcanzar el valor de rendimiento de
3.501,18m2, con el encofrado metálico, se requirió de 31 usos con un costo de 5.873,13 USD; en cambio, con
el encofrado de madera se requirió de 51 usos con un costo de 14.289,79 USD. Después de 20 usos,
comparando el encofrado de madera con el metálico, el segundo resultó un 66% más eficiente.
Palabras clave: Encofrado, madera, metálico, desempeño.
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Abstract.- Concrete construction requires a formwork that shapes the structural sections and resists the
concrete's weight, representing between 40% and 60% of the overall concrete costs, so the construction team
must make cost-effective decisions throughout the project. This research compares the technical and
economic performance, unit cost, and the number of metal and wood formwork applications in constructing
shear walls in 80 single-family units assembled in 4 real estate units. To reach the yield value of 3,501.18m2,
with the metal formwork, 31 uses were required at the cost of 5,873.13 USD; on the other hand, with the
wood formwork, 51 uses were necessary at the cost of 14,289.79 USD. After 20 uses, comparing the wood
formwork with the metal formwork, the latter was 66% more efficient.
Keywords: Formwork, wood, metal, performance.
Wood and metal shear wall formwork and its performance concerning its uses number and
costs
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Recibido (16/12/2022), Aceptado (11/04/2023)
José Ronald Aguilar Huerta
https://orcid.org/0000-0002-5215-5253
jose.aguilar@unsaac.edu.pe
Universidad Nacional de San Antonio
Abad del Cusco
Cusco, Perú
Urpi Barreto Rivera
https://orcid.org/0000-0002-2205-6799
ubarreto@continental.edu.pe
Facultad de Ingeniería. Universidad
Continental
Cusco, Perú
Lisbeth Berrio Atapauccar
https://orcid.org/0000-0002-9893-077X
lisbeth.berrio1@gmail.com
Universidad Nacional de San Antonio Abad
del Cusco
Cusco, Perú
https://doi.org/10.47460/uct.v27i119.710
I. INTRODUCCIÓN
El concreto es uno de los principales materiales de construcción en el sector de la edificación. Es un material
que puede ayudar a reducir los costos de mantenimiento del edificio, mejorar la protección contra incendios y
minimizar el ruido, todo lo cual contribuye a la longevidad de un edificio [1]. Se ha utilizado ampliamente en la
construcción de edificios e infraestructuras residenciales y comerciales no sólo por sus excelentes
propiedades de construcción, como el rendimiento estructural, la sostenibilidad, la accesibilidad y el bajo
costo, sino también por su capacidad de encofrado para conseguir cualquier forma independientemente de la
complejidad geométrica. Por ello, el concreto requiere un molde para dar forma a las piezas estructurales en
los proyectos de construcción, lo que se conoce comúnmente como encofrado.
El encofrado se define como una estructura temporal utilizada para soportar y resistir el peso del concreto
hasta que pueda aguantar su propio peso. La construcción de los distintos componentes de las estructuras
de concreto armado -columnas, muros, vigas, cubiertas, etc.- requiere encofrados, que funcionan de forma
similar a los moldes en el sentido de que permiten conseguir las formas y medidas indicadas en los diseños
correspondientes.
Sin embargo, los encofrados no deben ser considerados como simples moldes. En realidad, son estructuras;
por lo tanto, sujetas a diversos tipos de cargas y acciones que, generalmente, alcanzan significativas
magnitudes [2]. Los encofrados tradicionales se han utilizado en la construcción de concreto desde los
primeros tiempos, los cuales están hechos de materiales rígidos y normalmente se utilizan para las
estructuras con geometrías regulares. El encofrado de madera y el encofrado metálico son los dos tipos de
encofrados tradicionales más utilizados [3].
En términos de costo, el encofrado representa entre el 40% y el 60% del total de la obra de concreto y
aproximadamente el 10% de los costos totales de la construcción [4]. Basándose en este estudio, el equipo de
construcción debe tomar decisiones rentables a lo largo de todo el proceso, desde la selección de materiales
hasta la instalación del encofrado, para garantizar que el proyecto sea rentable en cuanto a costos y tiempo
[5], [6], por lo que, el número de usos del encofrado también es otro factor decisivo dependiendo de los
requerimientos de la obra de manera que se evite un encarecimiento innecesario.
Esta investigación se analiza en la gerencia de la empresa constructora Corporación Ayar S.A.C. en el Perú,
para esto se analizó un condominio de cuatro bloques de seis niveles de 20 departamentos cada uno. El
sistema estructural de acuerdo a los planos fue de muros de corte o placas. El encofrado y desencofrado es
en total de 3.501,18 m2, por lo tanto, surgió la cuestión de qué tipo de encofrado usar. Por tal motivo, se
realizó un estudio técnico y económico para determinar la eficiencia en la empleabilidad de ambos tipos de
encofrados, a través de comparaciones entre rendimientos, costos unitarios y usos de los mismos.
II. DESARROLLO
Los encofrados tradicionales suelen fabricarse con materiales rígidos como la madera y el metal para la
construcción de estructuras de concreto con geometrías regulares. Estos encofrados suelen ser construidos
manualmente por artesanos cualificados. Debido a que, la aplicación de los encofrados tradicionales tiene una
larga historia, las técnicas de fabricación, como el corte, el montaje y la colocación de los elementos del
encofrado, están bien establecidas.
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A. Encofrado de madera
En los encofrados de madera la construcción se realiza en el sitio utilizando como material de fabricación las
tablas de madera y madera contrachapada o aglomerado resistente a la humedad. Es utilizada en su mayoría
en obras de pequeña y mediana envergadura. El contrachapado es un material comúnmente utilizado en los
encofrados de madera. El contrachapado es un producto de madera fabricado con finas láminas de chapa
laminada transversalmente y unidas bajo calor y presión con fuertes adhesivos [7]. Los paneles de madera
contrachapada tienen una estabilidad dimensional superior y una excelente relación resistencia-peso.
También son muy resistentes a los impactos, a los productos químicos y a los cambios de temperatura y
humedad [8]. El uso del contrachapado como material de encofrado tiene muchas ventajas, como su
superficie lisa, su disponibilidad en una gama de espesores y longitudes estándar, y su facilidad de manejo
durante la construcción. Además, los paneles de madera contrachapada pueden desmontarse fácilmente,
invertirse y utilizarse en diferentes lados, lo que podría aumentar el número de reutilizaciones [9].
Con el rápido desarrollo de la industria inmobiliaria, se ha visto un gran aumento de los edificios
residenciales y comerciales de gran altura en todo el mundo. En estas estructuras modernas se suele requerir
un sistema de encofrado con gran capacidad de carga y rigidez global. Para mejorar la calidad del encofrado
de madera y obtener un contrachapado de altas prestaciones para las construcciones modernas, se investigó
el contrachapado compuesto, se utilizaron chapas de álamo y eucalipto de rápido crecimiento como
materiales de base debido a su alta relación resistencia-peso y su bajo costo [10]. El tejido de fibra de
carbono, que tiene baja densidad, alta resistencia, alto módulo y propiedades químicas estables, se utilizó
para reforzar el contrachapado compuesto. Se descubrió que tanto la resistencia al impacto como las
propiedades de flexión del encofrado podían mejorar significativamente utilizando el contrachapado
compuesto en comparación con la madera ordinaria.
Aunque los encofrados de madera se han utilizado ampliamente en la industria de la construcción, no están
exentos de desventajas. Por un lado, los encofrados de madera suelen requerir mucha mano de obra para
cortar y ensamblar las piezas de madera, lo que requiere mucho tiempo para la construcción de grandes
estructuras [11]. Por otro lado, la reutilización de los elementos de madera se limita a estructuras con
geometrías similares, y los elementos de madera suelen tener una vida útil corta [12]. Además, el encofrado
de madera no puede mantener su forma cuando se aplican cargas pesadas, y suele ser necesario un sistema
de andamiaje adicional, lo que resulta ineficiente e insostenible [13].
B. Encofrado de metálico
El sistema de encofrado metálico es otro sistema de encofrado tradicional ampliamente utilizado en todo el
mundo. El acero y el aluminio son los dos materiales más utilizados en el sistema de encofrado metálico. En
comparación con el encofrado de madera, el encofrado de acero tiene varias ventajas. En primer lugar, el
encofrado de acero no sólo puede proporcionar una rigidez y resistencia adecuadas, sino que también se
puede montar, desmontar, trasladar y volver a montar rápidamente [14]. En segundo lugar, el costo puede
reducirse mediante la reutilización múltiple, especialmente en el caso de estructuras con formas ortogonales.
Además, la suavidad de la superficie de los componentes de concretos colados por el encofrado de acero
suele ser buena. Aunque el encofrado de acero es el más adecuado para la fabricación de componentes de
concreto ortogonales, también puede utilizarse para vaciar componentes de concretos curvos. Mediante un
diseño adecuado, el encofrado de acero puede servir como encofrado permanente, de modo que se pueden
conseguir sistemas de cubierta de acero de gran envergadura, lo que permite reducir el costo y el tiempo de
construcción. También puede reducirse el número de componentes de soporte, como las vigas y los muros, lo
que permitiría obtener diseños de planta abierta excepcionales.
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A pesar de las muchas ventajas, también hay que tener en cuenta las desventajas del encofrado de acero.
En primer lugar, el costo del encofrado de acero sería elevado. No sería rentable utilizar el encofrado de acero
a menos que se pueda utilizar repetidamente. Además, el encofrado de acero tiene un gran peso propio, lo
que puede requerir equipos de elevación adicionales durante la construcción. Mientras tanto, el encofrado de
acero puede ralentizar el proceso de curado del concreto en tiempo frío, y también puede oxidarse durante la
temporada de lluvias, lo que puede afectar a la resistencia, la duración y la calidad de la superficie de los
componentes del concreto. Además del acero, también se ha utilizado el aluminio como material de
encofrado. Debido a su menor densidad, el encofrado de aluminio es mucho más ligero que el de acero.
El encofrado de aluminio se suele fabricar en forma de sistema de encofrado modular que consta de
miembros de tamaño estándar. Utilizando el encofrado modular de aluminio, las obras de construcción son
rentables, y normalmente se pueden conseguir componentes de concreto con una buena calidad superficial.
La naturaleza del sistema de encofrado modular también permite un fácil montaje y desmontaje de los
miembros del encofrado, lo que significa que la construcción puede ser muy eficiente con poca desviación en
la dimensión [15]. Como el aluminio puede ser atacado químicamente por el concreto fresco, es conveniente
utilizar una aleación de aluminio en el sistema de encofrado.
En la actualidad, los encofrados de acero y aluminio se utilizan principalmente para vaciar componentes de
concreto ortogonales para los que es posible el uso repetitivo de encofrados. Para estructuras de concreto
con geometrías complejas y personalizadas, estos encofrados no se utilizan habitualmente. Esto se debe
principalmente a la dificultad en la fabricación de los miembros del encofrado metálico en formas complejas.
Además, los costos de fabricación y mantenimiento de los encofrados de acero y aluminio son relativamente
altos. Además, el encofrado utilizado para la fundición de elementos estructurales a medida no puede
utilizarse repetidamente, lo que supone un aumento adicional del costo global. Además, como el encofrado
metálico es impermeable, el aire atrapado daría lugar a la formación de agujeros de soplado en un concreto
inadecuadamente compactado.
C. Requerimientos del sistema de encofrados de madera y metálicos
Para evaluar los requerimientos necesarios [16], se considera a la mano de obra, equipo y maquinaria y
almacenamiento para encofrados tanto de madera y metálicos en muros de corte (muros estructurales,
generalmente vertical, diseñados para resistir combinaciones de cortante, momento y fuerza axial inducidas
por los movimientos sísmicos), tal como se aprecia en la tabla a continuación.
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Tabla 1. Requerimientos de Sistema de Encofrados Convencional de Madera y Metálico
Fuente: [16].
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III. METODOLOGÍA
Para determinar la eficiencia en la empleabilidad de los encofrados convencionales de madera y los
encofrados metálicos, se analizó un condominio de cuatro bloques de seis niveles de 20 departamentos cada
uno. El sistema estructural es de muros estructurales. De acuerdo a los planos, el encofrado y desencofrado
asciende a un total de 3.501,18 m2. Por lo tanto, surge la necesidad de elegir correctamente el encofrado a
utilizarse. En consecuencia, en la investigación se plantea una metodología para la elección del encofrado, la
cual consiste en (i) calcular el costo unitario de la actividad encofrado y desencofrado en muros de corte, con
encofrados de madera y encofrados metálicos, (ii) compatibilizar los planos las distintas especialidades e
identificar la ubicación y geometría de los muros de corte para realizar la medición en metros cuadrados de
los encofrados requeridos, (iii) determinar los rendimientos en metros cuadrados por día diferenciando entre
encofrados de madera y metálicos, (iv) realizar la equivalencia de un mismo número de obreros,
estableciendo el rendimiento en la unidad de metros cuadrados en un día, del encofrado tanto para madera
como para metálico, (v) estimar el costo inicial que se requiere para iniciar el encofrado de madera, así como
el del encofrado metálico, (vi) para los encofrados de madera, elaborar una tabla de usos, costo y
rendimiento, tomando en cuenta la vida útil de cinco usos, (vii) para los encofrados metálicos, elaborar una
tabla de usos, costo y rendimiento, tomando en cuenta la vida útil de hasta 100 usos, (viii) graficar los costos y
usos en el empleo de los encofrados convencionales de madera y encofrados metálicos en muros de corte y
(ix) graficar los rendimientos y usos en el uso de encofrados convencionales de madera y encofrados
metálicos en muros de corte.
RESULTADOS
A. Análisis de costos unitarios
En un análisis de costos unitarios se ofrece una lista completa de los suministros, herramientas, mano de
obra y otros gastos necesarios para completar una actividad concreta, que se utiliza para desglosar el costo
de cada elemento de trabajo en términos unitarios, este análisis se utiliza como herramienta de gestión de
costos a lo largo de toda la construcción. En la tabla 2 se muestra el costo unitario de la partida de encofrado
y desencofrado para muros de cortante utilizando el encofrado tradicional de madera, en el contexto
estudiado el costo por metro cuadrado del encofrado de madera es de 18,63 USD.
Tabla 2. Análisis de Costos Unitarios para encofrados de madera.
Fuente: Elaboración propia.
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En la tabla 3 se observa que el costo unitario de la partida de encofrado y desencofrado para muros de corte
utilizando encofrados metálicos, estos tienen un costo unitario de 5063 USD.
Tabla 3. Análisis de Costos Unitarios para encofrados metálicos.
Fuente: Elaboración propia.
En la tabla 4, se aprecia el rendimiento de una cuadrilla tanto para el encofrado convencional de madera, así
como para el encofrado metálico. Es así que, el rendimiento de una cuadrilla para el encofrado de muros de
corte haciendo uso de un sistema de encofrado convencional de madera es de 69,72m2 teniendo en cuenta
que lo realizan doce obreros, mientras que para la misma cantidad de obreros empleado un sistema de
encofrado metálico es de 116,00 m2. En la edificación estudiada, se ha cuantificado un total de 3.501,18 m2
de encofrado, es así que se obtiene un costo inicial de 1.298, 88 USD en el caso de encofrados de madera y
5873.08 USD en el caso de encofrados metálicos.
Tabla 4. Rendimiento y costo, para una cuadrilla de obrero para encofrados de madera y metálicos
En la tabla 5, se tiene la comparación numérica de los encofrados de madera con los encofrados metálicos,
teniendo en cuenta el número de usos, costo y rendimiento.
Fuente: Elaboración propia.
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Tabla 5. Usos, rendimientos y costo inicial para, encofrados de madera y metálicos.
Fuente: Elaboración propia.
En la figura 1 se observa que el punto de intersección del costo de encofrados de madera y metálicos
comparado con el número de usos empleados en muros de corte o placas se observa que para usos
inferiores o iguales a 20 es más económico emplear encofrados de madera, se observa también que, después
del uso 20, es más rentable emplear encofrados metálicos.
Fig. 1. Costos y usos en la utilización de los encofrados convencionales de madera y
encofrados metálicos en muros de corte o placas.
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En la figura 2, se observa la relación hallada para determinar la eficiencia que genera la relación que existe
entre el número de usos de los encofrados metálicos comparados con los encofrados de madera, es decir 51
usos entre 31 usos, respectivamente. Es decir, para aproximarse al valor del rendimiento de 3.501,18 m2, en
el caso de encofrados de metálicos, es necesario 31 usos, con un costo de 5.873,13 USD. En el caso de los
encofrados de madera, se necesita 51 usos, y un costo de 14.289,79 USD.
CONCLUSIONES
Por su rendimiento estructural, sostenibilidad, accesibilidad y bajo costo, el concreto es un material crucial
para la construcción; hasta que el concreto pueda soportar su propio peso, debe apoyarse en estructuras
temporales conocidas como encofrados. Los encofrados de madera y los metálicos son ejemplos de
encofrados tradicionales y suelen usarse en estructuras con geometrías regulares. Entre el 40% y el 60% del
costo total de la obra de concreto y alrededor del 10% de los gastos totales de construcción son atribuibles al
encofrado. Por lo tanto, es importante tener en cuenta la selección del material y la instalación del encofrado
para garantizar que el proyecto sea viable desde el punto de vista financiero y logístico. En este estudio
técnico y económico, se compararon el rendimiento, los costos unitarios y el uso de dos tipos de encofrados
para un condominio de cuatro bloques y seis niveles. Se halló que la eficiencia del encofrado metálico es 65%
más que el encofrado de madera. A partir del análisis presentado, se entiende que el punto de inflexión entre
el encofrado de madera y el encofrado metálico es de 20 usos. Es decir, cuando se tiene más de 20 usos de
encofrados se recomienda que se use encofrados metálicos de lo contrario emplear encofrados de madera.
Para la misma cantidad de usos el rendimiento de los encofrados metálicos es mucho mayor a de los
encofrados de madera. De la misma manera se determinó que, para la misma cuadrilla de doce obreros, el
costo inicial que se requiere para iniciar los trabajos de encofrados de madera es de 1.299,07 USD, además el
rendimiento de estos sería 69,72m2. Para el caso de encofrado metálico, considerando la misma cantidad de
obreros el costo inicial es de 5.873,13 USD, para un rendimiento de 116,00 m2. En el desarrollo de la
investigación, no se ha evidenciado la cantidad de usos totales que tuvo los encofrados metálicos durante su
vida útil.
Fig. 2. Rendimiento y usos en la utilización de los encofrados convencionales de
madera y encofrados metálicos en muros de corte o placas.
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LOS AUTORES
Ronald Aguilar Huerta, Ingeniero Civil. Maestro en Ciencias de Ingeniería.
Culminó el Doctorado de Administración. Especialista en obras por impuestos,
residencia de obra, supervisión de obras, evaluador de proyectos de inversión
pública. Con experiencia en procesos constructivos y gestión de proyectos.
Urpi Barreto Rivera, Ingeniera Civil. Magister en Gestión y Planificación en
Ingeniería Civil. Doctora en Administración. Docente universitaria. Perito de la
Corte Superior de Justicia.
Lisbeth Berrio Atapauccar, Ingeniera Civil. Experiencia en ejecución y gestión
de obras de tipo edificación y defensa ribereña. Estudios de especialización en
gestión de proyectos..