Cementos expansivos para el taqueo y la demolición

A mediados de los años setenta del siglo XX, un ingeniero y químico italiano, Rossano Vannetti, comienza el estudio y el desarrollo de la formulación moderna del cemento expansivo. A base de carbonatos de calcio, consigue desarrollar una formulación que le permite regular a voluntad el tiempo de reacción del producto, y por tanto, a base de catalizadores de la reacción, controlar los tiempos de rotura.

El cemento expansivo permite el taqueo y demolición sin emplear productos explosivos. Este método, consiste en llenar los barrenos practicados en los bloques de roca con un cemento, encartuchado o a granel mezcla de cal y silicatos, que al hidratarse aumenta de volumen y genera unas presiones expansivas del orden de unos 30 MPa, que provocan la rotura de los bloques siguiendo la malla previstas de las perforaciones.

La principal ventaja es la ausencia total de alteraciones ambientales y su mayor inconveniente el coste. Se utilizan normalmente donde no es posible realizar voladuras. Las cantidades consumidas oscilan entre los 3 kg/m3 en rocas blandas hasta los 8 kg/m3 en rocas duras. Normalmente, la proporción de agua que se añade al cemento es del 25% y los tiempos necesarios para que aparezca la rotura de la roca van desde los 30 minutos para algunos tipos hasta las 12 y 24 horas para otros. Aunque estos cementos son productos básicamente seguros, es preciso durante su manejo observar algunas recomendaciones:

  • Usar guantes y gafas protectoras, ya que, generalmente, son sustancias alcalinas con un pH muy alto y cualquier salpicadura puede producir daños en la piel y en los ojos.
  • Una vez cargados los barrenos no mirar en la dirección de éstos.
  • Colocar protecciones ligeras sobre la roca a fragmentar si existe riesgo de estallidos y proyecciones de pequeñas esquirlas” sobre todo si se lleva a cabo un taponado firme de los barrenos.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.

 

Reflexiones sobre la competitividad de los destinos turísticos y la calidad

¿Qué opciones tiene España para salir de la crisis? Probablemente una de las bazas más fuertes con las que se cuenta es el turismo, fundamentado en las ventajas climáticas y la buena comunicación con el resto de Europa. Sin embargo, algo habrá que hacer mejor para evitar que esta oportunidad se convierta en una amenaza por culpa de una mala gestión, especialmente en el ámbito de la ordenación del territorio. Veamos, pues, es este post, algunas reflexiones relacionadas con los destinos turísticos, la competitividad y la calidad.

La globalización de los mercados turísticos, las estructuras de costes en los destinos emergentes o el abaratamiento del transporte ha provocado el aumento de la competencia y las posibilidades de elección de destino. La estrategia competitiva basada tan sólo en el precio desencadena dinámicas difíciles de romper, en las cuales una minoración en los costes conlleva mayores volúmenes de negocio que resultan inconciliables con la progresiva rivalidad de los destinos turísticos, que a su vez, traen consigo consecuencias ambientales y sociales inadmisibles en el marco de un desarrollo sostenible. La pluralidad de comportamientos de los consumidores, cada vez más dirigidos hacia ofertas diferenciadas y de mayor calidad, configura un horizonte donde la provisión de productos y servicios excelentes será un elemento decisivo del éxito empresarial, y la clave de su competitividad.

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¿Qué son las metaheurísticas?

              ¿Cómo se podrían optimizar en tiempos de cálculo razonable problemas complejos de redes de transporte, estructuras de hormigón (puentes, pórticos de edificación, túneles, etc.) y otro tipo de problemas de decisión empresarial cuando la dimensión del problema es de tal calibre que es imposible hacerlo con métodos matemáticos exactos? La respuesta son los métodos aproximados, también denominados heurísticas. Este post divulgativo trata de ampliar otros anteriores  donde ya hablamos de los algoritmos, de la optimización combinatoria, de los modelos matemáticos y otros temas similares. Para más adelante explicaremos otros temas relacionados específicamente con aplicaciones a problemas reales. Aunque para los más curiosos, os paso en abierto, una publicación donde se han optimizado con éxito algunas estructuras de hormigón como muros, pórticos o marcos de carretera: (González et al, 2008).

            Desde los primeros años de la década de los 80, la investigación de los problemas de optimización combinatoria se centra en el diseño de estrategias generales que sirvan para guiar a las heurísticas. Se les ha llamado metaheurísticas. Se trata de combinar inteligentemente diversas técnicas para explorar el espacio de soluciones. Osman y Kelly (1996) nos aportan la siguiente definición: “Los procedimientos metaheurísticos son una clase de métodos aproximados que están diseñados para resolver problemas difíciles de optimización combinatoria, en los que los heurísticos clásicos no son ni efectivos ni eficientes. Los metaheurísticos proporcionan un marco general para crear nuevos algoritmos híbridos combinando diferentes conceptos derivados de la inteligencia artificial, la evolución biológica y la mecánica estadística”. Continue reading “¿Qué son las metaheurísticas?”

Comunicaciones presentadas en el 2º Congreso EIME

En plena celebración del 2º Congreso Nacional sobre Ensañanza de las Matemáticas en Ingeniería de Edificación, desarrollado los días 18 y 19 de julio de 2013 en la Universitat Politècnica de València, aprovecho para presentar los resúmenes de los trabajos que hemos presentado. Espero que sean de vuestro interés.

Los autores agradecen el aporte financiero realizado para este trabajo por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto de Investigación BIA2011-23602) y por la Universitat Politècnica de València (Proyecto de Investigación PAID-06-12). Continue reading “Comunicaciones presentadas en el 2º Congreso EIME”

El uso de residuos agrícolas como material puzolánico en la construcción

En septiembre del 2012 se leyó en el Departamento de Ingeniería de la Construcción de la Universidad Politécnica de Valencia un trabajo fin de máster (Máster en Ingeniería del Hormigón) denominado “Caracterización química y reactividad de la ceniza de caña común y planta de maíz, para su uso como adición puzolánica en morteros y hormigones“, cuyo autor es Alejandro Escalera y cuyos directores fueron los profesores Jose María Monzó y Jorge Payá. Debido al interés que tiene esta línea de investigación seguida dentro del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), voy a dedicar este post a divulgar la línea de trabajo realizado.

Los romanos ya acuñaron el término “puzolana” para designar a la fina ceniza volcánica que, mezclada con cal y agua, forma compuestos con propiedades cementantes capaces de presentar propiedades similares a un hormigón convencional elaborado con cemento común. Lo realmente interesante es que la combustión, bajo determinadas condiciones, los residuos agrícolas tales como la cascarilla del arroz, las hojas de bambú o la caña de azucar, presentan contenidos en sílice que pueden tener carácter puzolánico. Estos residuos agrícolas son aquellas partes de la planta que es necesario separar para obtener el fruto o para facilitar el cultivo propio o posterior; y si bien gran parte de estos residuos se consumen por la ganadería, otros no son aprovechables. Continue reading “El uso de residuos agrícolas como material puzolánico en la construcción”

Construcción de túneles mediante precorte mecánico o “Premill”

El método de precorte con revestimiento previo a la excavación, denominado precorte mecánico, preserraje mecánico de anillos o “premill”, consiste en la realización de un corte al avance, a partir del frente de excavación en el trasdós de la sección del túnel. Este método se emplea en suelos y rocas blandas, preferentemente por encima del nivel freático.

Este procedimiento constructivo se enmarca dentro de los métodos denominados de presostenimiento al avance, especialmente idóneos para la ejecución de túneles en entornos urbanos o semiurbanos, debido a la limitación de deformaciones superficiales (subsidencias) que producen en las estructuras y servicios situados por encima de la clave.

Con el método de precorte mecánico se produce un confinamiento del frente de excavación, previo a la realización de la misma, con indudables ventajas añadidas de cara a la estabilidad del mismo.

Máquina de precorte mecánico

Este corte se efectúa con una máquina específica a través de una especie de sierra de corte, que consta de dientes de widia. La ranura resultante se rellena, a continuación, con hormigón proyectado de fraguado rápido realizado por vía seca o húmeda, obteniéndose, de esta forma, una bóveda estabilizante.

Una vez ha fraguado el hormigón de la bóveda, esta asegura la estabilidad de la cavidad, constituyendo el sistema de sostenimiento. Posteriormente se efectúa la excavación del material que queda bajo la bóveda. Adicionalmente, pueden realizarse refuerzos con cerchas o bulones. El sistema exige una gran superficie de frente abierto para que pueda pasar el bastidor, y exige colocar a tiempo la riostra de solera necesarias para acodalar las tejas de la sección correspondiente, de forma provisional hasta que se cierren con la solera, que debe ir siempre algo retrasada por motivos constructivos.

En España se ha utilizado en los túneles ferroviarios del Goloso (Madrid), ampliación de la línea VI del Metro de Madrid y túneles de la M-40 en el Monte del Pardo, también en Madrid. Premesa, la licenciataria en España del método Premill, construyó 2 enormes máquinas para su utilización en los túneles de El Pardo. La cuchilla de cada máquina presenta 5 m de longitud y corta una abertura de 30 cm. de anchura. Cada ciclo Premill de 14 m., comienza con el corte de una sección de aproximadamente 2 m. alrededor del perfil de la bóveda, hasta alcanzar una profundidad de 4,5 m.

El método de precorte mecánico posee algunas analogías con el Nuevo Método Austriaco (NMA) para la construcción de túneles. De hecho se pueden utilizar, en algunos casos, los mismos elementos de sujeción inmediata, como el hormigón proyectado, bulones de anclaje y cerchas. No obstante, la diferencia fundamental reside en el hecho de que con el precortemMecánico el revestimiento preliminar de hormigón se realiza al  avance respecto al frente de excavación, en una longitud de 3 a 5 m, mientras que en el NMA el revestimiento previo sigue a la excavación del frente a una cierta distancia.

Esta característica constituye la ventaja fundamental del método de precorte mecánico, pues el comportamiento de la formación por donde discurre el túnel está condicionado, de forma fundamental, por la sucesión de operaciones en el frente de excavación.

Referencias:

Pérez, R.; Rojo, J.L. (1999). El método de precorte mecánico (Premill (R))Ingeopress, 72:62-72.

 

Precedentes de los explosivos actuales: el fuego griego

Uso del fuego griego, según un manuscrito bizantino.

Un explosivo es una sustancia o mezcla de sustancias que, mediante un estímulo externo, pueden transformarse repentinamente en un gran volumen de gases y sustancias volátiles a gran temperatura. Pueden considerarse como sistemas químicos en equilibrio inestable, de forma que un impulso de energía inicial debidamente suministrada da lugar a la explosión.

Pero, ¿quién inventó los explosivos? Parece ser que los chinos ya utilizaron desde el siglo I d. de J.C. la pólvora negra o pírica, una primera sustancia con combustión lo suficientemente rápida para constituir una explosión, y que era utilizada probablemente con fines pirotécnicos. Fue a partir del siglo XII cuando los árabes empezaron a usarla como explosivo propulsor de los fusibles, si bien los bizantinos ya la habían utilizado antes en el llamado “fuego griego“. Continue reading “Precedentes de los explosivos actuales: el fuego griego”

La ingeniería de caminos en el siglo XXI ¿quo vadis?

En un momento como el actual, donde parece que el ingeniero de caminos, canales y puertos, es una titulación académica con horizonte borroso, no está de más seguir con algunos post adicionales a otros anteriores relacionados con el origen de la profesión. Todo el prestigio y el esfuerzo desarrollado por generaciones anteriores queda en este momento en manos de una generación como la nuestra, que podremos acertar o errar tomando decisiones que afectarán a lo que será nuestra profesión en el futuro.

Nos habíamos quedado a finales del siglo XIX, ¿qué pasó en el siglo XX? En el año 1926 se concedió a la Escuela (la única en ese momento, en Madrid) la autonomía respecto del Estado, a la que se había hecho acreedora en su fructífera y larga vida. Hasta 1933, la Escuela se convirtió en un centro donde personalidades científicas, tanto españolas como extranjeras, vinieron a impartir numerosas conferencias, convirtiéndose en un foco cultural de primer orden. La independencia económica consecuente con la obtención de personalidad jurídica permitió atender a la mejora de la enseñanza, modernizando los medios docentes y potenciando los trabajos de investigación. En cursos sucesivos se producen leves modificaciones en la estructura del plan de estudios, aunque sigue manteniendo la duración de cinco años con examen de ingreso previo. En 1953 se crea el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Continue reading “La ingeniería de caminos en el siglo XXI ¿quo vadis?”

El oficio de ferrallista

El ferrallista, también llamado ferralla, es el profesional que, dentro de una obra de construcción, se encarga de la elaboración y colocación del hierro con el que se hacen las estructuras de hormigón armado. Las principales tareas de estos trabajadores son las siguientes:

  1. Interpretar la documentación técnica, para preparar los trabajos de elaboración de armaduras, de manera que éstos se puedan realizar coherentemente.
  2. Medir, cortar y doblar las barras de acero que formarán parte de la armadura de elementos constructivos de hormigón armado, de acuerdo con las especificaciones técnicas suministradas.
  3. Montar armaduras para elementos constructivos de hormigón armado, con barras preformadas y siguiendo las especificaciones técnicas que se indiquen
  4. Instalar y montar en obra armaduras realizadas en el taller, así como complementarlas o confeccionar otras in situ, de acuerdo con los requerimientos del proyecto
Ferrallista. Fuente: Fundación Laboral de la Construcción
Un aspecto a tener en cuenta, pero que será objeto de otro post, es la progresiva industrialización en la fabricación de la ferralla. La normalización de los esquemas de armaduras y los procesos de industrialización en su montaje, proporcionan ventajas evidentes a tener en cuenta.
En el siguiente enlace de la Junta de Andalucía podéis ver un documento sobre este oficio que os puede ser de interés: http://www.juntadeandalucia.es/servicioandaluzdeempleo/web/websae/export/sites/sae/es/empleo/buscarTrabajo/eligeProfesion/galeriaPDFs/Detalle/015006Ferra.pdf

Os adjunto dos vídeos, uno de Structuralia y otro de la Junta de Andalucía que describen este oficio. En uno de ellos podréis descubrir algunas malas prácticas en relación con la seguridad. Espero que os gusten.

¿Qué es una planta desaladora que funciona mediante ósmosis inversa?

La ósmosis ocurre cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Si estos fluidos están separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido de mayor concentración.

Esto ocurre en situaciones normales, en que los dos lados de la membrana estén a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta concentración al de baja concentración de sales. Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración. Continue reading “¿Qué es una planta desaladora que funciona mediante ósmosis inversa?”