Curvas S. Vía Diego Navarro http://direccion-proyectos.blogspot.com.es/
La curva de avance o curva“S”, representa en un proyecto el avance real respecto al planificado en un periodo acumulado hasta la fecha. La curva recibe el nombre de “S” por su forma: al principio del proyecto hay una tendencia de costes acumulados crecientes, mientras que estos costes acumulados decrecen hacia el final.
La primera versión de la Curva S se crea a partir del cronograma vigente y el presupuesto inicial. Posteriormente, se puede actualizar conforme se generan las nuevas versiones. El objetivo es detectar las desviaciones existentes y tomar medidas para corregirlas. Esta curva indica que porcentaje de avance físico de trabajo es más bajo al inicio y al final de la actividad. Este hecho se debe a que en el inicio del trabajo, se requiere tiempo para familiarizarse con la documentación, necesidades del cliente y suscitar el ambiente motivacional sobre el cual se desarrollará el proyecto.
Para aclarar estos conceptos, os dejo un vídeo explicativo que espero os guste.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
A veces resulta ventajoso el uso de tablestacas arriostradas con tirantes respecto a las arriostradas mediante perfilería metálica cuando no existen obstáculos en la excavación y puesta en obra en el interior del recinto o zanja.
En este caso, es posible alcanzar profundidades elevadas de excavación sin necesidad de perfiles o codales. Es ideal para zanjas que necesiten arriostramiento y sirvan para colocar tubos en tramos de gran longitud, imposibles de colocar con la existencia de codales. Asimismo, su empleo estaría recomendado cuando fuese necesario realizar la excavación en más de una fase, para realizar el montaje de los tirantes y la viga de atado.
Este arriostramiento se ejecuta normalmente con tirantes formados por barras de acero macizas. Estos tirantes limitan las deformaciones en las pantallas. Además, todo este material (tablestacas principal y trasera, tirantes y piezas auxiliares) es recuperable.
Uno de los condicionantes del procedimiento constructivo, tal y como se ve en la figura anexa, es la necesidad de espacio en obra para colocar una pantalla de tablestacas trasera a la principal, de forma que sea capaz de transmitir al terreno la reacción en el arriostramiento, al estar ambas pantallas conectadas por dichos tirantes.
La variante de Burgos es un tramo de línea de la Línea de alta velocidad Venta de Baños-Burgos-Vitoria que recorre el norte de la ciudad española de Burgos. Cuenta con una longitud total de 20,7 kilómetros, y permite recorrer la ciudad por el norte a una cota distinta a la de la ciudad, generando una gran permeabilidad. Posee cuatro ramales de enlace: uno de 3,7 km con línea Madrid-Burgos, otro de 2,4 km con el polígono industrial de Villalonquejar; y dos, de 2,9 km al oeste y 0,5 km al este, para conectar con el Puerto seco de Burgos. Para facilitar el paso de personas, vehículos y fauna se tuvieron que construir 29 estructuras: 6 superiores, 18 inferiores, 5 viaductos y un falso túnel, cercano a la localidad de Villatoro. Su trazado discurre al norte de la ciudad, y las obras incluyeron la nueva Estación de Burgos Rosa de Lima, que sustituyó a la anterior, al igual que una serie de actuaciones complementarias que permitieron trasladar todas las instalaciones de mantenimiento a la estación de Villafría, y conectar a la variante el polígono industrial de Villalonquéjar. La plataforma ferroviaria tiene un ancho útil capaz de albergar tres vías, de forma que su servicio pueda tener dos fases: la que entró en servicio en diciembre de 2008, con dos vías de ancho ibérico; y la futura, con dos vías en ancho internacional para la circulación de los trenes de Alta Velocidad, y una en ancho ibérico para los tráficos convencionales.
Esquema de la Variante de Burgos. En negro, líneas desmanteladas. http://ferropedia.es
Presentación y explicación de la Variante Ferroviaria de Burgos, perteneciente al AVE Madrid – País Vasco / Frontera Francesa (voxelstudios).
El túnel ferroviario del Guadarrama está formado por dos túneles paralelos, uno para cada sentido de la circulación, de 28 km de longitud. Es el más largo construido en España, el cuarto más largo de Europa y el quinto de todo el mundo a fecha de 2008. Iniciado el 28 de septiembre de 2002, su entrada en servicio tuvo lugar el 22 de diciembre de 2007 y en su construcción han llegado a trabajar más de 4000 personas simultáneamente. Es una de las mayores obras de ingeniería civil ejecutada en España. Este túnel constituye la piedra angular de las líneas de alta velocidad que unirán Madrid con las principales ciudades del norte y noroeste de España.
Esta infraestructura atraviesa la sierra de Guadarrama, partiendo desde el término municipal de Miraflores de la Sierra (Madrid) a una cota a 998 m y alcanzando una altura máxima de 1.200 m, con una pendiente del 1,5%, y volviendo a descender hasta los 1.114 m ya en las proximidades de la ciudad de Segovia. El máximo recubrimiento de la bóveda del túnel se da bajo el entorno del Pico de Peñalara, con 992 m de altura en ese punto. Los túneles tienen un diámetro de excavación de 9,45 m y un diámetro interior de 8,50 m, estando separados sus ejes 30 m.
El proceso constructivo empleó cuatro tuneladoras de roca extradura, atacando desde sus cuatro bocas. Al tener que atravesar fallas de materiales poco resistentes y prever situaciones de bloqueo de las máquinas, el tipo de tuneladora fue de doble escudo, con una capacidad de empuje sobredimensionada. Estas máquinas extrajeron 4 millones de m³ de los túneles. Dispone de galerías de emergencia uniendo ambos corredores cada 250 m, una gran estancia autónoma y estanca a mitad de recorrido, con cabida para 1.200 personas para su uso en caso de emergencia y se han instalado ventiladores reversibles que puedan inyectar aire si ocurriese un incendio. El diseño se ha realizado para que los trenes que lo recorran puedan alcanzar altas velocidades sin comprometer con ello la infraestructura.
Os dejo un par de vídeos donde se explica la ejecución de esta infraestructura.
La plataforma de carga y descarga para obras de construcción es un medio auxiliar utilizado frecuentemente para la recepción y entrada de material dentro de un edificio en construcción. Consiste en una estructura metálica montada sobre dos perfiles metálicos estructurales con una longitud tal que permite la fijación de los mismos al forjado a través de puntales del tipo refuerzo. La citada plataforma se monta en el borde del forjado, de manera que queda en voladizo respecto al mismo, con el fin de depositar sobre ella materiales para carga y descarga.
En el vídeo que os paso se analiza su montaje, uso y desmontaje, así como las medidas preventivas correspondientes.
Puente George Washington. Wikipedia. Fotografía de John O’Connell
El puente George Washington es un puente colgante que se extiende sobre el río Hudson para conectar la ciudad de Nueva York con el estado deNew Jersey a través del río Hudson. Es el puente con mayor tráfico de vehículos del mundo al ser atravesado por la carretera Interestatal 95, una vía que recorre la costa este de Estados Unidos de punta a punta, desde la frontera con Canadá hasta Miami, en Florida.
El puente fue diseñado y construido por la “Port of New York Authority” bajo la dirección del ingeniero Othmar Ammann, con Cass Gilbertcomo arquitecto consultor. El 21 de septiembre de 1927 se colocó oficialmente la primera piedra. Debido a la disminución de fondos causada por la Gran depresión de 1929, se vieron obligados a dejar la estructura metálica de las pilas, que iban a ser cubiertas con hormigón y granito, algo que fue contrario a la voluntad del autor. Inaugurado en 1931 tras cuatro años de construcción, el costo total del puente fue de 60 millones de dólares. Con sus 1.451 m fue, entre 1931 y 1937, el puente colgante más largo del mundo, siendo superado por el puente Golden Gate de San Francisco, siendo su la longitud de su vano central de 1067 m. En aquel momento duplicó, de una sola vez, el anterior récord de luz establecido por el puente Ambassador, en Detroit. Fue catalogado por Le Corbusier como “el puente más hermoso del mundo”.
Aquí podéis ver un pequeño vídeo de un momento de la construcción del puente.
Os dejo un vídeo sobre este magnífico puente de finales de los 40. Espero que os guste.
Son excavadoras sobre orugas, sobre la que se monta una rueda rígida con cangilones dotados de picas. Al comenzar el giro de la rueda, comienza la excavación; los materiales extraídos por los cangilones se vierten sobre una cinta transportadora transversal. En la parte delantera de la rueda lleva el apoyo guía que descansa sobre el fondo de la zanja y sirve para perfilar las paredes y el fondo, y arrastrar los materiales finos hacia los cangilones. Tiene más velocidad de excavación que las de brazo inclinable, pero presenta el inconveniente de que necesita grandes radios en las curvas.
Os paso un vídeo para que veáis como trabaja esta máquina.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
Os dejo a continuación un vídeo explicativo de la profesora María Josefa Vidal Lucas sobre el marco legal general del deber de información en materia de prevención de riesgos laborales en obras de construcción. Espero que os sea útil.
Figura 1. Draga de cuchara. Vía: http://www.hiseamarine.com
La draga de cuchara montada sobre pontona (grab/clamshell dredger, en inglés) es una máquina mecánica equipada con una grúa que tiene un brazo de celosía y un cucharón o bivalva suspendido de un cable. Esta máquina se coloca en un pedestal en un extremo de un pontón o puede ser autoportante y montada en un barco.
La draga de cuchara es eficaz en materiales blandos o previamente tratados, ya que su única fuerza es su peso. Sin embargo, su necesidad de barcazas o vertido directo limita su uso en proyectos de regeneración costera y similares. Por otro lado, es ampliamente utilizada en el dragado de zanjas estrechas.
El ámbito de aplicación de estos equipos es para proyectos de escala reducida o de bajo volumen, en los que su tamaño les permite realizar tareas en lugares inaccesibles para dragas más grandes o en los que su movilización no resulta económica. Para proyectos de mayor envergadura, solo se emplean equipos con cucharas de gran capacidad. Se obtienen mejores resultados dragando terrenos no cohesivos, con sedimentos blandos como arenas o fangos. También pueden ser usados en arcillas y arenas moderadamente compactas, aunque con una disminución en la eficiencia. Con cucharas de gajos o pinzas, se pueden extraer rocas fragmentadas y otros elementos sueltos.
Figura 2. Elementos de la cuchara bivalva
En este caso, la grúa se encuentra montada en una pontona sin cántara. Para almacenar el material, se deben colocar uno o más gánguiles en los laterales de la pontona. Esta puede ser rectangular o semicircular y suele mantener su posición mediante cables y anclas en cada esquina o mediante pilones “spuds” que la estabilizan. La pontona tiene un bajo calado, lo que permite trabajar en aguas poco profundas siempre y cuando los gánguiles tengan acceso a la zona. La grúa se instala en la borda de la pontona para barrer la mayor superficie posible de material. Si es necesario, se pueden instalar varias grúas en una misma pontona.
Su modo de operación es el siguiente:
Situación del pontón en la zona de trabajo.
Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben los esfuerzos horizontales de la excavación. También las hay con un conjunto de cables y anclas o ambos combinados.
Descenso de la cuchara (con cierta inercia), extracción, elevación del material y carga sobre gánguiles.
Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje.
Inicio del proceso.
Figura 3. Ciclo de trabajo de las dragas de cuchara sobre pontona (Bray et al., 1997)
Los gánguiles tienen la función de transportar materiales al punto de descarga. El volumen de la cuchara puede oscilar entre 0,75 y 200 m³. Su capacidad de almacenamiento varía entre 50 y 2000 m³. Las dragas de cuchara sobre pontona son más eficientes que las autoportadoras en cuanto a producción, pues permiten una operación ininterrumpida mientras haya gánguiles disponibles.
La operación de la draga de cuchara sobre pontón está limitada por factores económicos y ambientales. La profundidad mínima de agua para su funcionamiento es de 1 m y la profundidad máxima de dragado es de 50 m. La draga puede funcionar en olas de hasta 2 m y en corrientes con una velocidad máxima de 1,5 nudos. Además, cuenta con una resistencia máxima a la cizalladura de 300 kPa en arcillas y de 1 MPa de resistencia a compresión en rocas.
La draga de cuchara sobre pontona presenta varias ventajas sobre otros métodos de dragado. En primer lugar, la dilución durante la carga del material es mucho menor que con los métodos hidráulicos, lo que resulta en una proporción muy alta de sólidos en el relleno de la cántara. Además, la carga con cuchara permite manejar con relativa facilidad cantos, guijarros y escombros, aunque puede haber problemas durante la descarga con materiales como cables metálicos, cuerdas y cadenas que pueden enredarse en las compuertas de descarga y obstruir la salida. La draga también es útil para dragar áreas confinadas como muelles, zonas periféricas a espigones y entradas de dársenas, ya que otras dragas solo pueden trabajar en estas áreas después de una previa nivelación. La profundidad de operación de la draga solo depende de la resistencia del cable metálico del tambor izador, lo que la hace adecuada para dragar a profundidades inalcanzables para otras dragas similares. Además, el pequeño calado de la pontona permite trabajar en aguas poco profundas siempre que las barcazas puedan acceder a la zona. La ventaja más importante de la draga de cuchara sobre pontona es su capacidad para dragar zanjas estrechas.
Los principales inconvenientes en esta draga son el menor volumen de producción en comparación con otros tipos de dragas similares y la dificultad para mantener una producción regular. Para asegurarse de que no haya zonas no dragadas, se necesita sobre-excavar el terreno, especialmente en suelos cohesivos. Esto resulta en un costo elevado debido a la combinación de bajo volumen de producción y un exceso de terreno dragado, especialmente cuando se dragan capas delgadas en grandes extensiones de terreno. Además, la única fuerza que puede aplicarse al cucharón para penetrar en terrenos duros es su propio peso, por lo que el rango de materiales que se pueden dragar sin tratamiento previo es limitado.
He grabado un vídeo sobre esta draga, que espero os sea de interés.
A continuación os dejo un par de vídeos para que podáis observar cómo trabaja la draga. En este caso, en vez de estar montada la cuchara sobre un brazo en celosía y cables, lo está sobre un brazo hidráulico articulado. Espero que os gusten.
Referencias:
BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2nd edition, Willey, 434 pp.
CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.
SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.
Figura 1. http://www.tectonica-online.com/productos/2683/artificial_congelacion/#
Al excavar y estabilizar el suelo, aunque sea de forma provisional, una posibilidad consiste en congelar artificialmente el suelo, en especial, cuando estos son blandos y están saturados. Ello permite disponer de una pared provisional que impide el desmoronamiento del terreno.
El estudio de la congelación artificial del suelo precisa conocimientos en relación con las técnicas de congelación existentes, así como de las propiedades térmicas y geotécnicas del terreno. Este procedimiento constructivo precisa la participación de empresas especializadas. Aquí podéis descargar un documento donde se explica una aplicación práctica de la técnica.
Fundamento teórico
La estabilización temporal del terreno por congelación es una técnica empleada en minería desde mediados del siglo pasado. Se basa en la transformación del agua intersticial en hielo, que en ese estado actúa como elemento aglutinante de las partículas que componen el suelo.
Se consiguen así dos efectos, por una parte, un aumento de la resistencia del terreno y por otra una completa impermeabilidad que facilita durante un tiempo las condiciones de excavación. Pero al mismo tiempo, también se alteran otras condiciones geotécnicas que pueden afectar a estructuras contiguas a la obra, que en el proyecto previo han de ser estudiadas cuidadosamente.
Figura 2. Sistema de congelación de terrenos
Aplicabilidad
La congelación es adecuada en una gran variedad de suelos, incluso en casos donde las inyecciones y otros métodos no pueden ser utilizados. El requisito que plantea es la necesidad de que los suelos estén saturados de agua, ya que de lo contrario la técnica no mejora las características del terreno. Así, se podría congelar un terreno con un grado de saturación del 20%, pero en terrenos cohesivos la congelación no llega a ser del 100%, por lo que el tratamiento deja de ser eficiente.
Figura 3. http://teoriadeconstruccion.files.wordpress.com
Sistemas de congelación
El procedimiento pasa por instalar un conjunto de tubos o sondas de congelación por las que habrá de circular la sustancia refrigerante, con la disposición y separación entre sondas que aconsejen las condiciones de obra (profundidad de excavación, planta, etc.) y el terreno.
Figura 4. Esquema de congelación del terreno
Como sustancias refrigerantes pueden emplearse salmueras (con frecuencia, cloruro cálcico, aunque también se han utilizado cloruros de sodio, magnesio o litio), anhídrido carbónico (nieve carbónica), o nitrógeno líquido. Todas ellas presentan el mismo fundamento físico: la capacidad de absorción de calor de estas sustancias, al pasar de líquido a gas.
El método de instalación varía en función de si se recupera el elemento refrigerante (circuito cerrado) o no (circuito abierto). En el primer caso, ha de establecerse un circuito cerrado como el que se muestra en la figura. El fluido, en forma líquida, pasa por los tubos refrigerantes y al evaporarse a través de ellos absorbe calorías del terreno. Conseguido este efecto, la sustancia en forma de gas se hace pasar por un compresor que en combinación con un sistema refrigerador lo licua a baja temperatura, y después es conducida a un depósito, en el que es almacenada en forma líquida a alta presión. Desde este tanque el caudal se bombea a las sondas refrigerantes para ser reutilizado en un nuevo recorrido a través del circuito cerrado de congelación. La salmuera suele estar al menos a 5 °C por debajo de la mínima temperatura que debe alcanzarse, con puntos de congelación habituales entre -20 °C y -40 °C.
Cuando la congelación se aplica sin recuperar la sustancia refrigerante, esta (a menudo nitrógeno líquido), es transportada a pie de obra en camiones cisterna y desde ellos es bombeada a baja temperatura (» -196 °C), hacia las sondas o tubos congeladores de la instalación: el fluido, después de pasar a través de las sondas, ya evaporado se dirige hasta el final del circuito, en este caso abierto, del cual sale a la atmósfera en forma de gas a unos -60 °C de temperatura.
Figura 5. Congelación artificial del suelo usando nitrógeno líquido. Adaptado de Cashman y Preene (2012)
Este sistema resulta más caro que el anterior por no recuperarse la sustancia refrigerante, pero los efectos de congelación que se consiguen en la práctica son más rápidos.
Existe la opción de utilizar un procedimiento mixto. Consiste en combinar la capacidad frigorífica del nitrógeno líquido, para efectuar la congelación del terreno de forma rápida, y la economía de la salmuera, para el mantenimiento durante los trabajos de excavación y ejecución de la estructura. Para ello, los circuitos de sondas deben estar separados de forma que se puedan emplear ambos procedimientos.
Condiciones de ejecución
La elección del procedimiento y medios de congelación más efectivos, requiere el estudio del terreno y de la obra en tres etapas:
Estudio de viabilidad
Elección del sistema
Ejecución y control
El estudio de viabilidad decide la factibilidad de la congelación y definir qué tipo de acciones se deben adoptar si se necesitan medidas correctoras del terreno. Obviamente, se debe comenzar con el conocimiento hidrogeológico del terreno y del entorno afectado por la congelación. En este estudio, los parámetros térmicos y geotécnicos del suelo durante todo el proceso son los que presentan un mayor interés.
Es conveniente conocer el volumen y las condiciones del agua que entre en contacto con el material congelado debido al calor proporcionado y a los efectos de la velocidad de circulación. A partir de velocidades de 1,5 – 2 m/día, la congelación no es posible con nitrógeno líquido. Con esas velocidades altas se puede inyectar el terreno para mejorar la eficiencia del tratamiento. La congelación suele ser factible en suelos saturados, aunque también se podría emplear en suelos con grados muy bajos de saturación (10%).
El estudio de viabilidad decide el sistema de congelación y la mejor disposición de los tubos para adaptarse a las condiciones del terreno. Se recurre a superficies cilíndricas, de sección circular o elíptica, para que los esfuerzos generados en el material congelado sean de compresión. El análisis térmico permite seleccionar la disposición más favorable de las sondas, la potencia del equipo de congelación y el tiempo de trabajo necesario para lograr la congelación.
Las sondas termométricas permiten el control de la temperatura en el interior del suelo congelado. De esta forma se controla la evolución de la congelación durante la excavación y determinar la potencia frigorífica necesaria. Por tanto, la congelación se realiza en dos etapas, la etapa activa, que congela el terreno para formar la pantalla, y la etapa pasiva, donde se mantiene estable el espesor congelado.
La resistencia de un suelo congelado la determina la cohesión y el ángulo de rozamiento. Pero estos parámetros varían según la temperatura y el tiempo, con leyes diferentes en función de la composición del suelo y de la duración de la carga aplicada.
Ventajas y limitaciones
La congelación del terreno permite acortar plazos cuando es importante la cantidad de agua en una excavación, siendo un método aplicable a una gran variedad de suelos. Sin embargo, su ejecución precisa empresas especializadas que, junto a su coste, han limitado su uso en España. Asimismo, en el caso de gravas con un flujo de agua considerable, se requiere una inyección previa. Por último, el asiento producido tras la descongelación del terreno puede ser significativo.
Os dejo aquí un caso real en Varsovia de aplicación de la congelación del terreno.
Os dejo a continuación un vídeo que os he preparado para explicar este procedimiento constructivo. Espero que os guste.
En el siguiente vídeo se muestra un proyecto de congelación, para la posterior construcción de un túnel.
Referencias:
CASHMAN, P.M.; PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia.
MUZÁS, F. (1980). El frío, la helada, congelación de terrenos. Capítulo 16 de Geotecnia y Cimientos III, de J.A. Jiménez Salas, Ed. Rueda.
MUZÁS, F. (1980). Congelación artificial del terreno.IV Curso sobre Técnicas de Mejora del Terreno. Valencia, 16 de octubre. (link)
