¿Qué es la curva S en la estimación de costes en proyectos?

Curvas S. Vía Diego Navarro http://direccion-proyectos.blogspot.com.es/

La curva de avance, o curva “S”, es una herramienta muy utilizada en la gestión de proyectos para representar gráficamente la evolución del trabajo a lo largo del tiempo. En este tipo de gráfico, el eje horizontal representa el tiempo del proyecto, mientras que el eje vertical muestra una magnitud acumulada, como el coste, las horas de trabajo o el porcentaje de avance. Su principal utilidad es comparar el progreso real del proyecto con el progreso planificado, permitiendo detectar desviaciones y tomar decisiones correctivas si es necesario.

La curva recibe el nombre de “S” por su forma característica. En la fase inicial del proyecto, el crecimiento del coste acumulado o del avance suele ser lento. Esto se debe a que en esta etapa predominan actividades de preparación, planificación, diseño o coordinación inicial, que generalmente requieren menos recursos productivos directos. A medida que el proyecto entra en su fase principal de ejecución, la actividad se intensifica y el ritmo de consumo de recursos aumenta de forma considerable, lo que provoca un crecimiento más rápido del coste acumulado. Finalmente, en la fase final del proyecto, el crecimiento vuelve a ralentizarse porque predominan actividades de cierre, pruebas, revisión de resultados o entrega del producto final.

La primera versión de la curva S se construye a partir del cronograma del proyecto y del presupuesto inicial aprobado. Estos elementos permiten establecer una línea base que refleja cómo debería evolucionar el proyecto si todo se desarrolla según lo previsto. A partir de esta planificación, se calculan los costes o el avance acumulado en cada periodo de tiempo y se representa gráficamente la evolución esperada. Conforme el proyecto avanza, se van incorporando los datos reales de ejecución, lo que permite generar una segunda curva con los valores observados y compararla con la curva planificada.

Esta comparación entre planificación y realidad es uno de los principales beneficios de la curva S. Si la curva real se sitúa por debajo de la curva planificada, puede indicar que el proyecto avanza más lentamente de lo previsto o que aún no se han ejecutado determinados trabajos. Por el contrario, si la curva real se sitúa por encima de la planificada, puede significar que el proyecto está adelantado o que se están produciendo sobrecostes. En ambos casos, el análisis de estas desviaciones permite al director del proyecto adoptar medidas correctivas, como reorganizar recursos, ajustar el calendario o revisar el presupuesto.

La curva S también está estrechamente relacionada con técnicas más avanzadas de control de proyectos, como la metodología del valor ganado. Este enfoque compara el valor planificado del trabajo, el valor del trabajo realmente realizado y el coste real incurrido. Representar estas magnitudes mediante curvas acumuladas facilita evaluar el rendimiento del proyecto y prever si se cumplirá el plazo y el presupuesto establecidos.

Un aspecto interesante que refleja la curva S es que el porcentaje de avance físico del trabajo suele ser más bajo al inicio y al final del proyecto. Al comienzo es necesario dedicar tiempo a comprender la documentación técnica, definir los requisitos del cliente, coordinar al equipo de trabajo y preparar los recursos necesarios. Además, el equipo suele experimentar una fase inicial de aprendizaje hasta alcanzar su máximo rendimiento. Por su parte, en la etapa final del proyecto las actividades suelen centrarse en pruebas, ajustes, integración de sistemas o resolución de incidencias, tareas que requieren más coordinación y menos producción directa, lo que reduce el ritmo de avance.

En definitiva, la curva S es una herramienta sencilla pero muy eficaz para visualizar el comportamiento de un proyecto a lo largo del tiempo. Su uso permite integrar la planificación con el seguimiento real de la ejecución, facilitando la detección temprana de problemas y mejorando la toma de decisiones. Por esta razón, se utiliza con frecuencia en ámbitos como la ingeniería, la construcción, la gestión de infraestructuras y, en general, en cualquier entorno donde sea necesario controlar de forma rigurosa el avance y los costes de un 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.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Pantallas de tablestacas arriostradas con tirantes

http://www.ischebeck.es/home/tablestacado/tirantes-es.html

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 en la puesta en obra en el interior del recinto o de la zanja.

En este caso, es posible alcanzar profundidades de excavación elevadas sin necesidad de perfiles ni codales. Es ideal para zanjas que necesiten arriostramiento y sirvan para colocar tubos en tramos de gran longitud, imposibles de instalar debido a la presencia de codales. Asimismo, su empleo estaría recomendado cuando fuese necesario realizar la excavación en más de una fase, para montar los tirantes y la viga de atado.

Este arriostramiento se ejecuta normalmente mediante tirantes formados por barras de acero macizas. Estos tirantes limitan las deformaciones en las pantallas. Además, todo este material (tablestacas principales y traseras, 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.

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2.ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Variante ferroviaria de Burgos

La variante de Burgos es un tramo 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 de la de la ciudad, lo que genera una gran permeabilidad. Posee cuatro ramales de enlace: uno de 3,7 km con la 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 construyeron 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, así como una serie de actuaciones complementarias que permitieron trasladar todas las instalaciones de mantenimiento a la estación de Villafría y conectar la variante con 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).

Túnel ferroviario de Guadarrama

Boca sur del túnel de Guadarrama. Wikipedia

El túnel ferroviario del Guadarrama está formado por dos túneles paralelos, uno en cada sentido de la circulación, de 28 km de longitud cada uno. Es el más largo construido en España, el cuarto más largo de Europa y el quinto del mundo a la fecha de 2008. Iniciado el 28 de septiembre de 2002, entró en servicio el 22 de diciembre de 2007 y, durante su construcción, llegaron a trabajar simultáneamente más de 4000 personas. Es una de las mayores obras de ingeniería civil construidas 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 de 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 en 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, y sus ejes están separados entre sí en 30 m.

El proceso constructivo empleó cuatro tuneladoras de roca que extrajeron y atacaron a través de sus cuatro bocas. Al tener que atravesar fallas en 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 que unen 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 la infraestructura.

 Os dejo un par de vídeos en los que se explica la construcción de esta infraestructura.

 

 

Plataformas de carga y descarga

La plataforma de carga y descarga para obras de construcción es un medio auxiliar que se utiliza con frecuencia 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 que permite fijarlos al forjado mediante 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.

El puente George Washington

Puente George Washington. Wikipedia. Fotografía de John O’Connell

El puente George Washington es un puente colgante que cruza el río Hudson y conecta la ciudad de Nueva York con el estado de New Jersey. Es el puente con mayor tráfico de vehículos del mundo, al atravesar la 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 Gilbert como 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, lo cual fue contrario a la voluntad del autor. Inaugurado en 1931 tras cuatro años de construcción, el puente tuvo un costo total 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 récord de luz anterior establecido por el puente Ambassador, en Detroit. Fue catalogado por Le Corbusier como «el puente más hermoso del mundo».

Aquí podéis ver un breve 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.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Zanjadora de ruedas de cangilones

Zanjadora de ruedasSon excavadoras sobre orugas, sobre las cuales se monta una rueda rígida con cangilones dotados de picas. Al comenzar el giro de la rueda, se inicia 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 para arrastrar los materiales finos hacia los cangilones. Tiene mayor velocidad de excavación que las de brazo inclinable, pero presenta el inconveniente de requerir grandes radios en las curvas.

Os paso un vídeo para que veáis cómo trabaja esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Deber de información en prevención de riesgos laborales en la construcción

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.

 

 

 

 

 

 

 

Referencia:

http://riunet.upv.es/handle/10251/37895

 

Draga de cuchara montada sobre pontona

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 con 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 montarse 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 de vertido directo limita su uso en proyectos de regeneración costera y similares. Por otro lado, se utiliza ampliamente 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 al dragar terrenos no cohesivos con sedimentos blandos, como arenas o fangos. También pueden usarse en arcillas y arenas moderadamente compactas, aunque con una disminución de 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 está montada en una pontona sin cántara. Para almacenar el material, se debe 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:

  1. Situación del pontón en la zona de trabajo.
  2. 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 con ambos combinados.
  3. Descenso de la cuchara (con cierta inercia), extracción, elevación del material y carga sobre gánguiles.
  4. Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje.
  5. 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 hasta el 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 términos de producción, pues permiten operar de forma 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 máxima de dragado es de 50 m. La draga puede funcionar en olas de hasta 2 m y en corrientes de hasta 1,5 nudos. Además, cuenta con una resistencia máxima a la cizalladura de 300 kPa en arcillas y de 1 MPa a la compresión en rocas.

La draga de cuchara sobre pontón presenta varias ventajas frente a otros métodos de dragado. En primer lugar, la dilución durante la carga del material es mucho menor que con los métodos hidráulicos, lo que se traduce 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 pueden presentarse 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 operar en estas áreas después de una nivelación previa. La profundidad de operación de la draga depende únicamente de la resistencia del cable metálico del tambor izador, lo que la hace adecuada para operar en profundidades inalcanzables por 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 la pontona es su capacidad para dragar zanjas estrechas.

Los principales inconvenientes de 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 queden zonas sin dragar, se necesita sobreexcavar el terreno, especialmente en suelos cohesivos. Esto se traduce en un coste elevado debido a la combinación de un 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 puede arrastrar sin tratamiento previo es limitado.

He grabado un vídeo sobre esta draga, que espero les 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 la cuchara montada sobre un brazo en celosía y cables, está montada 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, Wiley, 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.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Congelación de suelos

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 este es blando y está saturado. Ello permite disponer de una pared provisional que impide el desmoronamiento del terreno.

El estudio de la congelación artificial del suelo requiere conocimientos sobre las técnicas de congelación existentes, así como sobre las propiedades térmicas y geotécnicas del terreno. Este procedimiento constructivo requiere la participación de empresas especializadas. Aquí podéis descargar un documento que explica una aplicación práctica de la técnica.

Fundamento teórico

La estabilización temporal del terreno mediante 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 del 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, se alteran otras condiciones geotécnicas que pueden afectar a estructuras contiguas a la obra y que, en el proyecto previo, han de ser estudiadas cuidadosamente.

Figura 2. Sistema de congelación de terrenos

Aplicabilidad

La congelación es adecuada en una amplia variedad de suelos, incluso cuando las inyecciones y otros métodos no pueden utilizarse. El requisito que plantea es 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 alcanza el 100%, por lo que el tratamiento deja de ser eficaz.

Figura 3. http://teoriadeconstruccion.files.wordpress.com

Sistemas de congelación

El procedimiento consiste en instalar un conjunto de tubos o sondas de congelación por los que habrá de circular la sustancia refrigerante, con la disposición y separación entre las 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 del estado líquido al gaseoso.

El método de instalación varía según se recupere o no el elemento refrigerante (circuito cerrado o abierto). En el primer caso, ha de establecerse un circuito cerrado como el que se muestra en la figura. El fluido, en estado líquido, pasa por los tubos refrigerantes y, al evaporarse a través de ellos, absorbe calor 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 mediante nitrógeno líquido. Adaptado de Cashman y Preene (2012)

Este sistema resulta más caro que el anterior por no recuperar la sustancia refrigerante, pero los efectos de congelación que se obtienen en la práctica son más rápidos.

Existe la opción de utilizar un procedimiento mixto. Consiste en combinar la capacidad frigorífica del nitrógeno líquido para congelar el terreno rápidamente y la economía de la salmuera para el mantenimiento durante los trabajos de excavación y la construcción 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 determina la factibilidad de la congelación y define qué tipo de acciones se deben adoptar si se requieren medidas correctoras del terreno. Obviamente, se debe comenzar por 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 altas velocidades se puede inyectar el terreno para mejorar la eficiencia del tratamiento. La congelación suele ser factible en suelos saturados, aunque también podría emplearse en suelos con grados muy bajos de saturación (10%).

El estudio de viabilidad determina el sistema de congelación y la mejor disposición de los tubos para adaptarlos 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 controlar la temperatura en el interior del suelo congelado. De esta forma se controla la evolución de la congelación durante la excavación y se determina 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, en la que se mantiene estable el espesor congelado.

La resistencia de un suelo congelado la determinan 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 la cantidad de agua en una excavación es importante, y es un método aplicable a una gran variedad de suelos. Sin embargo, su ejecución precisa de empresas especializadas, lo que, junto con su coste, ha 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 sobre la aplicación de la congelación del terreno.

Pincha aquí para descargar

A continuación, os dejo un vídeo que he preparado para explicar este procedimiento constructivo. Espero que os guste.

En el siguiente vídeo se muestra un proyecto de congelación para la construcción posterior 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)
  • YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2.ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.