Componentes de una grúa torre desmontable. Fuente: R.D. 836/2003, de 27 de junio, Anexo I)
Entre los equipos de elevación y manipulación mecánica de cargas, las grúas torre son un equipo muy común en las obras. Es una máquina empleada para la elevación de cargas, por medio de un gancho suspendido de un cable, y su transporte, en un radio de varios metros, a todos los niveles y en todas direcciones. Son equipos donde pueden producirse accidentes derivados, entre otros, de caídas de objetos, contactos eléctricos, golpes, atrapamientos o incluso caídas de personas a distintos nivel. La identificación y la gestión de los riesgos asociados es una tarea fundamental. En la figura se puede observar los diferentes componentes de una grúa torre desmontable, que es el tipo de grúa más usual.
La normativa aplicable a estas máquinas es prolija. En las referencias os he dejado unos cuantos documentos al respecto. Además, os dejo un vídeo explicativo que os puede servir para tener en cuenta los aspectos más importantes referidos a la seguridad. Espero que os sea de interés.
Hoy lunes 30 de marzo de 2015 se ha defendido con éxito la tesis doctoral de la profesora Cristina Torres Machí denominada “Optimización heurística multiobjetivo para la gestión de activos de infraestructuras de transporte terrestre”, que optaba a la doble titulación de doctorado, tanto de la Universitat Politècnica de València (UPV) como de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC). Los directores de tesis han sido la doctora Marcela Alondra Chamorro Gine (PUC), Eugenio Pellicer Armiñana (UPV) y Víctor Yepes Piqueras (UPV). La calificación ha sido la máxima posible, de sobresaliente “cum laude” por unanimidad.
Os paso el resumen de la tesis:
“A pesar de la importancia de las infraestructuras en el desarrollo económico y social, los recursos disponibles para su conservación suelen ser insuficientes, generando un deterioro acelerado de las mismas. En este contexto surge la disciplina de gestión de activos de infraestructura, que busca optimizar la asignación de recursos para la gestión, operación y conservación de la infraestructura mediante un análisis de su ciclo de vida.
Los criterios tradicionalmente empleados para evaluar las alternativas de conservación han sido los técnicos y económicos. Si bien, recientemente, se han realizado esfuerzos para cuantificar el impacto ambiental; los modelos actuales carecen de un enfoque integrado. Surge así la oportunidad de desarrollar una evaluación sostenible que integre los aspectos técnicos, económicos y ambientales en el ciclo de vida de la infraestructura.
En relación a la asignación óptima de recursos, los métodos mayoritariamente empleados son los de programación matemática y los métodos de optimización aproximada. Dentro de estos últimos, las aplicaciones de algoritmos heurísticos resultan escasas, limitándose a resolver el problema a nivel de proyecto. Estos métodos, sin embargo, han sido exitosamente aplicados para resolver problemas de optimización combinatoria en otros campos de investigación. A esto hay que añadir que las aplicaciones desarrolladas se centran, mayoritariamente, en la optimización de un único objetivo; obviando la naturaleza multiobjetivo del problema real. Se detecta, por tanto, la oportunidad de desarrollar una herramienta de optimización heurística multiobjetivo que, considerando una evaluación sostenible de alternativas, mejore la asignación actual de recursos.
A la vista de estos antecedentes, el objetivo principal de esta investigación consiste en desarrollar una herramienta para la evaluación de alternativas de conservación y la optimización heurística multiobjetivo, que permita una asignación más sostenible y eficiente de los recursos disponibles para la conservación de redes de activos de infraestructura de transporte terrestre. La herramienta propuesta se aplica a un caso de estudio real que consiste en la gestión de una red de pavimentos urbanos en Chile.
De la aplicación de la herramienta de optimización al caso de estudio se concluye que los algoritmos heurísticos basados en búsquedas por entornos resultan poco eficientes para resolver el problema de asignación de recursos de conservación. Ante esta limitación, se desarrolla un nuevo método híbrido que considera los algoritmos GRASP (Greedy Randomized Adaptative Search Procedure), GLS (Guided Local Search) y GFB (Greedy First Best). Además, el método propuesto permite evaluar las alternativas de conservación considerando, de forma integrada, criterios técnicos, económicos y ambientales.
El algoritmo híbrido propuesto diseña programas de conservación con una efectividad media un 9% superior a la obtenida con el algoritmo de búsqueda por entornos más eficaz, requiriendo para ello un menor esfuerzo computacional. En la aplicación al caso de estudio chileno, se observa que el algoritmo híbrido mejora la gestión actual, aumentando en un 22% la condición media de la red y reduciendo, además, las emisiones de CO2 en un 12%.
En términos prácticos, los programas óptimos consideran una política proactiva, en la que los pavimentos se tratan cuando la condición de los mismos aún es buena. Por último, la herramienta propuesta mejora la planificación temporal de los recursos. En base a las evidencias demostradas en el caso de estudio, se concluye que la distribución temporal del presupuesto es un factor clave en el desempeño técnico y ambiental de la red”.
Palabras Clave: Sostenibilidad; sustentabilidad; análisis del ciclo de vida; gestión de infraestructura; conservación; preservación.
Grúa telescópica sobre cadenas LTR 1220, http://www.liebherr.com
Las grúas sobre cadenas son máquinas adecuadas para la elevación de grandes cargas, en zonas extensas donde no alcanzan otros equipos fijos, o también sobre terrenos con dificultades de acceso, resistencia o maniobrabilidad. Aunque es autopropulsada, debe realizarse un transporte especial sobre góndola para trasladarla de una obra a otra. Su velocidad de desplazamiento oscila entre los 3 y 5 km/h. Utilizan una pluma metálica de celosía para afrontar la dureza en sus condiciones de trabajo. Además, pueden reemplazar los accesorios propios de la grúa por los de una dragalina, una cuchara bibalva y otras máquinas similares. Así la máquina se adapta fácilmente a diversas formas de trabajo como la extracción de áridos, obras de dragado, hinca de pilotes y tablestacas, etc.
Los modelos más usuales están equipados con plumas de longitud que varía de 12 a 35 m., aunque ampliables con un plumín de 30 m. Las capacidades habituales de estas máquinas oscilan entre las 15 y las 120 toneladas, aunque existen modelos de gran potencia que pueden superar las 3000 t. Cada catálogo establece la capacidad de carga en función de la longitud de la pluma y del radio de alcance o inclinación, diferenciando los valores límite con la pluma orientada sobre el frente o sobre el lateral. En cualquier caso no debe realizarse el tiro lateral en la pluma o el plumín.
Grúa móvil sobre cadenas con pluma, marca Sany
Os dejo unos consejos de Liebherr sobre las tres cosas que necesita conocer un operador de estas máquinas.
En este otro vídeo se puede ver una grúa telescópica sobre orugas de goma.
A continuación os muestro un vídeo muy interesante donde podemos ver cómo una grúa sobre cadenas telescópica es capaz de realizar su automontaje. Espero que os guste.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
En este post voy a enseñaros una herramienta muy interesante desde el punto de vista docente. Se trata de los Laboratorios Virtuales. Los alumnos pueden interactuar en línea para aprender. En este caso os paso uno desarrollado por los profesores de la Unidad Docente de Caminos y Aeropuertos de la Universitat Politècnica de València, los profesores Francisco Javier Camacho Torregrosa, Ana María Pérez Zuriaga y Alfredo García García.
En este laboratorio se aborda el diseño de la transición del peralte entre curvas en planta de diferente sentido de giro. Existen dos posibles formas de realizar la transición del peralte, en función de la longitud de la recta intermedia. En caso de que la recta intermedia sea suficientemente larga, se dispondrá bombeo en la misma, para lo cual se realizará la transición del peralte y del desvanecimiento del bombeo propio de las curvas aisladas. En el caso de que la longitud de la recta intermedia sea insuficiente (menor de 150 m en carreteras del grupo 2 y 300 m en carreteras del grupo 1), la transición del peralte se realizará por medio de la comúnmente llamada ‘pajarita’, que impone un cambio rápido de peralte en la zona central, no existiendo bombeo en dicha recta. En el tramo circular de las curvas en planta se mantendrá el peralte constante en todo momento. Los objetivos de este laboratorio virtual son: Identificar la influencia de los diferentes parámetros que forman parte del diseño de acuerdos de carreteras. Y representar el perfil longitudinal de una carretera a la escala adecuada (10H:1V). Continue reading “Diagrama de peraltes para curvas en ‘S’ en carreteras de calzada única.”→
Además de la bomba de hormigón de pistones de trompa, también es posible encontrar bombas con un sistema de corredera plana para impulsar el hormigón. En ambos casos, son sistemas de doble pistón, conectados por una válvula. Ambos pistones provocan un movimiento alternativo que genera una especie de lingote de hormigón en estado fresco que se impulsa a una presión casi constante.
Los dos cilindros se unen a la tubería de impulsión formando una Y. Su principio de funcionamiento consiste en impulsar el hormigón alternativamente por uno u otro cilindro en un régimen continuo de alimentación. Esto se consigue con dos válvulas correderas situadas bajo la tolva y al comienzo de la impulsión. Por tanto, mientras un tubo aspira el hormigón, el otro lo impulsa a través de la tubería. Tienen el inconveniente del desgaste de las válvulas correderas.
Estas bombas de pistones con sistema de correderas permiten desde presiones bajas a muy altas, dando muy buenos resultados en aplicaciones pesadas con alta o muy alta presión.
Os dejo unos vídeos explicativos.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Hormigonera y autobomba de hormigón. https://www.hormigonescarral.com/fullscreen-page/comp-jrt5h5d4/8d695975-f455-4ffc-8f63-42c63f186bf7/45/%3Fi%3D45%26p%3Dbuk8m%26s%3Dstyle-jrt5h5ev
La elección de los medios más apropiados para transportar el hormigón hasta el punto de vertido están supeditados a un conjunto de factores relacionados con:
Las características del hormigón
Las condiciones de la obra
El volumen de hormigón y la distancia de transporte. En general deben evitarse transportes prolongados especialmente con hormigones poco consistentes en los que puedan producir más fácilmente fenómenos de segregación
Los medios utilizados continuos o discontinuos, deben preverse coordinando el volumen de hormigón de llegada con el ritmo de vertido y los medios de compactación. Como medios de transporte discontinuo pueden emplearse camiones hormigonera, camiones volquete, tolvas móviles, cubas, carretillas, dumpers, blondines, etc. Para el suministro continuo del material, los medios más usuales son la cinta transportadora y la impulsión o bombeo del hormigón por tubería.
Cualquiera que sea la forma de transporte, deben cumplirse las siguientes condiciones:
Durante el transporte no deben segregarse los áridos gruesos, lo que provocaría en el hormigón pérdidas de homogeneidad y resistencia. Deben evitarse las vibraciones y choques, así como un exceso de agua, que favorecen la segregación. Los áridos rodados son más propicios a segregarse que los de machaqueo, dado el mayor rozamiento interno de estos últimos.
Debe evitarse que el hormigón se seque durante el transporte.
Si al llegar al tajo de colocación el hormigón acusa un principio de fraguado, la masa debe desecharse y no ser puesta en obra.
Cuando se empleen hormigones de diferentes tipos de cemento, se limpiará cuidadosamente el material de transporte antes de hacer el cambio.
Os dejo a continuación un vídeo Politube donde se explica con mayor detenimiento este tema. Espero que os sea útil.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
By Farina Destil (cassaforma rampante Destil) [Public domain], via Wikimedia Commons
Un encofrado trepante (“jump form”, en inglés) es una estructura de soporte de encofrado que, mediante soluciones hidráulicas y mecánicas, se eleva sin necesidad alguna de grúa, levantando consigo el encofrado. La gran ventaja de este sistema constructivo es que no necesita apoyarse en el suelo. Los sistemas trepantes, mediante anclajes instalados en cada fase de hormigonado, se apoyan en el hormigón ya fraguado de la fase anterior y sirven para conformar una plataforma de trabajo en altura. Se basa en guías de acero fijadas a la propia estructura con anclajes recuperables que sustentan plataformas de trabajo donde se sitúan a su vez los encofrados verticales.
El sistema de encofrado trepante es ideal para construir elementos verticales de hormigón en estructuras de gran altura, como muros de corte, núcleos de edificios, ascensores, escaleras y pilotes de puentes. Estos elementos se construyen en un proceso escalonado y se caracteriza por su alta productividad, aumentando la velocidad y eficiencia mientras se minimiza el tiempo de trabajo y el uso de grúas.
En los primeros encofrados trepantes no existía conexión entre el encofrado y el andamio. Ello implicaba bajar en encofrado al suelo en cada trepada, lo que consumía grandes tiempos de grúa y varios días en la ejecución de cada tongada. Hoy en día el encofrado y el andamio forman un conjunto fuertemente estandarizado, de forma que se consigue una trepa diaria.
La presión del hormigón en los encofrados trepantes a dos caras se absorbe mediante los anclajes pasantes que atan los encofrados de las caras opuestas del elemento a hormigonar. Este no es el caso de los encofrados trepantes a una cara (caso de un pozo contra el terreno), y tampoco en el caso de que la distancia entre caras opuestas sea tan grande que haga inviable la utilización de anclajes pasantes (por ejemplo, un bloque de presa).
Estos encofrados se utilizan cuando la altura de la estructura es considerable. Con ello se consiguen distintos objetivos:
Evita las altas presiones de hormigonado
Reutiliza y amortiza el material del encofrado
Adapta el ritmo de hormigonado de la estructura al proceso constructivo general (ferrallado, etc.)
Trabajar con seguridad en altura
Los sistemas de encofrado trepante son normalmente modulares y pueden unirse para formar longitudes largas que se adapten a diversas geometrías de construcción. Se pueden clasificar según el tipo de movimiento que realizan, el tipo de encofrado (a una o dos caras) y el tipo de consola de trepado (consola fija o móvil). En cuanto al movimiento, existen dos tipos: aquellos en los que la plataforma de trabajo y el encofrado se mueven por separado con grúa de una fase a otra, y aquellos en los que ambos se desplazan conjuntamente a la siguiente fase.
Cuando se desplaza conjuntamente la plataforma de trabajo y el encofrado, se pueden diferenciar tres tipos principales:
Encofrado trepante convencional: Las unidades se levantan individualmente de la estructura y se reubican en el siguiente nivel de construcción utilizando una grúa.
Encofrado trepante guiado: También utiliza una grúa, pero ofrece una mayor seguridad y control durante el levantamiento, ya que las unidades permanecen ancladas o guiadas por la estructura.
Encofrado autotremante: No requiere una grúa, pues asciende por rieles en el edificio mediante gatos hidráulicos o mediante el desenganche de las plataformas de recesos internos en la estructura. Es posible conectar los gatos hidráulicos y elevar múltiples unidades en una sola operación.
Figura 2. Encofrado trepante con grúa.https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/sistemas-de-trepado/cb-climbing-formwork.html
La secuencia básica de construcción utilizando este tipo de encofrado es la siguiente:
Se ensamblan el encofrado y la plataforma de acceso en el suelo.
Esta combinación de encofrado y plataforma de acceso se eleva mediante una grúa y se fija a anclajes o rieles incorporados (soportes de escalada) atornillados a los elementos de pared inferiores.
Una vez que el hormigón vertido ha alcanzado suficiente resistencia, se retira el ensamblaje de la nueva/corriente losa de hormigón y se eleva mediante grúa a la siguiente posición. Para los sistemas de autoascenso, esto se ejecuta utilizando gatos hidráulicos.
Este ciclo completo puede completarse en poco tiempo, y su duración depende del tamaño y la complejidad de la construcción.
Figura 1. http://tecnologia-maritima.blogspot.com.es/
La draga de inyección de agua, también conocida como jet dredger o wid en inglés, es una máquina autopropulsada o remolcable que funciona por medio de la agitación de agua a baja presión sobre materiales finos, creando una pulpa de menor densidad que se desplaza por gravedad por la diferencia de gradiente de densidad y las corrientes marinas. Este método es adecuado cuando el material se encuentra en un plano inclinado descendente. Con una pendiente de 1:1000 se pueden mover fangos hasta una distancia de 1 km. Se originó en Países Bajos a principios de los años 80 y se utiliza principalmente en el dragado de puertos. En Estados Unidos, se emplea ampliamente en el dragado de ríos y cauces fluviales.
Por otro lado, las dragas niveladoras o de remoción se emplean para mover materiales corta distancia o para ayudar en las tareas de dragado de otros equipos. Sin embargo, su principal característica es que no extraen el material del fondo marino fuera del agua, sino que lo transfieren de un punto a otro, siempre por debajo del nivel del agua.
El equipo está compuesto por la unidad propulsora, la toma de agua, la escala, los cables de elevación y los inyectores de agua. Se controla y se mueve mediante sus hélices de proa y popa, lo que le permite operar en áreas pequeñas.
Entre sus ventajas se destacan su alta eficiencia y productividad en condiciones adecuadas, su maniobrabilidad y bajo calado. Sin embargo, la producción depende de la capacidad de los jets, la longitud del brazo y la inclinación del fondo marino, mientras que la profundidad no tiene una gran influencia en su rendimiento. Lamentablemente, su uso está restringido a materiales finos y sueltos y no es viable en presencia de fuertes corrientes contrarias. Además, su efectividad está estrechamente ligada a las pendientes del lecho marino y se limita a desplazamientos de material locales. Es importante tener en cuenta la posibilidad de fallos debido a obstáculos. Además, se desconoce el destino final del material removido, lo que puede dificultar las labores de medición con ciertos equipos hidrográficos si se remueve excesivamente sedimento de la zona a dragar.
Método de operación:
—Posicionamiento de la draga
—Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de material
—Inyección de agua a baja presión
—Desplazamiento de la draga hacia delante (dirección de desplazamiento de la pulpa) hasta la zona de acumulación del material
El funcionamiento del ciclo de estos equipos presenta una desventaja: solo se puede utilizar el trayecto de ida de la embarcación para realizar la impulsión del material fluidificado. Durante la vuelta, es necesario levantar el cabezal y retroceder o girar la embarcación y navegar hacia adelante hasta el punto de partida. En cualquier caso, el tiempo invertido en el trayecto de regreso no contribuye a aumentar la producción.
Figura 2. Ciclo de producción de las dragas de inyección de agua (Bray et al, 1997)ecnologia-maritima.blogspot.com.es
La draga de inyección de agua tiene limitaciones en su uso. La profundidad máxima a la que se puede operar varía en función del tipo de barco y la manera en que está conectado el equipo inyector. Con el empleo de equipos rígidos, se pueden trabajar solo en aguas menos profundas de 15 m. Sin embargo, si se usan conductos flexibles, se puede operar en profundidades más grandes. En cualquier caso, la utilización efectiva de esta draga depende de sus características particulares, aunque también se pueden establecer límites en función de la viabilidad económica.
Las limitaciones en cuanto a profundidad de operación para dragas pequeñas son de un mínimo de 3 m, mientras que para las dragas grandes con un conductor rígido son de un máximo de 15 m. El equipo es sensible al oleaje, siendo la altura máxima de ola permitida es de 0,5 m. En cuanto al tipo de terreno, se puede dragar en aquellos que sean muy blandos y de baja cohesión, así como en terrenos muy sueltos o con una granulometría fina disgregada.
Os dejo un vídeo para que veáis su funcionamiento.
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.
La perforación dirigida horizontal es un método de perforación empleado para la instalación de tuberías que evita la apertura de zanjas a cielo abierto minimizando el movimiento de tierras. Se utiliza fundamentalmente para la instalación de líneas de comunicación (fibra óptica, cables de datos), líneas eléctricas, gaseoductos, oleoductos y conducciones de agua a presión.
Esta tecnología opera mediante una máquina que perfora el suelo a lo largo de toda la trayectoria de la instalación, siendo orientada y seguida desde la superficie mediante un localizador que indica la posición, sin necesidad de pozos verticales, ya que la obra comienza desde la superficie.
El procedimiento constructivo se puede describir de la siguiente forma: una vez instalada la máquina para que la cabeza de perforación se introduzca en el suelo, se procede a lo siguiente: (1) ejecución de la perforación guía o piloto, (2) ampliación del diámetro de la perforación piloto mediante los escariadores adecuados, y (3) instalación de la tubería en el interior de la perforación realizada.
Os paso varios vídeos para que podáis ver la ejecución de este procedimiento constructivo. En el primero veremos la PDH de mayor longitud y tamaño realizada hasta la fecha. Se realizó en Alcira (Valencia) en el 2007. Se trataba de la instalación de una nueva conducción para el abastecimiento de agua potable. Espero que os gusten.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
¿Qué maquinaria es necesaria para la fabricación del hormigón? Existen múltiples equipos para realizar esta tarea, desde plantas fijas, móviles, más o menos automatizadas, hasta los propios camiones hormigonera.
Sea cual sea el procedimiento, es muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento, agua y, normalmente, aditivos. No hay una mezcla óptima que sirva para todos los casos. La dosificación adecuada debe tener en cuenta la resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como el tipo de ambiente a que estará sometido. Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla homogénea de todos los componentes. El árido debe quedar bien envuelto por la pasta de cemento. Posteriormente la mezcla se debe transportar al tajo de obra de forma que no varíe la calidad del material.
Pero para tener una visión clara sobre este tema, os dejo la presentación del profesor Julián Alcalá, que espero os sea de utilidad.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
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