Raise Boring es un procedimiento constructivo para la ejecución mecanizada de pozos o chimeneas entre dos niveles dentro de una mina o en un proyecto de ingeniería civil. Los niveles pueden ser subterráneos o, en el superior, estar en la superficie. El procedimiento, desarrollado en la década de los 50 en Estados Unidos, consiste básicamente en perforar un barreno piloto y luego ensanchar la perforación hacia arriba mediante una cabeza escariadora. Se trata de un equipo de perforación que se instala por encima del terreno. Se taladra una perforación piloto con un ángulo de hasta 45°. Se perfora hasta llegar al túnel o a la caverna ya existente. Posteriormente, se retira la broca piloto y se fija un escariador a la sarta de perforación, lo que amplía la perforación hacia arriba. Se han perforado con diámetros habituales entre 2 y 3 m, a unas profundidades de 100 a 200 m, aunque se han llegado a 6 m de diámetro y más de 2000 m de profundidad.
Entre las ventajas de este sistema se encuentran la alta seguridad y las buenas condiciones de trabajo, la productividad más elevada que con explosivos (por ejemplo, método Jaula Jora), el perfil liso de las paredes, la sobreexcavación inexistente y la posibilidad de realizar excavaciones inclinadas. En cuanto a los inconvenientes, la inversión elevada, el coste de excavación unitario elevado, la poca flexibilidad en dimensiones y cambios de dirección, las dificultades en rocas en malas condiciones y la necesidad de personal especializado.
A continuación, os dejo un vídeo para que veáis el funcionamiento de esta tecnología.
En el vídeo que podemos ver a continuación, se puede ver la perforación de una chimenea de ventilación de 80 m de largo en la mina Condestable, en Mala-Lima-Perú.
A continuación, os dejo un vídeo de la empresa Herrenknecht en el que podéis ver el procedimiento constructivo. Espero que os guste.
Por gentileza de Valen Fernández, del Departamento Técnico de Pedraplús, os dejo a continuación un documento que amplía la información sobre el sistema.
DOBLE TITULACIÓN MICCP-MUIH. Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
En el marco de las titulaciones adaptadas al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), han surgido progresivamente en los últimos años numerosos títulos de Máster Universitario que, en ocasiones, tienen áreas temáticas similares o incluso coincidentes. Estos másteres se pueden dividir en dos grupos, aquellos que habilitan para el ejercicio de una profesión determinada y aquellos que no tienen esta atribución, por tratarse de másteres con una orientación claramente científico-investigadora o aun teniendo un carácter profesional, no se ajustan a ninguna profesión reconocida.
Esta situación fuerza al estudiante a tener que tomar decisiones sobre su futuro en detrimento de unos u otros másteres, siendo que en muchas ocasiones hay temas de interés que son tratados por varios másteres de modo complementario. Por ejemplo, el Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (en adelante MICCP) tiene bastantes coincidencias con el Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (en adelante MUIH); sin embargo, el primero habilita para ejercer la profesión de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, mientras que el segundo está orientado al campo de la ingeniería del hormigón, tanto desde el punto de vista de los materiales constituyentes como desde el punto de vista estructural, tanto desde el punto de vista profesional como científico. En este caso concreto, un alumno que quiera adquirir las competencias profesionales para ejercer como Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y, además, una especialización profesional o investigadora en ingeniería del hormigón, debería cursar ambos másteres.
La idea de la doble titulación conjunta entre ambos másteres que se presenta en esta propuesta, pretende ofrecer al alumno una trayectoria académica integrada para la realización del doctorado o para la especialización profesional, junto con la obtención de las competencias que le habilitan para el ejercicio de la profesión de Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, todo ello con un coste temporal y económico, para el estudiante, inferior al que representa la obtención de ambos másteres de manera individualizada, y sin coste docente adicional para la entidad.
Esta propuesta está pensada para que un estudiante del MICCP, en lugar de cursar los 120 ECTS del máster MICCP y los 90 ECTS del máster MUIH, curse únicamente 165 ECTS, lo que representa un ahorro de 45 ECTS y de un cuatrimestre docente. Aunque el planteamiento de la propuesta se realiza en el sentido MICCP->MUIH, puesto que permite una reducción de un cuatrimestre temporal (además de los 30 créditos reconocidos).
Se propone la siguiente tabla de reconocimientos, que se realizará para un bloque completo de 45 ECTS, del siguiente modo:
MICCP
Código
Tipo
ECTS
MUIH
Código
Tipo
ECTS
Arte y estética de la ingeniería civil
33532
Optativo
4,5
Historia y estética del hormigón estructural
32766
Optativo
2,5
Ingeniería computacional de estructuras
33537
Obligatorio
4,5
Tecnología del hormigón estructural
32763
Optativo
2,5
Diseño conceptual de construcciones singulares
33539
Obligatorio
4,5
Ejecución y control de estructuras de hormigón
32762
Optativo
5,0
Teoría avanzada de estructuras
33441
Obligatorio
4,5
Construcciones con hormigón prefabricado
32764
Optativo
2,5
Hormigón y sostenibilidad
32765
Optativo
2,5
Materiales no convencionales en la ingeniería civil
33524
Optativo
4,5
Hormigones especiales y nuevos materiales
32749
Obligatorio
5,0
Hormigón estructural II (alumnos procedentes del GIC)
33549
Optativo
6,0
Estructuras de hormigón pretensado
32758
Obligatorio
5,0
Mantenimiento y conservación de estructuras
33538
Obligatorio
4,5
Patología y rehabilitación
32751
Obligatorio
5,0
Proyecto de estructuras de hormigón
33521
Optativo
4,5
Proyecto de elementos estructurales de hormigón mediante el método de bielas y tirantes
32757
Obligatorio
5,0
Análisis computacional de estructuras de hormigón
33522
Optativo
4,5
Análisis de estructuras de hormigón mediante elementos finitos
32752
Obligatorio
5,0
Proyecto y ejecución de estructuras de edificación
33523
Optativo
4,5
Diseño de estructuras de edificación
32759
Obligatorio
2,5
Bases para el diseño de estructuras de hormigón
32756
Obligatorio
2,5
SUMA
46,5
SUMA
45
Los reconocimientos asignatura-asignatura no se consideran en la doble titulación, debiéndose tramitar oportunamente según el procedimiento general que establece la universidad para asignaturas de títulos diferentes. El reconocimiento es, como se ha comentado previamente, para el bloque completo de 45 créditos indicado en la tabla anterior. El plan de estudios de MICCP no se ve afectado en ningún caso por esta propuesta de doble título.
Por lo tanto, el itinerario MICCP-> MUIH para el que está pensado fundamentalmente esta titulación quedaría del siguiente modo:
CUATRIMESTRE A
CUATRIMESTRE B
1º
MICCP: 30 ECTS
MICC: 30 ECTS
2º
MICCP: 30 ECTS
MICCP: 30 ECTS Asignaturas optativas del MICCP 22,5 ECTS Trabajo Fin de Titulación MICCP 7,5 ECTS
3º
MUIH: 30 ECTS Ciencia y tecnología de los conglomerantes y adiciones (32748) 5 ECTS Análisis no lineal y diferido de estructuras de hormigón (32753) 5 ECTS Modelos predictivos y de optimización de estructuras de hormigón (32755) 5 ECTS
Durabilidad de las construcciones de hormigón (32750) 5 ECTS
Acciones extraordinarias en estructuras de hormigón: sismo y fuego (32760) 5 ECTS
Análisis experimental de estructuras de hormigón (32754) 5 ECTS
Trabajo Fin de Máster MUIH 15 ECTS
El estudiante cursará una carga total de 165,0 ECTS, incluyendo 7,5 ECTS correspondientes al TFM de MICCP y 15,0 ECTS al TFM de MUIH. Para el caso de los alumnos provenientes del MICCP, el total de cuatrimestres previsto es de seis, aunque el último de ellos tendrá una carga docente prevista de 15,0 ECTS únicamente, correspondiente al TFM del MUIH. Se propone su implementación para el curso 2016-2017.
Alejandro López Vidal y David Fernández Ordoñez acaban de publicar una reseña de gran interés sobre la construcción con prefabricados de hormigón (http://www.andece.org/IMAGES/BIBLIOTECA/historia_prefabricados_noticreto.pdf). Este artículo se ha publicado en la revista Noticentro, en su número 133 correspondiente a noviembre y diciembre de 2015. Espero que os sea interesante su lectura.
El relining o entubado simple es una tecnología sin zanja que consiste en introducir tubería nueva dentro de la tubería antigua a sustituir. Esta técnica es particularmente útil cuando existen redes antiguas o deterioradas y se requiere reemplazarlas sin incrementar el diámetro. Es el método de sustitución de tuberías más económico y más extendido. Se trata de una técnica que causa mínimos problemas para el tráfico y los residentes de la zona y reduce sustancialmente la obra civil.
Este sistema es apto para un rango de diámetros de 100 a 2000 mm, con secciones circulares, ovoides o de marco. Se pueden insertar hasta 1000 m de longitud. Existen dos variantes, con tubería en tramos largos o con tubería de módulos. En el primer caso, las nuevas tuberías se unen por soladura a tope y posteriormente se insertan mediante tiro o empuje. En el segundo caso, cada sección se va instalando e insertando mediante empuje en la tubería existente.
La utilización de esta técnica está limitada a conducciones en las que pueda disminuirse el diámetro de la tubería existente. Se trata de una técnica cada vez más utilizada, especialmente en aquellos casos en que el consumo de agua potable, y por lo tanto, la producción de aguas residuales, permite una reducción en la cantidad de agua a transportar.
En la técnica del relining, es imprescindible limpiar la tubería antigua para disminuir la fricción en la medida de lo posible. Para ello, se eliminan las incrustaciones de la pared, se cierran las brechas de las tomas y se aplica un lubricante a la superficie interna. El diámetro máximo exterior suele ser un 10% menor que el interior. Una vez deslizada la nueva tubería, el espacio restante entre ambas tuberías se rellena con material aislante alcalino. Una ventaja adicional es que la antigua tubería colabora estructuralmente con la nueva.
Os paso un vídeo sobre este sistema de renovación de tuberías. Espero que os guste.
Referencias:
UNE-EN ISO 11295:2011. Clasificación e información sobre el diseño de sistemas de canalización en materiales plásticos utilizados en la renovación. (ISO 11295:2010)
¿Por qué los niños pequeños son capaces de hacer mejores estructuras de «espagueti» que avezados alumnos de máster en la rama de ingeniería civil? No es truco, es normal. A veces las estrategias de los niños cuando innovan son mejores que la alta planificación de los mayores.
Voy a compartir con vosotros la experiencia que tuvimos en clase de la asignatura de «Gestión de la Innovación en el Sector de la Construcción», perteneciente al Máster en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil. Es el Marshmallow Challenge. Se trata de construir la torre más alta posible con 20 «espaguetis», en cuya punta debe estar una nube de algodón. El reto no es nada fácil y supone poner en marcha habilidades muy potentes de trabajo en grupo, liderazgo, organización y diseño de prototipos. Os dejo a continuación un vídeo donde se explica bien la actividad.
Os voy a dejar un conjunto de fotografías que documentan la actividad que realizamos en clase. Por cierto, la actividad se repite un mes después para ver si los grupos han aprendido a mejorar sus estrategias.
La mayoría de avances alcanzados relacionados con los métodos estandarizados para cuantificar la sostenibilidad de la construcción, están fundamentalmente enfocados a la edificación más que a las infraestructuras, especialmente en su variante residencial. El impacto global de la edificación residencial es el mayor de todos, pues implica a los tres ejes de la sostenibilidad: medioambiental (emisiones de gases de efecto invernadero, derivados de los consumos de calefacción y/o refrigeración para lograr unas condiciones interiores confortables), social (la vivienda es una primera necesidad para las personas) y económico (suele representar el mayor gasto que afronta una persona a lo largo de su vida). Mientras tanto, la obra civil no ha evolucionado igualmente en esta materia. Aunque generalmente se trata de construcciones de mayor envergadura, los impactos sobre la sostenibilidad son mucho más difusos y no tienen una repercusión tan directa sobre la vida diaria de los ciudadanos. Por estas razones, puede explicarse que los métodos de evaluación de la sostenibilidad para la obra civil no estén tan desarrollados como los existentes en la edificación, incluso con cierta dificultad para encontrar referencias sobre este campo. Esto puede implicar de alguna forma un obstáculo para la promoción técnica de los elementos prefabricados de hormigón, en un área que suele estar dominado por ingenieros que, en general, saben apreciar mejor las ventajas funcionales que esta metodología constructiva ofrece con respecto a otras. Este artículo pretende describir las fortalezas que la construcción con prefabricados de hormigón tendrá en el inminente marco reglamentario sobre la sostenibilidad en la obra civil, como vía para mejorar sus posibilidades y lograr una mayor cuota de mercado. También se analizarán algunos de los indicadores de la sostenibilidad que ya aparecen en los borradores de normas actuales.
Referencia:
López-Vidal, A.; Yepes, V. (2015). Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón. Una primera aproximación.PHi Planta de Hormigón Internacional, 5:18-24.
En numerosas ocasiones, es necesario proyectar, ejecutar y conservar otras obras accesorias necesarias para que la obra principal se pueda realizar. Así, por ejemplo, se deben construir desvíos de tráfico para que una carretera pueda seguir funcionando mientras se construye un puente. Otras veces es necesaria una cimentación provisional para sujetar una grúa de puerto durante la construcción de un dique rompeolas. También sirve como ejemplo la ejecución de un tablestacado por medio de perfiles metálicos que permita la contención de tierras mientras se realiza un vaciado.
Una obra temporal también puede ser parte indispensable de la construcción de una unidad de obra, por ejemplo, con la técnica de la precarga se consigue mejorar la capacidad portante y disminuir la deformabilidad de un suelo. Para ello, es necesario acumular, durante un periodo dilatado de tiempo (meses), acopios de material que luego debe ser retirado. Otro ejemplo de obra temporal inherente a un procedimiento constructivo es la ejecución de toda una estructura provisional, como la cimbra y su encofrado, para poder verter el hormigón de un puente realizado «in situ».
Otras veces las obras temporales tratan de mantener los servicios o las servidumbres de terceros que se ven afectados por la obra principal. Así, tramos de canales o acequias de riego, carreteras de acceso vecinales, drenajes provisionales o pantallas antirruido podrían ser obras o instalaciones que duran mientras se ejecutan las obras principales.
A pesar de que este tipo de obras puedan ser efímeras, se les debe exigir una adecuada planificación desde la fase de proyecto hasta la ejecución y el desmantelamiento o desmontaje. A menudo se confía en la experiencia acumulada en casos parecidos, lo que provoca accidentes y riesgos no asumibles durante la construcción. Por tanto, estas obras precisan, si no están definidas en el proyecto principal, de un proyecto específico firmado por un técnico competente y de una supervisión en obra que garantice la seguridad de las personas y de los bienes mientras se realiza la obra principal.
Además de lo anteriormente indicado, resulta necesario establecer con antelación la forma en que se ha de demoler, desmantelar o desmontar la obra temporal, o en su caso, restaurar las áreas y servicios afectados. En este sentido, cabe mencionar que el uso de materiales reciclables o modulares que sean desmontables puede reducir los costes de ejecución y los impactos ambientales de este tipo de obras e instalaciones temporales.
Desvío provisional de obras
En el caso de que una obra temporal no se retire tras su ejecución, debería autorizarse de forma expresa y recalcularse, si es necesario, para que tenga una vida útil mayor de la prevista. De hecho, muchas normas de acciones prescriben coeficientes parciales de seguridad en estos casos inferiores a los que serían necesarios en el caso de que la obra fuese definitiva. Además, deberían revisarse las condiciones de durabilidad de los materiales (oxidación metálica, recubrimientos insuficientes de las armaduras del hormigón, etc.) y otras asociadas a la funcionalidad (flechas inaceptables, aparición de grietas, etc.).
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp.
Los grupos moto-compresores se componen de dos elementos esenciales: el compresor, que tiene como objetivo obtener un flujo de aire a una presión determinada, y el motor, que, con su potencia a un régimen determinado, transmite el movimiento al compresor. Aunque el compresor es solo uno de los componentes del grupo moto-compresor, se utiliza el término «compresor» de manera general para referirse al conjunto completo, que incluye tanto al compresor como al motor.
Para determinar los compresores más adecuados para la obra, se deben considerar factores como la presión máxima de trabajo y el caudal máximo de aire requerido. La presión de trabajo se expresa en atmósferas y representa la fuerza por unidad de superficie (kg/cm²) que necesitan las herramientas para funcionar correctamente. Por otro lado, el caudal de aire es la cantidad de aire necesaria para alimentar una herramienta a una determinada presión y se mide en m³/min.
Para poder comparar diferentes compresores de distintas marcas que trabajan a presiones diferentes, se utiliza el concepto de «caudal de aire libre». Este caudal se mide a la presión atmosférica y no a la presión de trabajo del compresor, ya que esta última no es la misma en todos los compresores. La presión de trabajo del compresor la fija el equipo, la máquina o la herramienta que está conectada a él.
La primera decisión que ha de tomarse al planificar una instalación de aire comprimido es determinar si se instala un compresor único centralizado o una serie de unidades situadas cerca de los puntos de consumo. Si bien las centralizadas tienen las ventajas de requerir menor potencia, menores costes de mantenimiento y mayores rendimientos, en obras lineales o con conducciones muy largas se recomienda el uso de pequeños compresores móviles.
El motor y el compresor forman una sola unidad. Cuentan con un panel de control que regula la presión y temperatura del aire, la presión del aceite, el arranque y la parada, etc. Por lo general, están compuestos por compresores alternativos (de dos etapas, con uno o más pistones) o rotativos (más frecuentes de tornillo), y un motor de accionamiento. La refrigeración en los compresores de pistones se efectúa por aire y en los compresores de tornillo, por medio de aceite. Cada toma de aire cuenta con su llave y acoplamiento normalizado de ¾”, mientras que las mangueras comunes en obras públicas tienen un diámetro inferior a los 19 mm.
Se pueden clasificar atendiendo a la potencia del motor:
Ligeros: con una potencia inferior a los 25 CV, aptos para una sola herramienta de tipo medio, o dos ligeras de forma intermitente.
Medios: con potencia de 25-50 CV.
Pesados: Potencias mayores de 50 CV, con capacidad para atender varias herramientas con 6 u 8 puntos de toma.
Cuando el grupo moto-compresor suministra aire a varias máquinas o equipos que operan a diferentes presiones, el compresor debe tener la presión de trabajo del equipo que requiere la mayor presión. Sin embargo, en estos casos, la presión puede ser excesiva para algunos equipos o herramientas, por lo que es necesario protegerlos con un regulador de presión (manorreductor).
Para calcular el caudal de aire libre necesario en una obra o zona específica, se debe sumar el consumo de aire de cada uno de los equipos o herramientas en litros por minuto y aplicar un factor de simultaneidad. Es fundamental sobredimensionar la instalación para que la presión de trabajo esté al menos 1,5 a 2 bares por debajo de la presión máxima. Si el caudal de aire es insuficiente, tanto la presión como el rendimiento disminuyen. Por ejemplo, una reducción del 20 % en el caudal puede causar una disminución del 35 % en el rendimiento de los equipos. Es necesario que el caudal de aire libre del moto-compresor sea superior al consumo de todas las herramientas, incluyendo una reserva de alrededor del 20 %. Además, es relevante que el rendimiento en caudal de aire libre del compresor sea mayor que el consumo de todas las herramientas conectadas, incluyendo una reserva, para evitar que la presión disminuya y afecte al rendimiento de los equipos. No es recomendable dimensionar en exceso el compresor, ya que la presión no utilizada equivale a desaprovechar energía. Si el caudal de aire libre del compresor es insuficiente, el rendimiento de las herramientas disminuirá significativamente.
Al situar un moto-compresor en obra, es importante seguir estas recomendaciones:
Ubicarlo cerca del punto de trabajo de las herramientas o equipos a los que va a suministrar aire comprimido.
Colocarlo en un terreno nivelado, para poder comprobar adecuadamente los niveles de combustible, aceite y agua.
Asegurarse de que quede bien ventilado y, si es posible, protegido del polvo.
A continuación os dejo un vídeo de un compresor móvil M250 885 CFM. 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.
El contratista instalará, antes del comienzo de las obras y mantendrá durante la ejecución de las mismas, una oficina de obra. Normalmente, consta de una o varias casetas prefabricadas provisionales. Estas instalaciones contarán con una sala de reuniones suficientemente amplia y una sala de trabajo para la dirección facultativa. En estas instalaciones se conserva una copia autorizada de los documentos contractuales del proyecto y el libro de órdenes.
Además, en estas instalaciones se encuentran los despachos y las dependencias del jefe de obra y de los departamentos de producción, oficina técnica y administración. Deben contar con medios tecnológicos modernos, como teléfonos, ordenadores, impresoras, línea de fax, correo electrónico, etc. A ello hay que sumar las dependencias necesarias por motivos de seguridad y salud de los trabajadores: comedores, cantinas, aseos, vestuarios, servicios médicos o de primeros auxilios, botiquines, almacenes y otros. Estas dependencias se dimensionarán en función del número previsto de trabajadores y contarán con las comodidades mínimas exigibles en cuanto a habitabilidad, seguridad, salubridad, confort térmico, etc. También se deben considerar las necesidades del personal y el propio entorno: aparcamientos, vallado perimetral, drenajes, evacuación de aguas residuales y pluviales, acometidas de agua, energía eléctrica, comunicaciones, etc.
Puede ser conveniente que la ubicación de las oficinas no esté demasiado cerca de las obras para evitar los problemas derivados del ruido, la circulación de máquinas, etc. No obstante, sí que debe situarse lo suficientemente cerca para evitar recorridos excesivos e innecesarios del personal. Además, resulta favorable que desde estas instalaciones pueda verse y controlarse la mayor parte de los lugares de trabajo y los accesos a la obra.
Como oficina de obra, también puede utilizarse algún edificio existente en las inmediaciones, como almacenes, oficinas de alquiler o incluso casas particulares. En estos casos, hay que tener en cuenta los costes de adaptación de dichas infraestructuras al uso de oficinas. La otra opción es emplear oficinas modulares prefabricadas e, incluso, tráileres, lo cual permite una gran flexibilidad de montaje y retirada, con la posibilidad de reutilizarlos en otros lugares. Por último, si la construcción se va a alargar en el tiempo, se podrían construir unos edificios que posteriormente deberán o no desmantelarse en función de un posible uso posterior.
Os paso a continuación un vídeo de la firma INCOLTECHOS sobre este tipo de estructuras prefabricadas modulares.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp.
¿Se puede construir rápidamente un túnel usando un camión como apoyo y usando piezas prefabricadas? Os voy a dejar este vídeo donde se puede ver la originalidad del proceso constructivo. Además, no hay mejor forma de ver cómo funcionan las piezas que conforman un arco. Espero que os guste.
En este otro vídeo se muestra cómo se puede construir un arco también con piezas prefabricadas a modo de dovelas.
