Año: 2015

Hacia la sostenibilidad en la obra civil con soluciones prefabricadas de hormigón. Una primera aproximación

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.

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Towards sustainable civil engineering works using precast concrete solutions

CV ARTICULOMost of the achieved advances related to define standardized methodologies to quantify the contribution to “sustainabilize” the construction are linked to buildings rather than infrastructures, and much more in particular to housing. Global impact on housing is the widest and highest one, gathering the three sustainable axis: environmental (greenhouse gas emissions derived from heating or cooling to reach indoor comfort  conditions), social (home is a basic need for families) and economic (it usually represents the main expense over the life of people). Meanwhile civil engineering work has not evolved as long on this topic. Although we generally refer to greater constructions, sustainable impacts are more diffused and don´t have such a direct repercussion into the citizens and daily life. For this reasons, there are not as many assessment methods for civil engineering works as there are for buildings, or even any literature regarding this field. Therefore it may implies a technical and promotional handicap to promote a higher use of precast concrete elements in a sort of constructions governed by engineers that usually appreciate better their performance advantages. This article pretends to describe the strengths that precast concrete construction will have into the upcoming standards for civil engineering works, in order to enhance their possibilities to reach a greater market share. Sustainable indicators on current draft standards will be assessed.

Reference:

López-Vidal, A.; Yepes, V. (2015). Towards sustainable civil engineering works using precast concrete solutions. Concrete Plant International, 5: 18-24. (link)

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Sistema de perforación ODEX

Detalle de la broca piloto del método ODEX (Atlas Copco)

El método ODEX (Overburden Drilling with the Eccentric) es un sistema de perforación con recubrimiento que se emplea cuando los terrenos están muy alterados o inestables. Es un método utilizado como variante en rotopercusión y está patentado por Atlas Copco. Se basa en el uso de una broca piloto provista de botones de alta resistencia que, al girar en un sentido o en el opuesto, puede tomar dos posiciones: una para perforar con entubación y otra sin ella.

Cuando se necesita entubación, la broca adopta una posición excéntrica y actúa como elemento escariador, agrandando ligeramente el diámetro de la perforación. De este modo, la entubación puede descender sin resistencia del terreno a medida que avanza la excavación.

Con este sistema, el equipo necesario es más sencillo que en el método OD, ya que no es necesario perforar para que avance el tubo de recubrimiento. Además, pueden usarse simples tubos de acero de relativamente poco espesor, unidos entre sí por soldadura.

El método ODEX puede aplicarse con martillos en fondo o en cabeza, en ambos casos arrastrando el detritus por el interior de la entubación mediante aire comprimido. Sin embargo, en taladros de más de 15 m de profundidad, se recomienda utilizar espumas que evacúan los residuos de forma más eficaz y que, además, lubrican las paredes del taladro, lo que facilita el descenso de la entubación.

Los sistemas ODEX se han convertido en el estándar para los contratistas de perforación dedicados al revestimiento de pozos de agua, pozos geotérmicos y trabajos de micropilotaje poco profundos. El sistema ODEX es ideal para perforaciones cortas en capas de recubrimiento homogéneas.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

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

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0

Cursos:

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

El sistema de perforación OD

Perforación OD
EVERDIGM_Durawing Overburden Drilling System

En algunos casos, cuando las condiciones del terreno lo requieren (terrenos muy alterados o inestables, existencia de agua, etc.) o cuando es necesario recurrir a sistemas especiales de perforación, se puede realizar una entubación con recubrimiento, que consiste en la entubación del taladro al mismo tiempo que se avanza en la perforación. El operario puede controlar el avance escogiendo la combinación que mejor se adapte a las diversas capas del terreno, perforando en rotación con corona o en rotopercusión con la boca interior. Tanto la boca como la corona anular son de carburo de tungsteno. En estos casos, el sistema de barrido de detritus es muy eficaz, con una presión del fluido algo mayor de lo habitual.

Los dos métodos más extendidos de perforación con recubrimiento son los conocidos como método OD (overburden drilling) y método ODEX (overburden drilling with the eccentric). En esta entrada, describiremos brevemente el primero de ellos.

El sistema de perforación OD consiste en perforar con un avance simultáneo de una tubería exterior auxiliar y un varillaje conductor del elemento perforador propiamente dicho en su interior, ambos en giro solidario o independiente, dependiendo de las características de la maquinaria utilizada. Por ello también se le conoce como sistema «Duplex». Los mecanismos de percusión y rotación funcionan de forma independiente. En cualquier etapa de la perforación, pueden extraerse muestras del terreno.

El método OD se aplicó de forma sistemática por primera vez en 1956, durante la excavación del canal de Lindo en Suecia, y desde entonces se ha extendido considerablemente por las indudables ventajas que presenta en terrenos inestables.

El equipo que se emplea en este método consta de:

  • Un conjunto de tubos roscados con una corona anular en su extremo.
  • Un conjunto de barras unidas por manguitos con una boca en cruz en su extremo, alojada en el interior de la entubación.
  • Un sistema de barrido de agua a alta presión.

La finalidad de la tubería exterior es contener las paredes de la actuación, lo que evita el uso de lodos viscosos de perforación, bastando el uso de agua limpia o del propio suelo y/o aire como fluido de circulación para la extracción de detritos. El espacio de corona anular resultante entre la perforación y la tubería definitiva (mínimo de 37 mm) permite llevar a cabo los trabajos de cementado, sellado y colocación de empaque de material granular filtrante, condicionados por las características del suelo sondeado.

La ventaja del sistema consiste en la rapidez en la ejecución del avance de la perforación, sin modificar la permeabilidad del suelo. Sin embargo, los diámetros se limitan hasta 300 mm (suficientes para equipos de bombeo de baja capacidad). Por la propia mecánica de ejecución, cuya principal característica es la velocidad de avance e inalterabilidad de la permeabilidad del suelo sondeado, tiene su óptima eficiencia en la aplicación de control de nivel piezométrico.

En voladuras submarinas con medios neumáticos de carga, una vez se ha alcanzado la cota del fondo y después de introducir la entubación de plástico que es necesaria para cargar el explosivo, se extrae el entubado de la perforación.

En estos vídeos podéis ver cómo funciona la perforación OD con recubrimiento. Espero que os sean útiles.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

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

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0

Cursos:

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

Pero, ¿es verdad lo del cambio climático?

Islas Cíes (Rías Bajas, Vigo). Imagen de V. Yepes
Islas Cíes (Rías Bajas, Vigo). Imagen de V. Yepes

La semana pasada tuve oportunidad de intervenir en una jornada organizada por el Instituto de la Ingeniería de España donde tuve la ocasión de explicar a grandes rasgos algunos impactos que podría tener el cambio climático en el turismo. Hasta aquí todo normal. Íñigo Losada, director de investigación del Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria, así como experto del IPCC (Intergovermental Panel on Climate Change) expuso los datos científicos actuales sobre la incidencia del cambio climático en la subida del nivel medio del mar en el litoral español y Ángel Muñoz explicó las acciones que la administración española está tomando al respecto desde el Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente.

Independientemente de las causas que originan este fenómeno, sorprende cómo existen colectivos que niegan de forma contundente y sistemática la veracidad de los datos aportados por los científicos. Otros, sin leer los informes científicos al respecto y sin ningún tipo de reflexión, se creen a pie juntillas todo lo que los medios informan, incluido lo del cambio climático. Basta leer los comentarios que en los medios de prensa se dan a cualquier noticia al respecto. Mi impresión es que las redes sociales permiten amplificar cualquier tipo de postura o ideología magnificando el impacto sobre la opinión pública. Parece como si el debate sobre el cambio climático perteneciera al espacio de la opinión y las ideas, donde unos y otros son «creyentes» o «negacionistas» de fenómenos detectados por la Ciencia. Los debates superan cualquier racionalidad y entran en descalificaciones en los dos sentidos que no tienen lógica posible. Incluso este post, donde no estoy entrando en ningún tipo de argumentación a favor o en contra, también será objeto de opinión y debate. Seguro.

El fondo del asunto trasciende el contenido de este post. En numerosas ocasiones la Ciencia sorprende al sentido común y origina fuertes controversias. La Tierra es la que gira alrededor del Sol y la evolución de las especies parece que está más que demostrada. Lo primero parece que se acepta claramente, lo segundo aún hay colectivos que lo niegan. Mi experiencia aplicando la teoría de la evolución a la optimización de estructuras es sorprendentemente positiva, lo cual confirma lo que ya muchos investigadores saben: la validez de los supuestos en los que se basan los algoritmos genéticos. La constatación de que un crecimiento exponencial de la población es insostenible ya fue explicada por Malthus. También esta teoría ha sido duramente criticada, como también denostada por algunos el concepto de sostenibilidad. La Física actual, especialmente la cuántica, nos sorprende constantemente y rebate cualquier tipo de interpretación sensorial de la realidad. La dualidad onda corpúsculo genera una paradoja conceptual que tiene explicaciones en forma de la interpretación de Copenhague, la formulación de integrales de caminos o la teoría universos múltiples. Si una función de onda cuántica colapsa por el hecho de ser medida, ello implica que la existencia material de un objeto sólo es posible si alguien la observa. Paradojas científicas difíciles de entender.

Eppur si muove o E pur si muove (y sin embargo, se mueve, en español) es la hipotética frase en italiano que, según la tradición, Galileo Galilei habría pronunciado después de abjurar de la visión heliocéntrica del mundo ante el tribunal de la Santa Inquisición.

Por mi parte, os dejo tanto la presentación que hice en la jornada como el vídeo completo de las mismas, por si os interesa. También un par de enlaces a medios de prensa donde se recogieron algunas de las conclusiones:

http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2015-11-02/horizonte-2100-como-afectara-el-cambio-climatico-al-turismo-en-espana_1076348/

http://www.tendencias21.net/Urge-proteger-el-turismo-del-cambio-climatico-alertan-expertos-en-el-IIE_a41420.html

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La grúa motorizada más grande del mundo

https://www.diariomotor.com/2011/04/29/liebherr-ltm-11200-9-1-la-grua-motorizada-mas-grande-del-mundo/

La «Liebherr LTM 11200-9.1» es la grúa motorizada más grande del mundo y la única fabricada hasta la fecha. Este tipo de grúas se utilizan en la construcción, generalmente en grandes obras civiles, como la construcción de viaductos, la reparación de rascacielos o el mantenimiento de aerogeneradores. Existen varios tipos de grúa móvil, desde la T3, que tiene una altura de solo 55 m, hasta la T7, que alcanza los 100 m de altura y puede llegar, con extensiones, hasta los 130 m. No obstante, cuenta con un brazo accesorio (YVEN2) para la T3 que aumenta su altura hasta los 196 m. El contrapeso que lleva la base móvil en estos casos es de hasta 200 t, además de cuatro brazos estabilizadores hidráulicos de 14 m de longitud. Esta base móvil puede cargar por sí sola los brazos extensibles o se pueden llevar en camiones de transporte especial. La base móvil tiene 9 ejes, todos ellos directrices y dotados de una suspensión neumática de alta resistencia. A continuación, os voy a dejar un vídeo donde se puede apreciar la magnitud de las cifras que hemos comentado. Espero que os guste.

https://www.youtube.com/watch?v=6hEyXSlDYCQ

Referencia:

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 movimiento de tierras con las nuevas tecnologías

La maquinaria de movimiento de tierras ha evolucionado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Hemos evolucionado hacia la especialización y el gigantismo. Por un lado, existen máquinas que evolucionan hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras que otras se han convertido en aparatos diminutos y versátiles. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, lo que facilita las labores de conservación. En general, se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad. Este vídeo de Discovery Max muestra dicha tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minera. Espero que os guste.

Referencias:

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

YEPES, V. (2014). Equipos de compactación superficial. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 187. Valencia, 113 pp.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442.

Cursos:

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

Enfilado de las armaduras activas de un puente

Enfilando cables de pretensado. Youtube.

El enfilado consiste en colocar la armadura dentro de la vaina, y puede realizarse antes o después de colocar la vaina en posición. Enfilar antes suele hacerse en el taller, para elementos no muy largos, pero en el caso de un puente, suele hacerse con la vaina ya colocada. El enfilado de la armadura activa de un puente suele llevarse a cabo el día anterior al hormigonado para evitar los riesgos de un posible abollamiento o rotura de la vaina durante el hormigonado. En cualquier caso, hay que evitar tiempos prolongados entre el enfilado y la puesta en tensión de los cables.

Para realizar el enfilado, se necesita una bobina de acero pretensado y una enfiladora. Una vez montada la bobina de cordón en la devanadora, se procede al enfilado de los distintos cordones que constituyen un tendón mediante la enfiladora. La enfiladora es una máquina de tracción mecánica que empuja de forma semicontinua el torón de pretensado hacia el interior de la vaina. En cualquier caso, dispone de un elemento esférico o con punta redondeada en la parte delantera para que no se produzcan muescas o entallas en la vaina. Se debe dejar aproximadamente un metro en cada extremo del tablero para que el gato pueda realizar las operaciones de tesado. Durante esta operación, la enfiladora debe fijarse lo mejor posible para evitar desplazamientos. Además, el especialista que maneja la enfiladora debe estar perfectamente comunicado con el operario situado en el extremo contrario con el fin de indicar la parada de la máquina.

Suele ocurrir que el último torón que se debe enfilar para completar los necesarios en una vaina puede ser difícil de enfilar, especialmente si el diámetro de esta vaina es muy ajustado. Una solución consiste en soldar dos torones a uno que ya esté enfilado y tirar del extremo contrario del torón ya enfilado para introducir los otros dos que hemos soldado. Sin embargo, es preferible elegir un diámetro de vaina suficiente para evitar estos problemas. En el extremo de cada cable se coloca una pieza metálica en forma de bala que evita que se desfleje y dañe la vaina.

Una vez realizado el enfilado de todos los cables, se debe repasar el trazado en alzado de las vainas para comprobar que no se han movido durante el enfilado. Suele taparse el metro que sobresale por cada extremo para evitar la caída de mortero durante el hormigonado del tablero, lo que dificultaría el tesado de la unidad al requerirse una limpieza cuidadosa que, obviamente, se evita protegiendo con bolsas de plástico.

Es muy habitual observar cómo el acero pretensado pierde el color gris metálico si se deja la bobina a la intemperie durante unos días. Esto no supone problema alguno, ya que la capa de óxido superficial es pasivizante y no corroe la armadura. Este comentario también es válido para armaduras pasivas y vainas de pretensado. En la figura se puede ver cómo la bobina se coloca en un bastidor fijo al suelo para que no se mueva durante el traqueteo que supone el enfilado.

Os dejo un par de vídeos donde podéis ver cómo se enfilan los cables para el postesado del puente.

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Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

 

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