Balance personal de 2023 en el ámbito docente e investigador

Cada 31 de diciembre, hemos decidido que termina un año y empieza otro. Aunque podría haberse elegido una fecha más vinculada a los ciclos naturales, como un solsticio o un equinoccio, la tradición dicta que este día marca el cierre de un ciclo para dar paso a uno nuevo. Siguiendo mi costumbre, este día se convierte en una oportunidad propicia para reflexionar sobre lo acontecido a lo largo del año 2023.

El año 2023 se ha caracterizado por la “polarización” como término clave, evidenciando la persistencia de una tensión constante en las relaciones entre individuos y naciones. A pesar de que la pandemia parecía quedar en segundo plano, la congelación del conflicto en Ucrania y los impactantes eventos en Gaza, marcados por bombas y desastres humanitarios tras los ataques de Hamás, nos recuerdan la fragilidad de la estabilidad global. En España, una campaña electoral perpetua mantiene un clima de confrontación constante, convirtiendo el enfrentamiento en parte integral de la vida diaria. El precio del dinero alcanza sus niveles máximos. La Naturaleza nos pone en nuestro sitio con los terremotos en Turquía, Siria y Marruecos. Los fenómenos atmosféricos adversos asociados al cambio climático dejaron un rastro de incendios devastadores en Canadá, grandes sequías y una media de temperaturas globales de récord. En fin, como ya dije el año pasado, parece que las crisis sucesivas va a ser una constante en el corto y medio plazo. Sin embargo, entre las noticias más impactantes destaca el rápido desarrollo de la inteligencia artificial, que se hizo evidente con la popularización de Chat GPT. Lamentablemente, en este año nos han dejado destacados ingenieros como Florentino Regalado, José Calavera, Julio Martínez Calzón y Santiago Hernández, entre otros, marcando pérdidas significativas en el mundo de la ingeniería.

Pero voy a centrarme ya en el balance personal que suelo hacer llevar a cabo cada año en esta fecha. Este año, sin duda, creo que es mi “annus mirabilis“. Va a ser muy difícil mejorar los logros conseguidos en el ámbito profesional. En junio de 2023 recibí el Premio Excelencia Docente del Consejo Social de la Universidad Politécnica de Valencia, en su XXII edición. Es un premio muy especial, pues se concede a nivel personal y es un reconocimiento valorado por aquellos que nos dedicamos a la docencia. Además, solo se concede una vez, siendo un premio al que no debes presentar ninguna candidatura, por lo que fue una auténtica sorpresa. En noviembre de 2023, recibí dos de los premios más importantes en el ámbito de la investigación en nuestra universidad. Se trata del Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València. El prestigio de estos premios lo dan los excelentes finalistas que han competido conmigo que, en mi modesta opinión, tienen méritos más que merecidos para ello. Teniendo en cuenta que la Universitat Politècnica de València cuenta con casi 3.000 investigadores, el hecho de estar premiado en dos de las categorías más relevantes, es un logro que agradezco mucho. Este reconocimiento se suma a estar entre los tres primeros investigadores españoles con mayor factor de impacto en el área de ingeniería civil. En este momento, mi índice H=41 en la Web of Science, H=40 en Scopus y H=58 en Google Academico, con 162 artículos publicados en revistas indexadas en el JCR. Además de los 24 artículos científicos que he publicado en revistas indexadas en el JCR, cifra que ha marcado un record, ya tenemos un artículo publicado del 2024 y uno más  aceptado. No está mal empezar el nuevo año con dos artículos. Nunca me cansaré de elogiar a los componentes del grupo de investigación. Cada día son mejores.

 

Este año he seguido con mi labor como Consejero en el Sector 4: docencia e investigación en el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Además, cumplí con la misión de pertenecer al Comité Asesor de la Comisión Nacional Evaluadora de la Actividad Investigadora CNEAI, en el área de “Ingeniería y Arquitectura”, donde se evalúan los sexenios de investigación. También participé como vocal suplente en la Comisión de Acreditación de ANECA C13 – Arquitectura, ingeniería civil, construcción y urbanismo. A partir del 2024 estaré como vocal en la Comisión de Acreditación 15- Ingeniería Civil de ANECA.

Demos un pequeño repaso a lo que ha sido este 2023. En el mes de enero se defendió la tesis doctoral de D. Zhi Wu Zhou titulada “Life cycle optimization analysis of bridge sustainable development“, que dirigí junto con el profesor Julián Alcalá González. En marzo impartí una ponencia como invitado en CEVISAMA, titulada “Nuevas técnicas para reducir costos y mejorar la sostenibilidad de los elementos constructivos”. En julio asistimos al AEIPRO 2023, en Donostia-San Sebastián (Spain), en el 27th International Congress on Project Management and Engineering. En julio de 2023 se defendió la tesis doctoral de D. David Martínez Muñoz titulada “Optimal deep learning assisted design of socially and environmentally efficient steel concrete composite bridges under constrained budgets“, que dirigí junto con el profesor José V. Martí Albiñana. En octubre impartí una ponencia como invitado titulada “Técnicas innovadoras para reducir costes y mejorar la sostenibilidad en la construcción”, que tuvo lugar en Guayaquil (Ecuador), dentro del VIII Congreso Científico Internacional INPIN 2023. En septiembre se defendió el trabajo fin de máster sobre un estudio para la ubicación y diseño estructural de un aparcamiento disuasorio en altura en el área metropolitana de Valencia. Su autor fue Víctor José Yepes Bellver y los directores, Julián Alcalá González y Mª Rosa Arroyo López. También en este año, Lorena Yepes Bellver obtuvo una plaza de profesora asociada en el Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de las Estructuras. Un orgullo que mis dos hijos sean ingenieros de caminos. En octubre impartí en Granada la conferencia inaugural de las VI Jornadas Internacionales sobre Innovación Docente en las Titulaciones Técnicas. En noviembre impartí una Conferencia Magistral sobre diseño óptimo de estructuras dentro del XIII Coloquio de análisis, diseño y monitoreo estructural, en particular en el 13rd International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials STRUCTURES 2023. celebrada en Cuba. También participé en el Comité Científico del IALCCE2023, Eighth International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering, que tuvo lugar en el campus del Politécnico de Milán (Italia), entre el 11 y el 15 de junio. Asimismo, puse en marcha un número especial denominado Special Issue “Machine Learning, Metaheuristics and Combinatorial Optimization Problems”. Asimismo, he vuelto a estar en otros comités científicos, como el del INRED 2023. Además, participé en la redacción de parte de la Orden Circular 4/2023 sobre procedimiento para la justificación de precios en la Dirección General de Carreteras y base de precios de apoyo. Por último, para 2024 está prevista la lectura de cuatro tesis doctorales que tengo el honor de dirigir. Ya os daré noticias al respecto.

Este año puse en marcha, en colaboración con la empresa Ingeoexpert, un nuevo curso, en línea sobre “Estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. El curso, totalmente en línea, se desarrollará en 6 semanas, con un contenido de 75 horas de dedicación del estudiante. Toda la información la puedes encontrar en esta página: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-estructuras-auxiliares-en-la-construccion-andamios-apeos-entibaciones-encofrados-y-cimbras/.

Este año publiqué un libro que he tardado en elaborar varios años. Se trata de un texto académico denominado: Maquinaria y procedimientos de construcción: problemas resueltos. El libro ofrece una completa colección de 300 problemas resueltos, abarcando aspectos relacionados con la maquinaria, medios auxiliares y procedimientos de construcción. Estos problemas son similares a los tratados durante las clases de resolución de casos prácticos en la asignatura de Procedimientos de Construcción del Grado en Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València (España). Por tanto, el libro resulta adecuado tanto para estudiantes de grado como para cursos de máster relacionados con la ingeniería civil, la edificación y las obras públicas.

Otro libro que he publicado este año, en este caso en colaboración con los profesores Pedro Martínez Pagán y Marcos A. Martínez Segura, de la Universidad Politécnica de Cartagena, ha sido el de Ejercicios resueltos de sistemas de transporte continuo (bombas y cintas transportadoras). Es un placer colaborar con otros compañeros en estas tareas.

Este post es el número 187 los que he escrito este año, lo cual no está nada mal. Ya he publicado 1849 artículos en mi blog desde que inicié esta andadura un 5 de marzo de 2012, por lo que este año se ha cumplido una década de esta aventura. Sin darme cuenta, he tocado muchos temas que tienen que ver con la profesión de la ingeniería civil y a la construcción en todos sus aspectos. Además, en redes sociales cada vez tengo más presencia. Más de 32.667 seguidores en Twitter.

Por último, os dejo a continuación algunas de las referencias respecto a los artículos, congresos, libros y vídeos educativos que he realizado durante este 2023. Va a ser muy difícil mejorar este 2023, pero haremos lo posible para el 2024.

INVESTIGADOR PRINCIPAL EN PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN COMPETITIVOS:

  • Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. (HYDELIFE). [Hybrid life cycle optimization of bridges and mixed and modular structures with high social and environmental efficiency under restrictive budgets]. PID2020-117056RB-I00.

ARTÍCULOS INDEXADOS EN EL JCR:

  1. GUAYGUA, B.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES, V. (2023). A systematic review of seismic-resistant precast concrete buildings. Structures, 58; 105598. DOI:10.1016/j.istruc.2023.105598
  2. GARCÍA, J.; LEIVA-ARAOS, A.; DÍAZ-SAAVEDRA, E.; MORAGA, P.; PINTO, H.; YEPES, V. (2023). Relevance of Machine Learning Techniques in Water Infrastructure Integrity and Quality: A Review Powered by Natural Language Processing. Applied Sciences, 13(22):12497. DOI:10.3390/app132212497
  3. YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Embodied energy optimization of prestressed concrete road flyovers by a two-phase Kriging surrogate model. Materials16(20); 6767. DOI:10.3390/ma16206767
  4. MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2023). Deep learning classifier for life cycle optimization of steel-concrete composite bridges. Structures, 57:105347. DOI:10.1016/j.istruc.2023.105347
  5. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Multi-criteria optimization for sustainability-based design of reinforced concrete frame buildingsJournal of Cleaner Production, 425:139115. DOI:10.1016/j.jclepro.2023.139115
  6. ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Carbon impact assessment of bridge construction based on resilience theory. Journal of Civil Engineering and Management, 29(6):561-576. DOI:10.3846/JCEM.2023.19565
  7. HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Life Cycle Assessment of a Coastal Concrete Bridge Aided by Non-Destructive Damage Detection Methods. Journal of Marine Science and Engineering, 11(9):1656. DOI:10.3390/jmse11091656
  8. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Metamodel-assisted meta-heuristic design optimization of reinforced concrete frame structures considering soil-structure interaction. Engineering Structures, 293:116657. DOI:10.1016/j.engstruct.2023.116657
  9. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Design optimization of welded steel plate girders configured as a hybrid structure. Journal of Constructional Steel Research, 211:108131. DOI:10.1016/j.jcsr.2023.108131
  10. NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2023). Enhancing sustainability assessment of bridges in aggressive environments through multi-criteria group decision-making. DYNA, 98(5):477-483. DOI:10.6036/10816
  11. SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; GARCÍA, J.; YEPES, V. (2023). A systematic literature review on Modern Methods of Construction in building: an integrated approach using machine learning. Journal of Building Engineering, 73:106725. DOI:10.1016/j.jobe.2023.106725
  12. TERREROS-BEDOYA, A.; NEGRÍN, I.; PAYÁ-ZAFORTEZA, I.; YEPES, V. (2023). Hybrid steel girders: review, advantages and new horizons in research and applications. Journal of Constructional Steel Research, 207:107976. DOI:10.1016/j.jcsr.2023.107976.
  13. LEMUS-ROMANI, J.; OSSANDÓN, D.; SEPÚLVEDA, R.; CARRASCO-ASTUDILLO, N.; YEPES, V.; GARCÍA, J. (2023). Optimizing Retaining Walls through Reinforcement Learning Approaches and Metaheuristic Techniques. Mathematics 11(9): 2104. DOI:10.3390/math11092104
  14. NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2023). Evaluation of Higher Education Students’ Critical Thinking Skills on Sustainability. International Journal of Engineering Education, 39(3):592-603.
  15. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Metamodel-assisted design optimization in the field of structural engineering: a literature review. Structures, 52:609-631. DOI:10.1016/j.istruc.2023.04.006
  16. ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Experimental Research on Diseases of Emulsified Asphalt Mortar Board for Ballastless Tracks. Journal of Materials in Civil Engineering, 35(6):04023156. DOI:10.1061/JMCEE7.MTENG-15149
  17. HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023).  Life-cycle cost assessment using the power spectral density function in a coastal concrete bridgeJournal of Marine Science and Engineering, 11(2):433. DOI:10.3390/jmse11020433
  18. MARTÍN, R.; YEPES, V. (2023). Landscape values in a marina in Granada (Spain): Enhancing landscape management through public participation. Land, 12(2):492. DOI:10.3390/land12020492
  19. TRES JUNIOR, F.L.; YEPES, V.; MEDEIROS, G.F.; KRIPKA, M. (2023). Multi-objective Optimization Applied to the Design of Sustainable Pedestrian Bridges. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20(4), 3190. DOI:10.3390/ijerph20043190 
  20. HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Power Spectral Density method performance in detecting damages by chloride attack on coastal RC bridge. Structural Engineering and Mechanics, 85(2):197-206. DOI:10.12989/sem.2023.85.2.197
  21. RUIZ-VÉLEZ, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). A parametric study of optimum road modular hinged frames by hybrid metaheuristics. Materials, 16(3):931. DOI:10.3390/ma16030931
  22. YEPES, V.; LOPEZ, S. (2023). The Knowledge sharing capability in innovative behavior: A SEM approach from graduate students’ insights. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20(2):1284. DOI:10.3390/ijerph20021284
  23. MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2023). Hybrid swarm intelligence optimization methods for low-embodied energy steel-concrete composite bridges. Mathematics, 11(1):140. DOI:10.3390/math11010140
  24. RUIZ-VÉLEZ, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Optimal design of sustainable reinforced concrete precast hinged frames. Materials, 16(1):204. DOI:10.3390/ma16010204.

OTROS ARTÍCULOS:

LIBROS:

CONGRESOS:

  1. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Model for considering soil-structure interaction and its implementation in the optimal design of RC frame structures. 7th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering, CMMoST 2023. 29 nov – 01 dec, Málaga (Spain).
  2. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Optimización estructural asistida por metamodelos: Aplicaciones. XIII Coloquio de Análisis, Diseño y Monitoreo Estructural, Cayos de Villa Clara (Cuba), 15 pp.
  3. YEPES, V. (2023). Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares (HYDELIFE). XIII Coloquio de Análisis, Diseño y Monitoreo Estructural, Cayos de Villa Clara (Cuba), 20 pp.
  4. SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Sustainable Design of Lightened Reinforced Concrete Flat Slabs in Coastal Environment. 8th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering IALCCE 2023, July 2-6, Milano (Italy), PP. 2463-2470. DOI:10.1201/9781003323020-300
  5. YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; YEPES, V. (2023). Evaluación de los conocimientos de los estudiantes de posgrado en ingeniería civil sobre temas de actualidad. IX Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red (IN-RED 2023), 13-14 julio, Valencia, pp. 534-544. DOI:10.4995/INRED2023.2023.16514
  6. YEPES, V.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; BLIGHT, T.; BOULET, D.J.; ROSCHIER, L.(2023). Competencias analógicas en un mundo digital. Nomogramas en el proceso de aprendizaje de la ingeniería. IX Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red (IN-RED 2023), 13-14 julio, Valencia, pp. 2106-2118. DOI:10.61547/3509
  7. BRUN-IZQUIERDO, A.; YEPES-BELLVER, L.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Optimización energética de tableros tipo losa pretensados aligerados mediante modelos Kriging27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain), pp. 426-437. DOI:10.61547/3374
  8. HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Durability assessment and re-design of coastal concrete bridge through a non-destructive damage detection method. 27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain), pp. 386-401. DOI:10.61547/3371
  9. YEPES, V.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; ROSCHIER, L.; BOULET, D.J.; BLIGHT, T. (2023). Códigos abiertos basados en Python para la construcción de nomogramas y su aplicación en la ingeniería de proyectos. 27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain), pp. 2106-2118. DOI:10.61547/3509

VÍDEOS EDUCATIVOS:

  1. Obras de dragado. Importancia y clasificación. 7 minutos, 36 segundos.
  2. Draga retroexcavadora. 8 minutos, 27 segundos.
  3. Draga de cuchara montada sobre pontona. 9 minutos, 27 segundos.
  4. Draga de succión estacionaria. 8 minutos, 7 segundos.
  5. Plantas fijas de tratamiento de áridos por vía seca. 7 minutos, 36 segundos.
  6. Parrillas de barras o cribas de barrotes. 6 minutos, 56 segundos.
  7. La molienda en las instalaciones de tratamientos de áridos. 9 minutos, 10 segundos.
  8. Trómeles. Cribas dinámicas y cilindros lavadores. 8 minutos, 37 segundos.

MEDIOS DE PRENSA:

À PUNT. Entrevista radiofónica sobre los rascacielos. https://www.apuntmedia.es/tema-del-dia/02-05-2023-tema-del-dia-els-gratacels_135_1612244.html

EL CONFIDENCIAL. 82.000 ingenieros alertan: la seguridad de edificios y personas no está garantizada con la normativa anti-terremotos que pretende aprobar el Gobierno. https://www.elconfidencialdigital.com/articulo/dinero/80000-ingenieros-alertan-gobierno-va-aprobar-urgencia-normativa-anti-terremotos-que-garantiza-seguridad-edificios-personas/20230630133029600224.html

EL CONFIDENCIAL. Terremoto en Marruecos. Europa tiene paralizada la normativa anti-seísmos de España que no garantiza la seguridad de edificios y personas, según 82.000 ingenieros. https://www.elconfidencialdigital.com/articulo/seguridad/terremoto-marruecos-europa-tiene-paralizada-normativa-anti-seismos-gobierno-que-garantiza-seguridad-edificios-personas-82000-ingenieros/20230910010244633320.html

NOTICIAS DE LA CIENCIA. Algoritmos para una construcción más limpia y más barata de túneles subterráneos. https://noticiasdelaciencia.com/art/46721/algoritmos-para-una-construccion-mas-limpia-y-mas-barata-de-tuneles-subterraneos#google_vignette

TECH XPLORE. Study seeks to revolutionize wind turbine design. https://techxplore.com/news/2023-03-revolutionize-turbine.html

EL HERALDO DE TABASCO. Más de 300 perforaciones se han realizado en el Acueducto Usumacinta. https://www.elheraldodetabasco.com.mx/local/cuantas-perforaciones-lleva-el-acueducto-usumacinta-11183822.html

EL PERIÓDICO DEL AZULEJO. Marcos prefabricados de hormigón, una opción más económica y sostenible para la construcción. https://www.elperiodicodelazulejo.es/colocacion/marcos-prefabricados-de-hormigon-una-opcion-mas-economica-y-sostenible-para-la-construccion-KY1441851

VALENCIA PLAZA. Marcos prefabricados de hormigón para la construcción, una opción más barata y sostenible. https://valenciaplaza.com/marcos-prefabricados-hormigon-construccion-opcion-mas-barata-sostenible

 

Los puntales en edificación

Figura 1. Puntales telescópicos de acero. https://www.alsina.com/es-es/puntales-para-la-construccion-3-preguntas-para-elegir-el-mas-optimo/

Los puntales son medios auxiliares cuya función principal consiste en sostener un sistema de encofrado horizontal, posicionándolo a la altura requerida. Como elementos sustentantes, transfieren las cargas generadas durante el hormigonado de la estructura. Actúan como soportes hasta alcanzar la resistencia necesaria para absorber eficazmente los esfuerzos exigidos, momento en el cual entran en servicio. En un capítulo anterior se describieron los apeos y los apuntalamientos, empleados fundamentalmente en obras de reparación o de urgencia. En este apartado, se describen los puntales como elementos auxiliares empleados como soporte de encofrados horizontales en edificación.

Existe una amplia variedad de puntales, los cuales se clasifican según el material, la capacidad de carga y su vida útil. Los puntales de madera, que fueron en su momento una opción económica, han dado paso a los puntales metálicos, que son los más habituales por su resistencia y durabilidad. Los puntales metálicos permiten una reutilización eficiente y agilizan los procesos de encofrado y desencofrado. Entre las ventajas de estos elementos destaca su ligereza en el transporte y su robustez.

Los puntales de acero son los más utilizados, pudiendo estar pintados, zincados o galvanizados (Figura 1). Su capacidad de carga abarca desde 500 hasta 3000 kg, y su altura de trabajo está comprendida entre 2 y 6 m. Estos puntales son compatibles con sistemas de encofrado recuperable tanto en edificación como en obras civiles, facilitando la realización de diversos tipos de estructuras, como losas macizas o forjados aligerados. Su versatilidad se extiende a la aplicación en sistemas unidireccionales y bidireccionales, incluyendo reticulares de casetón perdido o recuperable, siempre dentro de sus límites de carga y altura. Además, se utilizan de manera frecuente como elementos de apuntalamiento en proyectos de rehabilitación de edificios.

Los puntales de aluminio (Figura 2), a pesar de su uso más limitado debido a su costo elevado, son más ligeros, lo que facilita su transporte. Sin embargo, su vida útil puede ser más corta, usándose en entornos donde el riesgo de oxidación o corrosión es mínimo. Frecuentemente, se ensamblan entre sí para constituir torres de carga con marcos de arriostramiento y suelen unirse en altura.

Figura 2. Puntales de aluminio. https://www.alsina.com/es-es/puntales-para-la-construccion-3-preguntas-para-elegir-el-mas-optimo/
Figura 3. Partes de un puntal telescópico. https://arcomaquinarias.com/USH-distribuidor-oficial-ush/encofrado-108?

Los puntales telescópicos permiten ajustar la altura según las necesidades, integrándose perfectamente con los andamios metálicos (Figura 3). Constan de dos cuerpos cilíndricos huecos que permiten la regulación mediante la inserción uno dentro del otro (cuerpo y caña). En algunos casos, como complemento, pueden contar con un sistema de bloqueo para evitar la separación entre la caña y el cuerpo. Además, algunos modelos incorporan un sistema de descarga que facilita el proceso de desencofrado y desmontaje. Asimismo, se categorizan en función de si la rosca de regulación es visible o está cubierta.

Un puntal se compone de dos tubos telescópicos que pueden desplazarse uno dentro del otro, contando con un sistema de ajuste que utiliza un pasador insertado en los agujeros del tubo interior y un mecanismo de ajuste fino a través de un collar roscado. Las partes esenciales de un puntal telescópico regulable de acero son las siguientes:

  • Placa de asiento: Una placa fijada perpendicularmente al eje en ambos extremos del tubo interior y del tubo exterior.
  • Tubo exterior: Un tubo de mayor diámetro con uno de los extremos roscado.
  • Tubo interior: Un tubo de menor diámetro que cuenta con agujeros para el ajuste aproximado del puntal, deslizándose dentro del tubo exterior.
  • Dispositivo para el ajuste de la longitud: Este dispositivo incluye un prisionero (perno, espiga o pasador), tuerca de ajuste y agujeros en ambos tubos, exterior e interior.
  • El prisionero se inserta a través de los agujeros del tubo interior, marcando la longitud aproximada.
  • La fuerza de ajuste dispone, como mínimo, de una empuñadura y cuenta con una cara que sostiene el prisionero para mantener el pasador o el mecanismo de recuperación rápida, si lo posee. Esta fuerza se utiliza para realizar ajustes finos en la altura del puntal.

A la hora de seleccionar el puntal más idóneo hay que considerar cinco factores fundamentales. En primer lugar, se debe calcular la carga actuante, incorporando tanto el peso propio del forjado como la sobrecarga de ejecución, que abarca el peso de los operarios y el encofrado. La capacidad de carga del puntal depende, entre otros, del diámetro del cuerpo cilíndrico, el espesor del tubo y la geometría del puntal. Es esencial conocer la altura libre del puntal para obtener la capacidad de carga según las especificaciones del fabricante. Asimismo, el número mínimo de puntales requeridos se calcula considerando la carga actuante y la capacidad de carga a la altura libre de trabajo. Finalmente, el precio desempeña un papel clave, y optimizar la elección del puntal permite encontrar la solución correcta, asegurando la capacidad de carga necesaria al menor costo posible.

A continuación os dejo la norma NTP 719: Encofrado horizontal. Puntales telescópicos de acero.

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También os dejo un catálogo que os puede interesar.

Descargar (PDF, 2.92MB)

Aquí tenéis algunos vídeos que os pueden resultar de interés.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Sistemas de encofrados verticales

Figura 1. Encofrado de marco. Imagen: V. Yepes

Los sistemas de encofrado vertical, típicos en la ejecución de pilares y muros, son estructuras provisionales compuestas por componentes prefabricados metálicos y de madera. Estos elementos, solidariamente unidos, sostienen y dan forma al hormigón fresco hasta adquirir la resistencia necesaria. En la actualidad, el encofrado de madera ha dado paso a los encofrados mediante módulos recuperables prefabricados, preparados para armarse y disponerse según las necesidades y geometría de la obra. Pueden presentar configuraciones rectas o circulares y ejecutarse en una o dos caras.

En el caso de los encofrados verticales, es importante destacar que la presión del hormigón fresco no se relaciona con su volumen, sino que guarda una proporción directa con la altura y la velocidad de llenado. Los pilares, por ejemplo, requieren encofrados de mayor resistencia debido a su sección reducida y a su rápido llenado, generando una presión elevada en poco tiempo.

Los sistemas de encofrados diseñados para paramentos verticales rectos se dividen en dos categorías: los encofrados de marco y los encofrados de vigas y correas.

Los encofrados de marco constan de un bastidor construido con perfiles metálicos, formando una retícula. Estos perfiles cuentan con secciones transversales diseñadas para combinar resistencia, con aspectos funcionales como puntos y zonas de fijación de los elementos de conexión, ubicación de ménsulas de trabajo, fijación de puntales de aplomado y sujeción, fijación del forro, aseguramiento de la estanqueidad, facilitación del desencofrado, apoyo de anclajes, entre otros. Los forros se fabrican con chapas metálicas y contrachapados de madera recubiertos con resinas fenólicas, aunque hoy también pueden ser plásticos.

Suelen existir dos tipos de encofrados de marco. El encofrado pesado, con elementos de hasta 8 m2 de superficie, se maneja con grúas y soporta presiones del hormigón fresco entre 60 y 80 kN/m2. El encofrado ligero es más pequeño y puede manejarse manualmente, soportando presiones de unos 40 kN/m2. Una ventaja de este tipo de encofrados de marco es que sus componentes se pueden alquilar en su totalidad.

Figura 2. Encofrado para muros con vigas. https://www.peri.cl/products/formwork/wall-formwork/vario-gt-24-girder-wall-formwork.html

Los encofrados de vigas y correas, también conocidos como encofrados de rieles, se componen normalmente de correas horizontales de acero, vigas verticales de madera fijadas a estas correas, y un forro encofrante que se clava o atornilla a las vigas. La mayoría de los rieles de acero constan de un perfil doble UPN en forma de cajón invertido “][“, adaptando este perfil con taladros y chapas soldadas como puntos y áreas de fijación de elementos de conexión, apoyo de anclajes, fijación de puntales de aplomado, aseguramiento de la estanqueidad, entre otros.

Las vigas de madera, ya sea con alma llena o en celosía, sirven como puntos de anclaje para las plataformas de hormigonado y los accesorios de enganche de las grúas. Estos encofrados admiten cualquier forro que pueda fijarse a las vigas, desde tableros de madera tricapa hasta contrachapados revestidos con resinas fenólicas. Según el acabado superficial, se pueden emplear tablas machihembradas o cepilladas, así como tableros con diseños especiales.

A pesar de la versatilidad que ofrecen los encofrados de vigas y correas, su utilización no es tan extendida como la de los encofrados de marco, principalmente debido al requerimiento de un montaje previo que involucra a operarios especializados. Aunque el montaje se puede realizar en taller, la limitación del tamaño durante el transporte impide montar paneles de gran superficie. Además, los encofrados de vigas implican la adquisición del forro de encofrado, pues rara vez está disponible para alquiler. Es necesario taladrar los forros para permitir el paso de anclajes y, en ocasiones, realizar cortes para ajustarse a las dimensiones de los elementos.

El coste de alquiler por unidad de superficie del resto del sistema de rieles, vigas y accesorios suele ser inferior al del encofrado de marco. Por lo tanto, el encofrado de vigas se presenta como una elección rentable en proyectos con un número significativo de puestas repetitivas y de larga duración, donde el coste de los forros y la mano de obra se distribuye a lo largo de un período extenso de uso. Bajo estas condiciones, el ahorro en comparación con el uso de encofrados de marco puede ser considerable.

A pesar de ello, la utilización del encofrado de vigas y rieles es indispensable para los elementos verticales en diversas circunstancias:

  • En ciertos proyectos, se busca una disposición particular de anclajes por motivos estéticos, lo que implica una distribución específica de piezas de forro en términos de tamaño y posición. A diferencia de los encofrados de marco con dimensiones fijas y puntos de anclaje predefinidos, los encofrados de vigas y rieles permiten adaptar vigas, rieles, forro y orificios de anclaje a diversas geometrías.
  • En proyectos que buscan minimizar el resalte de la huella de las juntas, los encofrados de vigas permiten realizar juntas a testa entre tableros de forro, logrando una huella casi imperceptible en el paramento. A diferencia de los encofrados de marco, donde el bastidor deja su marca en el hormigón, los encofrados de vigas posibilitan incluso atornillar el forro desde la viga, eliminando las huellas de las cabezas de los clavos en el paramento.
  • En proyectos con requerimientos específicos para el uso de ciertos forros, los encofrados de marco pueden dañarse al clavar los forros sobre ellos. En cambio, los encofrados de vigas y rieles permiten utilizar varios tipos de forros, como tablas o tablillas, machihembradas o no, cepilladas o no, etc.
  • En proyectos con presiones de hormigón fresco superiores a las toleradas por elementos de marco, los encofrados de vigas y rieles permiten el reparto de vigas, rieles y orificios de anclaje según la presión. Si se emplean encofrados de marco con presiones más elevadas, es necesario prescindir de los elementos de mayor superficie y utilizar barras de anclaje más robustas que las convencionales, determinando el tamaño máximo del elemento posible en función de la presión máxima.

En este primer vídeo podemos ver un sistema de encofrado de marco.

En este otro vídeo, tenemos los encofrados de vigas y correas.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Encofrados especiales

Figura 1. Encofrado a medida en tres dimensiones. https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/encofrado-especial/freeform-formwork.html

En este apartado se incluyen aquellos encofrados no incluidos en los habituales encofrados verticales y horizontales. Algunas características de estos encofrados especiales serían las siguientes:

  • Geometrías complejas: Se trata de formas que no pueden lograrse mediante encofrados estándar o tradicionales. Suelen ser construcciones con diversas curvaturas, que requieren modelos tridimensionales (Figura 1).
  • Altas presiones o cargas: Requieren encofrados con un mayor refuerzo.
  • Acabados singulares: Son encofrados que buscan una terminación de una calidad especial (Figura 2).
  • Condiciones especiales de obra: En el caso de que la obra no permita usar encofrados convencionales. En estos casos se diseñan encofrados a medida o se instalan estructuras auxiliares o de apoyo, siendo comunes en obras marítimas (Figura 3).
Figura 2. Museum of Tomorrow. https://www.peri.es/proyectos/cultural-buildings/museum-of-tomorrow.html

Para aumentar la rentabilidad y la reutilización de los elementos, los encofrados especiales aprovechan al máximo las piezas normalizadas de las estructuras auxiliares existentes en el mercado. La madera es el material que más se adapta a cualquier tipología, siendo reforzada con correas metálicas. Otras veces los encofrados son de acero o incluso de aluminio, lo que permiten unas 1000 puestas. Es habitual el uso en proyectos con unidades repetitivas, como es el caso de las viviendas sociales en países en desarrollo.

En otros artículos anteriores se pueden ver algunos de estos encofrados especiales, como puede ser el sistema de muros portantes o encofrado túnel, el encofrado hinchable, los carros de encofrado para túneles o para puentes.

Figura 3. Contradique de obras de abrigo de Valencia. https://rubricaingenieria.com/es/rubrica-proyecto/contradique-obras-de-abrigo-valencia/

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Sistemas de encofrados horizontales

Figura 1. Encofrado de losa. https://www.ulmaconstruction.es/es-es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-losa-recuperable-rapid

El encofrado horizontal se configura como una estructura provisional auxiliar compuesta por elementos prefabricados metálicos y madera. Estos componentes se ensamblan para sostener y dar forma al hormigón fresco hasta que adquiera la resistencia adecuada. Se utiliza para la ejecución de estructuras horizontales, tales como forjados, vigas o losas. En otros artículos de este mismo blog ya se describieron los encofrados para los forjados reticulares y las mesas encofrantes o sistemas premontados.

Es importante comprobar la disposición correcta del armado del forjado o de la losa, así como la propia preparación del encofrado, el vertido del hormigón, el control de la temperatura y la humedad relativa, así como el empleo de desencofrantes, entre otros factores.

Figura 2. Encofrado horizontal con vigas metálicas. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-vigas-metalicas-btm

Según la forma de ejecución, los forjados se clasifican en los siguientes tipos:

  • Forjados in situ: Empleados en la construcción de losas y forjados bidireccionales, ya sean macizos o aligerados. Requieren la instalación de un encofrado y un apuntalado o cimbrado integral. Además, el aligeramiento, como en el caso de los casetones, puede ser recuperable o perdido.
  • Forjados parcialmente prefabricados: Utilizados en los forjados unidireccionales mediante viguetas o semiviguetas. Este sistema implica la necesidad de un encofrado y apuntalamiento completos de la superficie. Aquí se incluye el forjado con chapa colaborante como encofrado perdido (chapa grecada), donde solo se requiere el apuntalamiento o cimbrado (Figura 3).
  • Forjados completamente prefabricados: Construidos con prelosas nervadas o aligeradas, generalmente unidireccionales. Solo es necesario el encofrado y el apuntalamiento o cimbrado en algunas zonas específicas (Figura 4).
Figura 3. Chapa colaborante. https://mundopanelpalma.com/productos/mg-60-220-encofrado-perdido-y-colaborante/

 

Figura 4. Tareas de aproximación y fijación de la losa alveolar por parte del operario con sistema de protección anticaídas. https://equiposdetrabajoenaltura.lineaprevencion.com/equipos-de-trabajo/encofrados/descripcion-general-y-aplicaciones-2/encofrados-horizontales

El encofrado horizontal lo integra la superficie encofrante, la estructura resistente y los elementos sustentantes que transfieren las cargas al suelo. Se pueden distinguir, entre otros, los siguientes elementos:

  • Las correas reticulares, longitudinales o sopandas soportan el peso del forjado y la carga de trabajo, distribuyéndola a los puntales. Sus extremos presentan enganches que facilitan su ensamblaje. En la parte inferior del perfil, se disponen pivotes para ubicar los puntales y repartir las cargas.
  • El portacorreas reticular, transversal o portasopanda posiciona las correas a distancias predefinidas y permite nivelarlas. Al igual que las correas, los portacorreas pueden ser perfiles de acero laminado o vigas de madera.
  • El cabezal recuperable o basculante se localiza sobre la correa longitudinal y sirve para la recuperación parcial del encofrado. Incluye un pasador que facilita su montaje y desmontaje al retirar los tableros de apoyo. Cuenta con un seguro o soporte de seguridad para prevenir desmontajes involuntarios.
  • El cabezal de carga, con forma de horquilla o en U, actúa como elemento de sustentación.
  • El cabezal de caída posibilita la retirada del encofrado recuperable, mediante un giro de cuña, sin dejar caer los elementos al suelo.
  • Los tableros, comúnmente de madera, se emplean para cubrir el área donde se vierte el hormigón. Sus dimensiones y geometría varían según las características del forjado o losa. Existen distintos tipos de tableros que permiten acabados y texturas específicas, incluyendo versiones reforzadas que mejoran la resistencia y reducen la deformación bajo las cargas.
  • El puntal, esencial para el apeo del forjado o losa de hormigón, suelen ser telescópicos de acero. Consisten en dos tubos que pueden desplazarse uno dentro del otro, y se eligen en función de su protección contra la corrosión, de su resistencia y su longitud de extensión máxima.

Adjunto unos vídeos que os pueden servir para tener una mayor idea de este tipo de encofrado.

Os dejo un catálogo de ULMA sobre un encofrado horizontal, que espero os sea de utilidad.

Descargar (PDF, 11.05MB)

También os dejo una ficha donde podrás conocer los aspectos más importantes en la utilización, montaje y mantenimiento de los encofrados horizontales.

Descargar (PDF, 818KB)

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Marco normativo en seguridad y salud de encofrados y cimbras

Figura 1. Imagen: V. Yepes

En lo que respecta a la seguridad y salud en el uso de encofrados y cimbras, existen un conjunto de normativas, recomendaciones y buenas prácticas que incluyen normativas básicas, leyes y reglamentos de cumplimiento obligado. Además, se encuentran las normativas técnicas UNE, las cuales consisten en especificaciones técnicas no vinculantes, a menos que se indique lo contrario. Por último, se incluyen las Notas Técnicas de Prevención (NTP), que se presentan como guías de buenas prácticas y se consideran recomendaciones no obligatorias, a menos que se establezca lo contrario. Veamos estas normas a fecha de hoy (AFECI, 2021); no obstante, si se detecta que alguna está obsoleta o que existen nuevas normativas, se agradecería se comunicara para actualizar el listado:

Normativas básicas, leyes y reglamentos de obligado cumplimiento:

  • Constitución Española: en su artículo 40.2, encomienda a los poderes públicos velar por la seguridad e higiene en el trabajo.
  • Transposición de la Directiva Europea 89/391/CEE.
  • Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales.
  • Ley 54/2003, de 12 de diciembre, de reforma del marco normativo de la prevención de riesgos laborales.
  • Directiva 92/57/CEE del Consejo, de 24 de junio, relativa a las disposiciones mínimas de seguridad y de salud que deben aplicarse en las obras de construcción temporales o móviles.
  • Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción.
  • Real Decreto 2177/2004, de 12 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura.
  • Real Decreto 171/2004, de 30 de enero, por el que se desarrolla el artículo 24 de la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales, en materia de coordinación de actividades empresariales.
  • Real Decreto 1801/2003, de 26 de diciembre, de seguridad general de los productos.
  • Real Decreto 604/2006, de 19 de mayo, por el que se modifican el R.D. 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el reglamento de los servicios de prevención, y el R.D. 1627/97, de 24 de octubre, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción.
  • Orden Circular 3/2006 sobre medidas a adoptar en materia de seguridad en el uso de instalaciones y medios auxiliares de obra.

Normativas técnicas UNE

  • UNE 180201:2022 Encofrados. Diseño general, requisitos de comportamiento y verificaciones.
  • UNE-EN 795:2012 Protección contra caídas de altura: Dispositivos de anclaje. Requisitos y ensayos.
  • UNE-EN 341:2011 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Dispositivos de rescate.
  • UNE-EN 353-1:2014 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje. Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje rígida.
  • UNE-EN 353-2:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje flexible.
  • UNE-EN 354:2011 Equipos de protección individual contra caídas. Equipos de amarre.
  • UNE-EN 355:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Absorbedores de energía.
  • UNE-EN 360, 361, 362 y 363 Equipos de protección individual contra caídas de altura (dispositivos retráctiles, arneses, conectores y sistemas contra caídas, respectivamente).
  • UNE-EN 795:2012 Equipos de protección individual contra caídas. Dispositivos de anclaje.
  • UNE-EN 813:2009 Equipos de protección individual contra caídas. Arneses de asiento.
  • UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
  • UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
  • UNE-EN 358:2018 Equipo de protección individual para sujeción en posición de trabajo y prevención de caídas de altura. Cinturones y equipos de amarre para posicionamiento de trabajo o de retención.
  • UNE-EN 360:2002 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas retráctiles.
  • UNE-EN 13374-2013 Sistemas provisionales de protección de borde. Especificaciones del producto. Métodos de ensayo.
  • UNE-EN ISO 14122-4:2017 Seguridad de las máquinas. Medios de acceso permanentes a máquinas. Parte 4: Escalas fijas.
  • UNE-CEN/TR 15563 IN Equipamiento para trabajos temporales de obras. Recomendaciones de seguridad y salud.
  • UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
  • UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
  • UNE-EN 13414-1:2004+A2:2008 Eslingas de cables de acero. Seguridad. Parte 1: Eslingas para aplicaciones generales de elevación.

Notas técnicas de prevención NTP:

  • NTP 239: Escaleras manuales — Año 1989.
  • NTP 408: Escaleras fijas de servicio – Año 1996.
  • NTP 719: Encofrado horizontal. Puntales telescópicos de acero – Año 2006.
  • NTP 803: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (I) – Año 2008.
  • NTP 804: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (II) – Año 2008.
  • NTP 816: Encofrado horizontal. Protecciones individuales contra caídas de altura – Año 2008.
  • NTP 834: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (I) – Año 2009.
  • NTP 835: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (II) – Año 2009.
  • NTP 836: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (I) – Año 2009.
  • NTP 837: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (II) – Año 2009.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Tolerancias exigibles en los encofrados

Figura 1. Encofrado vertical para muro. Imagen: V. Yepes

La correcta utilización del encofrado es fundamental para garantizar tolerancias aceptables en las estructuras de hormigón. Según el Anejo 14 del Código Estructural, el sistema de tolerancias que adopte el autor del proyecto debe quedar claramente establecido en el pliego de prescripciones técnicas particulares, bien por referencia a este anejo, bien completado o modificado según se estime oportuno. En dicho anejo se recogen las tolerancias dimensionales a las que deben ajustarse los elementos de hormigón.

Es esencial destacar que tanto el encofrado como las cimbras requieren un mantenimiento específico y criterios para evaluar cuándo debe repararse, limpiarse o retirarse.

Para asegurar una ejecución adecuada, es necesario considerar el deterioro que el tiempo y el uso pueden provocar en las estructuras de los encofrados. La norma UNE 180201 proporciona tablas con valores admisibles para estas tolerancias y niveles de calidad.

Además, esta norma establece tres tipos fundamentales de acabado:

  • Clase E1 (Convencional): Se refiere al hormigón que no necesita una calidad estética, ya sea porque no es necesario o porque se le aplicará un tratamiento posterior.
  • Clase E2 (Para hormigón visto): Hace referencia al hormigón que requiere cierta estética y generalmente no lleva ningún recubrimiento o este es mínimo.
  • Clase E3 (Con control estricto de las deformaciones del encofrado): Se utiliza en estructuras singulares donde se exige un acabado superior, como en el caso de acabados con hormigón blanco.

Estas clases E1, E2 y E3 se corresponden con los grupos 5, 6 y 7, respectivamente, de la Norma DIN 18202.

La calidad de la superficie encofrante, es decir, el material que entra en contacto con el hormigón fresco, desempeña un papel crucial en este proceso. A continuación se describen los criterios de comprobación empleados en la evaluación del acabado del hormigón.

Al examinar la superficie encofrante, es esencial considerar los siguientes aspectos:

  • Defectos en la geometría superficial: Se deben tener en cuenta valores específicos en función de las calidades obtenidas, medidos con una regla de 3 metros para evaluar la desviación en el punto medio.
  • Presencia de huecos o protuberancias en la superficie: La determinación de la aceptabilidad del material para su reutilización o la necesidad de reparación dependerá de los valores obtenidos mediante mediciones.
  • Condiciones de homogeneidad en la textura superficial: Se realiza un análisis exhaustivo de la superficie encofrante para verificar su compatibilidad con la clase de encofrado. En este punto, se examinan agujeros permitidos, distintos de los presentes en el sistema, considerando su tamaño. Además, se evalúan cortes, arañazos, muescas, fisuras, entre otros, aplicando sus respectivos criterios de aceptación. En el reverso y considerando el marco resistente, no se aceptan en ningún caso acumulaciones de hormigón en esquinas, bastidores y orificios destinados a elementos sustentables.

En el caso de superficies encofrantes de acero o aluminio, se requiere evaluar las abolladuras y determinar su profundidad máxima aceptable, a pesar de que este factor no esté contemplado en la norma UNE 180201. Es fundamental aplicar estos criterios de manera rigurosa para garantizar la calidad y conformidad del acabado del hormigón.

Criterios de comprobación Calidad convencional Calidad de hormigón visto Calidad especial
Defectos en la geometría superficial Desviación admisible medida con regla de 3 m ≤ 13 mm ≤ 5 mm ≤ 3 mm
Huecos o protuberancias en algún punto de la superficie Profundidad o altura admisible del hueco o la protuberancia ≤ 8 mm ≤ 5 mm ≤ 2 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial Limpieza de superficie Se admiten restos de hormigón y lechada Sin presencia de restos de hormigón, se admite lechada Ningún resto de hormigón y/o lechada
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial Agujeros admisibles distintos de los propios del sistema ≤ 8 mm ≤ 4 mm 0 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial (*) Cortes, arañazos, muescas y fisuras con profundidad (**) y apertura admisible ≤ 8 mm ≤ 5 mm ≤ 2 mm
Abolladuras con profundidad (**) admisible en superficies metálicas en encofrados verticales u horizontales ≤ 20 mm ≤ 5 mm

(*) Aplicable únicamente a superficies fenólicas en encofrados verticales u horizontales.

(**) A menos que influyan en la resistencia, rigidez o funcionalidad, según lo indicado en el manual de instrucciones del fabricante, el cual se seguirá para determinar las dimensiones permitidas en cuanto a apertura y profundidad.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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Energía específica en los equipos de perforación y excavación mecánica

Figura 1. Energía específica requerida para diferentes sistemas de excavación.

La energía específica, también conocida como Specific Energy (SE) en inglés, se define como la cantidad de energía consumida para excavar un volumen unitario de roca. Esta medida se expresa en diversas unidades, tales como MJ/m, KW-h/m3, hp-h/yd3 o hp-h/t, que relacionan la energía consumida con el volumen excavado.

Es importante destacar que la energía específica tiende a aumentar cuando se busca producir partículas de un tamaño menor en una misma roca. Este incremento está directamente relacionado con el aumento de la resistencia a compresión de la roca en cuestión.

La energía específica requerida para la excavación de una determinada roca dependerá de dos factores clave: la separación de los cortadores (S) y su profundidad de ataque (P). El ratio entre estos dos parámetros, denominado S/P, se convierte en un elemento crucial al seleccionar equipos. Para rozadoras tipo “drag”, este ratio varía entre 2 y 4, mientras que para cortadores de discos oscila entre 10 y 20.

En términos prácticos, la energía específica desempeña un papel esencial al determinar los ratios de avance (m/h o m/día) de una máquina. Esta información se revela como un indicador clave para optimizar la eficiencia y el rendimiento de los equipos utilizados en la excavación de rocas.

La Figura 1 presenta el espectro de la energía específica necesaria para la fragmentación de una roca mediante diversos sistemas de excavación comúnmente utilizados.

El ratio de producción instantáneo (IPR, en inglés) de un equipo se puede calcular de la siguiente forma:

El ratio lineal de avance (ROP, en inglés) de un equipo se calcula de la siguiente forma:

El ratio de avance diario (AR, en inglés) de un equipo es:

La tabla que se presenta a continuación resulta útil para anticipar el ratio de producción (IPR) y el ratio de avance (AR) de un equipo mecánico, todo ello fundamentado en la energía específica.

Referencias:

  • MARTÍNEZ-PAGÁN, P. (2023). Laboreo de minas. 3er Curso – GIRME – Ingeniería de Minas. Universidad Politécnica de Cartagena.
  • ROSTAMI, J. (2011). Mechanical Rock Breaking. In SME Mining Engineering Handbook, 3rd Edition, Darling, P. (Ed.), Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 417-434.
  • YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.

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Equipos para excavación de roca dura en sección rectangular: Máquina de desarrollo minero

Figura 1. https://www.robbinstbm.com/products/mining-machines/mine-development-machine/

La Máquina de Desarrollo Minero “Mine Development Machine” (MDM) es un equipo especializado diseñado para la perforación de secciones no circulares, específicamente rectangulares, en entornos de rocas con una resistencia a la compresión de hasta 200 MPa. Este dispositivo está equipado con un cabezal de corte rotativo que cuenta con cortadores de disco para garantizar una eficiente excavación.

Hasta ahora, la excavación de galerías mineras y túneles de acceso se ha llevado a cabo mediante una metodología de perforación y voladura a menudo lenta y ardua. Históricamente, los métodos de túneles mecanizados han carecido de la personalización necesaria para agilizar las actividades mineras. El MDM ofrece una tasa de excavación el doble de rápida que la perforación y voladura, en el caso del modelo Robbins MDM5000. El perfil rectangular elimina la necesidad de verter una solera o cortar el invertido, lo que permite su uso inmediato por la flota de vehículos de la mina.

Su aplicación principal se encuentra en la construcción de infraestructuras mineras, especialmente en el desarrollo de túneles de acceso o galerías con dimensiones de 5,0 m de ancho por 4,5 m de alto. La solera resultante del túnel queda en condiciones óptimas para ser utilizada por los equipos mineros que operan sobre ruedas, facilitando así el transporte y movimiento en el interior de la mina.

Figura 2. https://www.robbinstbm.com/products/mining-machines/mine-development-machine/

El MDM utiliza gran parte de la misma tecnología que una máquina perforadora de túneles, incluyendo cortadores de disco que se desplazan en la misma pista durante un ciclo de perforación. Durante la perforación, los agarres se extienden contra las paredes del túnel, reaccionando al impulso hacia adelante de la máquina, al igual que en las TBM estándar. Los cilindros hidráulicos de propulsión se extienden, empujando los cortadores hacia la roca. La transferencia de este alto impulso a través de los cortadores de disco giratorios crea fracturas en la roca, provocando que los fragmentos se desprendan de la cara del túnel. Un sistema único de agarre flotante presiona contra las paredes laterales y se bloquea en su lugar mientras los cilindros de propulsión se extienden, permitiendo que la viga principal avance el MDM. Además, se coloca soporte continuo inmediatamente detrás del cabezal cortador en un patrón que cumple con los estándares de la mina. El soporte y la instalación de servicios públicos como tuberías, ventilación e iluminación se realizan simultáneamente a la perforación. Dado que la roca se fractura mecánicamente, no se requiere trituración secundaria y la roca rota es adecuada para el transporte mediante cintas transportadoras.

Existen algunas diferencias clave: mientras que una TBM estándar tiene un movimiento circular constante coincidente con el eje del túnel durante la perforación, el MDM utiliza un movimiento oscilante del cabezal cortador. El cabezal cortador del MDM oscila hacia arriba/abajo alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje del túnel. La evacuación de material en el MDM es bastante diferente a la de una TBM estándar, con el material desplazándose hacia atrás desde el cabezal cortador en cada barrido descendente hacia una cinta transportadora o cadena instalada en el invertido. Esencialmente, la carga de la cinta transportadora se ejecuta mediante el barrido descendente del cabezal cortador en lugar de que los cucharones de material se vacíen sobre una cinta transportadora mientras el cabezal cortador gira, como en la configuración de una TBM estándar.

El MDM presenta diversas ventajas para las minas en comparación con otros métodos, como la perforación y voladura. La perforación con el MDM tiene tasas de avance aproximadamente el doble de las de una perforación y voladura, lo que resulta en paredes de túneles más uniformes, menos desprendimiento excesivo y un menor requerimiento de soporte estructural. El aumento en las tasas de avance se debe en parte al progreso continuo de la máquina, a diferencia de las operaciones de perforación y voladura, donde los equipos deben salir del túnel durante la detonación por motivos de seguridad. Además, la instalación simultánea de soporte estructural aumenta aún más las tasas generales de avance en comparación con las operaciones de perforación y voladura que deben instalar el soporte estructural de manera secuencial.

Este avanzado equipo ha demostrado su eficacia en la mina de plata de Fresnillo, ubicada en México. Su rendimiento se destaca con avances notables de 10-12 metros por día en condiciones de rocas con una resistencia inferior a 100 MPa, y de 7-10 metros por día en terrenos más desafiantes, con resistencia en el rango de 100-150 MPa. La máquina ha perforado a velocidades de hasta 52 metros en una semana y 191 metros en un mes en andesita y esquisto con intrusiones de cuarzo que desafiaron intentos previos de excavación con rozadoras.

La versatilidad y eficiencia de la MDM la convierten en una herramienta crucial para la ejecución de proyectos mineros, mejorando la productividad y la seguridad en el desarrollo de túneles y galerías en condiciones diversas.

Os dejo algunos vídeos de esta máquina.

Os dejo, también, un artículo explicativo de esta máquina.

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Referencias:

  • DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
  • INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
  • MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
  • UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
  • YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.

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Excavación mecánica a cielo abierto: Highwall miners

Figura 1. Cat HW300 Highwall Miner, https://h-cpc.cat.com/cmms/v2?&f=subfamily&it=group&cid=406&lid=en&sc=CA&gid=18296377&nc=1

Dentro de los equipos empleados en la excavación mecánica en minería a cielo abierto destacan los “Highwall Miners”. Estos avanzados equipos mineros desempeñan un papel crucial en la extracción de minerales al excavar sobre paredes o muros verticales. Constituyen una combinación ingeniosa entre un minador continuo (CM) y la estructura exterior que proporciona el soporte necesario para el minador. Su aplicación se centra en la explotación de capas delgadas de carbón, yeso u otras rocas de dureza media a blanda, siendo especialmente idóneos para la minería de contorno.

Con la capacidad de extraer minerales de carbón con potencias de hasta 1,5 metros, estos equipos representan una solución eficiente y productiva para la industria minera. La versatilidad de estos dispositivos permite alcanzar grandes producciones, llegando hasta las 110,000 toneladas al mes, con tan solo cuatro personas operando el equipo.

Destacando entre sus características, el equipo Cat HW300 Highwall Miner demuestra su capacidad al trabajar en bermas de hasta 18 metros. Esta notable amplitud de acción amplía las posibilidades de extracción y facilita la labor minera en entornos desafiantes.

Figura 2. https://cinmine.com/products/highwall-miner-products/

Además de su eficiencia en la producción, estos equipos demuestran su valía al recuperar hasta un 70% del carbón presente en las capas explotadas, lo que contribuye significativamente a maximizar la rentabilidad de las operaciones mineras.

En resumen, estos equipos de vanguardia no solo destacan por su capacidad para extraer minerales en condiciones específicas, sino que también ofrecen eficiencia, productividad y rentabilidad, convirtiéndose en piezas clave para el éxito de la industria minera en la extracción de recursos en capas delgadas.

Os dejo a continuación algunos vídeos para que veáis el funcionamiento de estos equipos.

Referencias:

  • DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
  • INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
  • MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
  • UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
  • YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.

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