Dentro de las zanjadoras, os presentamos aquí la cortadora de disco con picas. Su equipo de trabajo está formado por un disco de gran diámetro que lleva en su periferia unos segmentos cambiables con cortadores en forma de picas.
La fuerza de penetración del disco sobre el suelo se consigue mediante unos cilindros hidráulicos. Su campo de aplicación habitual es el corte de roca, terrenos congelados, pavimentos, reperfilado de zanjas, tendido de cables, etc.
En el siguiente vídeo podéis ver el funcionamiento de una zanjadora Tesmec 1100, de 35 toneladas, con 10 m de largo, 4 de alto y 2.5 m de ancho. La rueda de corte de acero de 3,5 toneladas mide 4 m de diámetro. Su sierra es capaz de triturar rocas. 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.
Muchos servicios y canalizaciones se encuentran en zonas urbanas congestionadas. Su instalación, renovación o rehabilitación con métodos tradicionales de apertura de zanjas suponen grandes problemas e inconvenientes a la población. Las tecnologías sin zanja (trenchless) son a menudo económicamente más efectivas que las tecnologías de excavación con zanja (Yepes, 2014). Los plazos más cortos de ejecución, una mayor calidad en la construcción, un menor número de restricciones externas como el tráfico o el medio ambiente y la progresiva reducción de costes, está consolidando y extendiendo la tecnología de construcción sin zanja a nivel mundial. Por ejemplo, Tighe et al. (2002) afirman que la vida de un pavimento flexible se reduce aproximadamente el 30% de si se le abre una excavación. Además, los costes de mantenimiento y rehabilitación de dicho pavimento se incrementan notablemente. Por otra parte, son técnicas de bajo impacto ambiental pues evitan alteraciones en los biotopos naturales y en la afectación de la vida superficial. De hecho, Allouche et al. (2000) consideran que es el segmento de la industria de la construcción de las tecnologías sin zanja que más está creciendo. Cerca del 15% de las nuevas instalaciones subterráneas en Alemania se realizan con técnicas sin zanja (Bayer et al., 2005). Ma y Najafi (2007) explican el acelerado desarrollo de estas técnicas en China.
Os dejo a continuación un vídeo explicativo sobre este tipo de tecnologías, que espero os sea útil.
Referencias:
Allouche, E., Ariaratnam, S., and Lueke, J. (2000). Horizontal Directional Drilling: Profile of an Emerging Industry. Journal of Construction Engineering and Management, Volume 126, No. 1, pp. 68–76.
Bayer, H.J. (Editor) (2005). HDD Practice Handbook. Vulkan-Verlag, Essen, Germany
IbSTT Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja (2013). Manual de Tecnologías Sin Zanja.
Ma, B., and Najafi, M. (2008). Development and applications of trenchless technology in china. Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 23, No. 4, pp. 476-480.
Tighe, S., Knight, M., Papoutsis, D., Rodriguez, V., and Walker, C. (2002). User cost savings in eliminating pavement excavations through employing trenchless technologies. Canadian Journal of Civil Engineering, Volume 29, No. 5, pp. 751–761.
Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforación horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnologías Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.
Los compactadores habituales de zanjas consisten en un vehículo con una rueda vibrante adosada. La rueda compacta el fondo de la zanja a medida que el vehículo se desplaza. Las ruedas pueden ser lisas o de patas apisonadoras. Normalmente, son accesorios que se adaptan a excavadoras, aunque hay máquinas específicas al efecto.
La rueda compactadora apisona superficies después de instalar líneas de corriente o conductos de agua y otras zanjas poco profundas en patios, campos de golf, etc. Este compactador con ruedas comprime la superficie de zanjas de 10 a 30 cm de ancho y de hasta 122 cm de profundidad. La caja de vibración aislada ofrece un doble engranaje bañado en aceite para que su vida útil sea larga y no presente problemas.
A continuación podéis ver un vídeo de una rueda compactadora con patas apisonadoras.
A continuación os paso información de interés sobre una jornada que se celebrará el próximo 10 de marzo de 2016. La IbSTT (Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja) presenta su apuesta por “Una nueva forma de instalar infraestructuras en el subsuelo”
Las Tecnologías SIN Zanja como TECNOLOGÍAS INNOVADORAS en el sector del AGUA han encontrado, en esta edición, SMAGUA 2016 su hueco en el seno de las Jornadas Oficiales, Feria de Zaragoza el jueves 10 de marzo en la sala 3 de 15:00 a 18:00
Con stand propio, stand 6 en el pabellón 4, y Asamblea General Puertas Abiertas-Networking en la sala 2 el jueves 10 a las 12:00
Son sus inusuales ventajas – evitar ruido, polvo o roturas del pavimento, no perjudicar la vida del ciudadano de a pie, comercios, circulación, tráfico. Su empleo reduce hasta el 25% los costes frente a tecnologías tradicionales, disminuyen la duración de la obra, facilitan la elaboración de los proyectos, y una reducción en las emisiones de CO2 de entre el 78% y el 90% frente a las técnicas que implican apertura de zanja- las hacen aptas para ser de eje estratégico en el desarrollo sostenible de las Ciudades del futuro, de las Ciudades Inteligentes, de las Smart Cities. En este marco, AGUA Y DESARROLLO SOSTENIBLE encajan con las Tecnologías SIN Zanja? POR SUPUESTO.
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Informe Brundtland
El informe Brundtland (1987) utilizó por primera vez el término desarrollo sostenible: Satisfacer las necesidades actuales sin comprometer las de las futuras generaciones. Las tecnologías SIN zanja son claves para afrontar los retos del desarrollo sostenible de las ciudades, al ser del todo necesario poner el desarrollo tecnológico al servicio de los ciudadanos. Las tecnologías SIN zanja son soluciones a medida e inteligentes, tecnologías limpias que minimizan los riesgos ambientales y garantizan el compromiso con la sociedad. Se trata de Soluciones innovadoras que los ciudadanos necesitan para un desarrollo sostenible de sus ciudades. Aportan soluciones tecnológicas de alto rendimiento que cuidan del medio ambiente y están aprobadas por la ONU (Programa 21, Capitulo 34) como unas tecnologías ecológicamente racionales y ambientalmente sostenibles, que ofrecen un rendimiento medioambientalmente mejorado en comparación con las técnicas que implican la tradicional apertura de zanja.
La Asociación Ibérica de tecnologías SIN zanjaIBSTT presenta su apuesta por “Una nueva forma de instalar infraestructuras en el subsuelo/ A new way to perform underground infraestructures” en SMAGUA de la mano de los de los MEJORES EXPERTOS NACIONALES E INTERNACIONALES, debatirán acerca de tecnologías y materiales que las Ciudades Inteligentes tienen que integrar en sus infraestructuras para cumplir con los Protocolos Ambientales y Sostenibles. LAS BARRERAS para hacerlo “no son tecnológicas –LA TECNOLOGÍA EXISTE–, si no POLÍTICAS Y SOCIALES; de COMPORTAMIENTO” de TOMA DE DECISIONES.
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Detalles de la jornada
La Jornada se ha articulado en una selección de propuestas diferenciales con “algo nuevo que enseñar”, en función de cinco ejes temáticos:
Introducción a las Tenologías SIN Zanja, Tecnologías No Dig, Trenchless Technology. Clasificación y Ventajas por Jorge Lamazares. Director SINZATEC
¿Cómo seleccionar tu Sistema de Rehabilitación de Redes? por Andrés Álvarez. Dirección de Redes SUEZ
¿Qué tenemos en el subsuelo? Localizando desde la superficie por Alberto Sastre. Director Técnico RADIOPOINT.
Últimas tecnologías disponibles para evitar accidentes al excavar. Sistemas de mapeado para cartografía digital: Georadar y Localizadores electromagnéticos por Alan Jones. Director Técnico PIPEHAWK. EUROPEAN GPR ASSOCIATION
La Perforación Horizontal Dirigida (PHD), Horizontal Directional Drilling o Técnicas HDD por Víctor Yepes. Profesor Titular Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. UPV. Ingeniería Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil
Obras Especiales por Carlos Gómez. Gerente APLES
En la sociedad actual no tienen cabida obras que colapsen la circulación de las grandes capitales o dejen sin agua o electricidad zonas financieras y barrios residenciales. Las tecnologías SIN zanja permiten llevar a cabo, con menores costes económicos y en tiempo récord, todas las actividades relacionadas el mantenimiento e instalación de los servicios enterrados: agua, luz, gas y telecomunicaciones (fibra óptica) y todo ello sin generar trastorno a los ciudadanos. En el resto de ciudades europeas, así es. Y en España también es posible. Aunque aún se note mucho,…, estamos en la era del WATER MANAGEMENT. Dos son sus pilares básicos: EFICIENCIA y RECUPERACIÓN DE COSTES. España debe ADECUAR su política del agua para afrontar los retos del futuro. LAS TECNOLOGÍAS SIN ZANJA mejoran la eficiencia al menor coste posible.
El día 10 de marzo de 2016, dentro de las actividades organizadas por el 22 Salón Internacional del Agua y del Riego que se celebran en Zaragoza, se desarrollará una jornada técnica denominada “Una nueva forma de instalar infraestructuras en el subsuelo”. En dicha jornada tendré ocasión de intervenir con una ponencia sobre Perforación Horizontal Dirigida. La Jornada la organiza la Asociación Ibérica de Tecnología Sin Zanja IBSTT. Os dejo más información por si os interesa.
La tecnología sin zanja, o trenchless en inglés, constituye una nueva forma de construir que utiliza de forma masiva las nuevas técnicas disponibles para instalar o reparar conducciones sin necesidad de abrir las molestas y muchas veces inseguras zanjas. Todos sufrimos constantemente las obras en nuestras ciudades, siendo una inmensa mayoría las provocadas por ampliaciones, mantenimiento o cambios en las conducciones que llevan las instalaciones básicas de la ciudad: fibra óptica, gas, agua, teléfono, etc.
En muchos posts anteriores he ido desgranando algunas de las técnicas más importantes en este campo. Podéis ver algunos ejemplos en: http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/?s=trenchless En la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia, desde el último cambio en los programas de estudio que llevaron a los nuevos grados de ingeniería civil, se ha incorporado al temario de las asignaturas de Procedimientos de Construcción estas nuevas técnicas trenchless.
Pues bien, recientemente he sido invitado como profesor al Curso de Posgrado: Especialista en tecnologías sin zanja organizado por la Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja, la Fundación Gómez Pardo, la Universidad Politécnica de Madrid y la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía. Es un curso que se puede hacer de forma presencial y/o on-line, con numerosas becas a estudiantes y recién graduados. Cuenta con la participación de especilistas en la materia y empresas dedicadas a esta técnica, con seminarios y demostraciones prácticas. Os dejo a continuación información por si os interesa. Empezamos el 14 de octubre de 2015.
La perforación horizontal con tornillo helicoidal (horizontal auger boring) es una tecnología sin zanja (trenchless) que se utiliza para instalar tuberías metálicas o de hormigón de diámetros entre 100 y 1500 mm en terrenos blandos sin bloques. La perforación se realiza mediante el corte de un eje broca equipado con bordes de corte tipo cincel. Los escombros se evacuan del tornillo sin fin a través de la tubería y son conducidos hasta el inicio de la perforación. Esta tecnología permite instalaciones hasta de 240 m de longitud con control de dirección en los 360º vertical y horizontal). Es un procedimiento muy útil en instalaciones bajo estructuras como vías de cualquier tipo, cuerpos de agua, edificaciones etc.
Os dejo algunos vídeos para veáis su funcionamiento. El primero es una técnica no guiada, el segundo, técnica guiada.
Referencias:
YEPES, V. (2015). Maquinaria para sondeos, movimiento de tierras y construcción de firmes. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 242. Valencia, 404 pp.
Figura 1. Topo de percusión. http://www.groundforce.uk.com/
La perforación por compactación con topo de percusión (impact moling o earth piercing): Consiste en una perforación por impacto empleada en la instalación de tubería con tecnología sin zanja (trenchless). La perforación se realiza sin necesidad de desplazar el suelo (compaction boring). El proceso de perforación es independiente de la inserción de la tubería.
Se utiliza un dispositivo en forma de torpedo que contiene en su nariz un martillo de movimiento alternativo que provoca una fuerza de impacto que impulsa el torpedo hacia delante. Puede avanzar de 7 a 120 cm por minuto. Tras el torpedo se inserta un cable que sirve para tirar de la tubería que va a colocarse. Si el tubo es rígido, entonces se empuja a través de orificio abierto.
Pueden abrirse diámetros de 30 a 180 mm en una sola operación, aunque con múltiples pasadas pueden alcanzarse los 200 – 250 mm de diámetro. Los martillos neumáticos de perforación horizontal son normalmente usados para distancias de entre 5 y 25 m. Este método requiere, aparte de los correspondientes planos actualizados de servicios, del acompañamiento de técnicas indirectas de localización de líneas de servicio y tuberías, como el georradar (GPR) y el detector electromagnético de servicios, para evitar afectarlas durante la perforación.
Figura 2. Esquema de la perforación percusiva (impact moling)
Os dejo a continuación algunos vídeos para que veáis cómo funciona este método.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.
Rotura de la tubería de agua en Boston, 1925. Leslie Jones, Boston Public Library
Llevamos varios posts reflexionando sobre la necesidad en la durabilidad y el mantenimiento de las infraestructuras. Ya se ha comentado varias veces que la crisis silenciosa, profunda y demoledora es la actual “crisis de las infraestructuras“, con un efecto que, con la política actual de inversiones en mantenimiento, va a provocar en poco tiempo un gran impacto en la calidad de vida de los ciudadanos.
A este respecto, voy a hacerme eco del 2013 Repord Card for America’s Infrastructure del ASCE. Se trata de un informe que califica el estado de las infraestructuras de todo tipo en Estados Unidos. En particular, vamos a fijarnos en las infraestructuras de abastecimiento de agua potable, cuya calificación actual es D, por debajo de lo admisible. Los datos que a continuación se citan suponen una auténtica bola de cristal que permite vislumbrar claramente lo que puede ocurrir en España con este tipo de infraestructuras. El documento completo lo podéis descargar en pdf aquí: http://www.infrastructurereportcard.org/a/documents/Drinking-Water.pdf
Existen casi 170.000 redes de abastecimiento de agua potable en Estados Unidos, de los cuales 54.000 son sistemas públicos que suministran agua a más de 264 millones de personas. Sin embargo, gran parte de la infraestructura de agua potable de Estados Unidos está llegando al final de su vida útil, presentando muchas de ellas más de 100 años de antigüedad. Se estima en 240.00 roturas de tuberías de agua al año, lo cual significa que su reemplazamiento puede costar más de 1 billón (1012) de dólares, según datos de la American Water Works Association (AWWA). [No confundir los billones y trillones americanos con los europeos]
Si bien es cierto que se están ampliado continuamente estas redes de suministro, estos sistemas presentan componentes cuya vida útil puede oscilar entre 15 y 95 años. Este dato indica que gran parte de la infraestructura de las ciudades más antiguas del país debería reemplazarse de forma inmediata. Las roturas y fallos provocan daños en carreteras, problemas en el caso de incendios, interrupciones en el transporte, comercio, etc. Se estima que en Estados Unidos existen más de un millón y medio de kilómetros de tuberías enterradas en condiciones desconocidas. Algunas de ellas datan de la Guerra de Secesión, y no se inspeccionan hasta que existe un problema o rotura. Las roturas son cada vez más comunes, estimándose en más de 240.000 cada año.
La determinación del estado real de las redes es rentable, pues permitiría abordar su mantenimiento antes de que los fallos ocurriesen, con un ahorro muy notable de los costes. Además, se podrían evitar sustituciones de tramos que estuviesen en buenas condiciones. La Environmental Protection Agency (EPA) estima que aproximadamente entre 6.500 y 8.000 kilómetros de tuberías se reemplazan anualmente. Sin embargo, para el año 2035 el pico de reposición anual podría oscilar entre 25.500 a 32.000 km. Además, un aparte de las tuberías instaladas a mediados del siglo XX empezará a fallar masivamente.
En 2012, la AWWA estimó que el valor de reposición total de los más de millón y medio de kilómetros de tuberías es de aproximadamente 2,1 billones de dólares (2,1×1012) si se reemplazaran todas las tuberías simultáneamente. Si sólo se actuara en los tramos en peor estado en los próximos 25 años, el coste sería de un billón de dólares aproximadamente.
El presupuesto de reposición se duplicará de los aproximadamente 13.000 millones de dólares anuales a los casi 30.000 millones (en dólares de 2010) en la década del 2040, lo cual supondrá un encarecimiento muy importante de la facturación del agua y los impuestos locales. El retraso en la inversión puede degradar el servicio de abastecimiento de agua potable, aumentando las interrupciones del servicio y aumentando los gastos en reparaciones de emergencia.
En el horizonte de 2050, se necesitarán más de 1,7 billones de dólares, según el AWWA. Las previsiones de la EPA son más conservadoras, pues no tienen en cuenta el crecimiento de la población. En el año 2007 hicieron una previsión a 20 años de 334,8 mil millones de dólares para 53.000 redes públicas y 21.400 redes de entidades sin ánimo de lucro. Se necesitarían 199 mil millones de dólares para los sistemas de distribución, 67 mil millones para los sistemas de tratamiento de aguas, y 39 mil millones para el almacenamiento del agua.
Estas necesidades se traducen en más de 1000 dólares por persona en gran parte de los Estados Unidos. Estas necesidades no se están cubriendo al ritmo necesario. En el año 2008 los gobiernos estatales y locales estimaron un total de 93 mil millones de dólares de gasto anual para las aguas residuales y la infraestructura de agua potable. Las asignaciones del Congreso han disminuido durante el periodo 2008-2012, con una asignación de sólo 6,9 mil millones de dólares, con un promedio de 1,38 mil millones anuales, o lo que es lo mismo, 27,6 mil millones en 20 años. Esto es sólo el 8% de las necesidades identificadas por la EPA.
