La cuchara bivalva suele ser una máquina compuesta por cables; consta de una pluma de la cual pende una cuchara prensora, formada generalmente por dos valvas o mandíbulas articuladas en su parte superior, que se ajustan entre sí por los bordes cuando se encuentran juntas. Esta máquina puede excavar, recoger el material y verterlo en la misma vertical, o cerca de ella, por debajo o por encima del nivel de la máquina, siendo esta propiedad la que la distingue del resto de aparatos de excavación. Sin embargo, tal como vemos en la figura y en los vídeos que os dejo, también pueden accionarse mediante mecanismos hidráulicos.
La cuchara prensora está formada por dos mandíbulas, cuyos bordes pueden ser lisos o presentar dientes intercambiables. Pueden estar accionadas por cables, con cucharas de simple o doble suspensión, o bien por hidráulicas, que, mediante cilindros montados en su armazón, accionan el cierre y la apertura de las mismas. Es importante advertir que cada material puede requerir un tipo de cuchara en particular, aunque los fabricantes ofrecen modelos estandarizados. Las capacidades normales van de 0,25 a 6 m³.
Aunque cuentan con menor capacidad de corte que las excavadoras hidráulicas, su uso es adecuado en espacios reducidos, tales como pozos o zanjas de cimentación, o en profundidades no alcanzables por otro tipo de excavadoras. También se usa en operaciones de dragado o de carga en los muelles de los puertos de granel.
Este artículo describe la impartición de un curso de posgrado en el diseño automatizado y optimización económica de estructuras de hormigón. El contenido forma parte de un Máster en Ingeniería de Hormigón que comenzó en octubre de 2007. El curso aplica los algoritmos heurísticos al diseño práctico de estructuras reales de hormigón, tales como muros, pórticos y marcos de pasos inferiores de carreteras, pórticos de edificación, bóvedas, pilas, estribos y tableros de puentes. Se presentan como casos prácticos dos tableros de puente de hormigón pretensado usados en la obra pública de construcción de carreteras. En primer lugar, se aplica SA a un tablero de un puente peatonal de viga artesa de hormigón prefabricado. El segundo ejemplo aplica TA a un tablero de losa continua de hormigón postesado. Los casos estudiados indican que la optimización heurística es una buena opción para diseñar estructuras de hormigón pretensado reduciendo los costes.
¿Cómo se podría mejorar la docencia de una ingeniería? ¿Es mejor un enfoque científico o profesional? ¿Cómo se pueden conjugar los enfoques más adecuados para que el aprendizaje sea efectivo? Son preguntas de respuesta compleja, pues depende mucho de las circunstancias y del perfil profesional al que vaya dirigido la pregunta.
En el caso del Máster Universitario en Planificación y Gestión en Ingeniería Civil (MAPGIC), se ha optado por un planteamiento que consideramos de gran interés. Se trata de hacer girar las asignaturas que constituyen el programa de posgrado en torno a un proyecto constructivo real. Esta idea, cuyo planteamiento es más sencillo de explicar que de aplicar, supone un gran esfuerzo del profesorado de coordinación. Las ventajas son más que evidentes. Si se elige un proyecto adecuado, el alumno es capaz de enlazar lo aprendido con un caso real. Pero mejor será dejar la comunicación que presentamos recientemente a la Conferencia INTED 2014 que se celebró en Valencia en el mes de marzo y que a continuación os paso.
SEGADO, S.; YEPES, V.; CATALÁ, J.; PELLICER, E. (2014). A portfolio approach to a M.Sc. degree in construction management using a common project. 8th International Technology, Education and Development Conference, INTED 2014, Valencia (Spain), 10-12 March, pp. 2020-2029.
La compactación dinámica rápida (“rapid impact compaction”, RIC) es una técnica de mejora del terreno que se desarrolló en Inglaterra en los años 90. La técnica densifica suelos granulares sueltos a poca profundidad utilizando un martillo hidráulico que golpea una placa de impacto. Se trata de generar impactos mediante un elevador hidráulico con pesos de 7 a 16 toneladas que cae desde una pequeña altura de 1 a 2 m, sobre una placa de 1,5 m en contacto con la superficie del terreno a una velocidad de 40 a 80 golpes por minuto. En condiciones adecuadas se podría compactar capas un espesor entre 4 y 7 m, aunque se han compactado capas de hasta 10 m. Los puntos de impacto se distribuyen en mallas de 2 a 3 m de lado..
Figura 1. Compactación dinámica rápida
La energía se transfiere por impacto directo en la superficie, pero también por transmisión de ondas de «choque» dinámicas que se desplazan en el suelo, al igual que en la compactación dinámica (Figura 2). Se ha conseguido una capacidad portante de 190 kPa con este método en capas de 6 m de un relleno heterogéneo. No obstante, la compactación depende de las condiciones del suelo y es más efectiva para materiales granulares que contengan menos de un 15% de finos.
Una de las ventajas de la compactación dinámica rápida es que la placa permanece siempre en contacto con el terreno, lo que asegura el control de la compactación. Además, la baja altura y el tamaño relativamente pequeño del equipo permiten acceder a lugares difíciles en los que otras técnicas de compactación profunda pueden no ser apropiadas o posibles. Es una buena alternativa a la retirada de 4-5 m de suelos naturales o rellenos existentes para rellenar y compactar dicho material en capas de 15 a 30 cm con un compactador de rodillos convencional.
Figura 2. Efecto de la compactación dinámica rápida. Cortesía de Keller.
A continuación os dejo un folleto explicativo de Menard.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia
La fuerte depresión que presenta el mercado de la construcción en España manifiesta claramente la necesidad de una profunda reestructuración en la formación de los profesionales que se dedican a este sector. No pretende ser este post ser una receta mágica capaz de resolver los problemas que acosan al sector, pero sí que puede aportar alguna luz al debate de dónde estamos y hacia dónde tenemos que ir. Dejo, por tanto, una pequeña aportación sobre este tema y que se presentó por parte de varios colegas de la Universidad Politécnica de Valencia en el XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, AEIPRO, celebrado en Valencia. Estoy convencido de que las opiniones al respecto son numerosas y todas bienvenidas.
Resumen: Los egresados en titulaciones relacionadas con en el sector de la construcción encuentran actualmente un panorama laboral marcado por un alto índice de desempleo, siendo especialmente preocupante para los recién incorporados al mercado laboral. Esta situación, marcada por la crisis económica, se ve agravada por la necesidad, ya constatada años atrás, de una formación en gestión que complemente las competencias técnicas adquiridas en los estudios de grado. El objetivo de este artículo es identificar las competencias demandadas por el mercado laboral. De esta forma, se puede evaluar en qué medida los estudios de posgrado en construcción cubren estas carencias. El método utilizado ha sido la consulta de informes emitidos por distintas asociaciones profesionales nacionales e internacionales en el ámbito de la construcción. Estos informes recogen tanto las carencias detectadas en los planes de formación actuales como las derivadas de expectativas de nuevos mercados en el sector. El análisis de esta información se realiza con el indicador AI (Adequacy Index), que permite evaluar en qué medida un programa de formación cubre las necesidades detectadas por el mercado laboral.
TORRES-MACHÍ, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; PICORNELL, M. (2012). Habilidades demandadas por el mercado laboral para los profesionales de la construcción.XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, AEIPRO, 11-13 de julio, Valencia, pp. 2368-2379. (link)
¿Qué hace una máquina desde que llega a una obra? ¿Por qué se pierde dinero en una obra cuando las máquinas se encuentran paradas? Resulta evidente que es totalmente engañoso intentar hacer un presupuesto de una obra con datos erróneos en relación con la producción de los equipos, el uso del tiempo de la máquina, la organización de la obra, etc. Existen técnicos sin mucha experiencia que piensan que los datos de producción o incluso los costes horarios de las máquinas son datos que alguien nos tiene que dar y que se pueden buscar en folletos e incluso por internet. En este post vamos a intentar divulgar alguno de los conceptos básicos que tienen que ver con la producción de los equipos y que iremos ampliando en otros posts posteriores. Espero que os guste.
De los días que una máquina permanece en una obra, sólo una parte es reconocida por la legislación laboral y la organización de la obra para trabajar: es el tiempo de calendario laborable. El resto del tiempo la máquina permanece estacionada o puede ser utilizado para su mantenimiento o reparación. Las máquinas sólo pueden aprovechar un número de horas del calendario laborable denominado tiempo laborable realHl debido a circunstancias fortuitas como los fenómenos atmosféricos, las huelgas, las catástrofes y otros motivos no previstos. La máquina se encuentra operativa, apta y dispuesta para el trabajo durante el tiempo de máquina en disposiciónHd. Cuando la máquina se encuentra fuera de disposición, unas horas Hm se emplean en tareas previsibles como el mantenimiento, y otras horas Ha son imprevisibles como las reparaciones de averías. Un equipo en estado operativo puede estar parado Hp horas por causas ajenas a la propia máquina debido a una deficiente organización de la obra, a la falta de tajo, a la imprevisión de los suministros, al mal dimensionamiento de los equipos, a las averías de otras máquinas, etc. Por tanto una máquina sólo dispone de un tiempo de trabajo útil Hu, donde puede producir durante Ht horas, o bien realizando trabajos no productivos o complementarios como cambios o preparación de tajos durante Hc horas.
Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil. Según el Código Técnico de Edificación (CTE-DB-SE C), son elementos de contención de tierras que se emplean para realizar excavaciones verticales en aquellos casos en los que el terreno, los edificios u otras estructuras cimentadas en las inmediaciones de la excavación, no serían estables sin sujeción, o bien, se trata de eliminar posibles filtraciones de agua a través de los taludes de la excavación y eliminar o reducir a límites admisibles las posibles filtraciones a través del fondo de la misma, o de asegurar la estabilidad de éste frente a fenómenos de sifonamiento.
Las pantallas de hormigón armado moldeadas en el suelo nacen en los años 50 como solución para resolver los problemas que plantean las excavaciones profundas próximas a edificios y estructuras subterráneas o por debajo del nivel freático. Esta técnica de la ingeniería civil surge como una aplicación de la larga experiencia en la utilización de lodos tixotrópicos existente en el campo petrolero.
Es la tipología de cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras. El proceso constructivo se puede dividir, de forma resumida, en las siguientes fases: construcción del murete guía, excavación de la zanja por bataches, colocación de la armadura, colocación de las juntas o encofrados laterales, hormigonado, construcción de la viga de coronación y excavación del recinto exterior. Detalles de este proceso lo podemos ver en los siguientes vídeos que os paso, que espero que os gusten.
Figura 1. Neumáticos de dúmperes rígidos. Imagen: V. Yepes
El neumático es el elemento que establece la unión elástica entre el vehículo móvil (dúmper, pala cargadora, bulldozer, motoniveladora) y el suelo. Sus funciones son transportar la carga, contribuir a la suspensión y amortiguación de la máquina, aportar flotabilidad y permitir el guiado y la tracción. Desde finales del siglo XIX, cuando se empezaron a fabricar los primeros neumáticos, se ha producido una evolución espectacular que ha dado lugar a los neumáticos gigantes, concebidos para transportar cargas pesadas sobre suelos tanto flojos como duros en las más diversas condiciones.
Wikimedia
Os dejo la siguiente presentación de Pedro Zambrana García, que espero os resulte útil.
En este otro vídeo podemos ver cómo se fabrican los neumáticos para equipos pesados.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
La adquisición de maquinaria puede motivarse, bien por la implantación de un proceso novedoso, bien por la mejora de otro ya existente, por el incremento de la capacidad de producción o simplemente por una sustitución periódica de otra máquina similar que llegó al término de su vida económica. El conocimiento de las causas que provocan la pérdida de valor de las máquinas proporciona pautas para su renovación, que dependerán en gran medida de las disponibilidades y de las circunstancias de la empresa. El envejecimiento de los equipos, una producción baja o de costes elevados y el mercado de maquinaria nueva y usada son algunos de los criterios que deberían guiar a la empresa en la adquisición de una máquina. Además, deben considerarse otros factores, como el estado general de la economía, el futuro de la empresa y sus necesidades inmediatas, los objetivos a largo plazo y la selección de los medios adecuados para alcanzarlos. Sin embargo, la realidad es que la necesidad concreta que surge en una obra determinada justifica la adquisición de una nueva máquina.
El problema de la renovación es independiente de la dimensión de las organizaciones. Las pequeñas empresas deben afrontar el reemplazo de los equipos con la misma amplitud que las grandes, so pena de sufrir serios problemas de descapitalización y aumentos de los costes de producción. Las opciones a la compra de un equipo nuevo son la gran reparación, el alquiler, el arrendamiento financiero y la compra de máquinas usadas. Siempre que la empresa pueda abordar la adquisición de un nuevo equipo, serán los criterios de rentabilidad económica a lo largo de su vida útil los que determinarán la opción más adecuada en cada caso. Como variante a la adquisición de equipos para grandes obras, en ocasiones se compran equipos para una obra y se venden a terceros al terminarla, o bien se adquieren con el compromiso de recompra por parte del vendedor. Con ello se evita que estos equipos graven al parque de maquinaria por falta de empleo. La maquinaria propia representa para la empresa un mayor potencial y prestigio; sin embargo, supone un mayor inmovilizado, el riesgo de paralización si no hay suficiente obra, la necesidad de contar con un parque o servicio de maquinaria y el riesgo de personal excedente cuando se paran las máquinas. Una alternativa puede ser el alquiler.
Para profundizar un poco más en este tema, os paso un vídeo de Polimedia. Espero que os guste.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
La perforación a rotopercusión es el sistema clásico de perforación de barrenos que aparece con el desarrollo industrial del siglo XIX. Este sistema, junto con la invención de la dinamita, constituyen dos hitos en el desarrollo del arranque de rocas en minería y obras civiles. Este tipo de perforadoras se usan tanto en obras públicas subterráneas como en minas o explotaciones a cielo abierto: túneles, carreteras, cavernas de centrales hidráulicas, etc.
El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de acero llamada pistón, sobre un útil, que a su vez transmite la energía al fondo del barreno, por medio de un elemento final denominado boca o bit. Este sistema de perforación suele usarse en terrenos muy duros y semiduros.
Las acciones básicas que tienen lugar sobre el sistema de transmisión de energía hasta la boca de perforación son las siguientes:
La percusión: los impactos producidos por el golpe del pistón originan unas ondas de choque se que transmiten a la boca a través del varillaje
La rotación: se hace girar la boca para cambiar la zona de impacto
El empuje: para mantener en contacto la roca con la boca
El barrido: donde el fluido permite extraer el detritus del fondo del barreno
Dependiendo del lugar donde esté instalado el martillo, las perforadoras a rotopercusión se clasifican en:
Perforadoras con martillo en cabeza, que a su vez pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico. Aquí la rotación y la percusión se producen fuera del barreno, transmitiéndose a través de una espiga y del varillaje hasta la boca de perforación.
Perforadoras con martillo en fondo, en inglés Down the Hole (D.T.H.), donde la acción del pistón se lleva a cabo de una forma neumática y la acción de rotación puede ser tanto de tipo hidráulico como neumático. En ese caso la percusión se realiza directamente sobre la boca de perforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno.
Las gamas más habituales de diámetros utilizados con estas perforadoras dependen del campo de aplicación, según se puede ver en la tabla siguiente:
Tipo de perforadora
Diámetro de perforación (mm)
Cielo abierto
Subterráneo
Martillo en cabeza
50 – 127
38 – 65
Martillo en fondo
75 – 200
100 – 165
En los martillos manuales, la rotación se transmite a través del buje de rotación del martillo y se acciona por el propio mecanismo del pistón, en función de los impactos: a menor número de impactos, debe corresponder un menor par de rotación.
En los equipos de perforación pesados, la rotación se acciona a través de un motor independiente, lo que permite actuar bien sobre la rotación, bien sobre la percusión, según los condicionantes del terreno.
Como ventajas de la perforación rotopercutiva se pueden señalar las siguientes:
Su aplicación a todo tipo de rocas, blandas o duras
Amplia disponibilidad de diámetros
Versatilidad en los equipos y gran movilidad
Se maneja con un solo operario
Rapidez y accesibilidad en el mantenimiento de los equipos
Precio de adquisición no muy elevado
En el siguiente Polimedia podéis ver una explicación sobre este sistema.
En el vídeo que os muestro a continuación, podéis ver cómo golpea una perforadora con martillo de fondo. Espero que os guste.
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.
UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
La cuchara bivalva suele ser una máquina compuesta por cables; consta de una pluma de la cual pende una cuchara prensora, formada generalmente por dos valvas o mandíbulas articuladas en su parte superior, que se ajustan entre sí por los bordes cuando se encuentran juntas. Esta máquina puede excavar, recoger el material y verterlo en la misma vertical, o cerca de ella, por debajo o por encima del nivel de la máquina, siendo esta propiedad la que la distingue del resto de aparatos de excavación. Sin embargo, tal como vemos en la figura y en los vídeos que os dejo, también pueden accionarse mediante mecanismos hidráulicos.
