El hormigón autocompactable o autocompacto (HAC) representa un avance tecnológico importante en el campo del hormigón. Los primeros desarrollos se realizaron por Okamura en Japón a finales de los años 80 y su utilización se ha ido generalizando en los países más avanzados durante los últimos años.
El HAC se puede definir como aquel hormigón que es capaz de fluir en el interior del encofrado, rellenando de forma natural el volumen del mismo pasando entre las barras de armadura y consolidándose únicamente bajo la acción de su propio peso sin compactación interna ni externa (Okamura, 1997), todo esto sin segregación o indicios de bloqueo. Es especialmente adecuado para piezas prefabricadas o donde la complejidad del armado sea alta.
Según la anterior definición las características fundamentales que debe presentar un hormigón autocompactable son:
Elevada fluidez.
Elevada cohesión. La elevada fluidez no debe implicar nunca segregación o exudación.
Adecuada viscosidad plástica.
Deformabilidad en estado fresco.
En definitiva, el HAC es un hormigón que en su estado fresco posee un bajo grado de fricción entre sus partículas que le confiere una fluidez adecuada y que simultáneamente está dotado de la viscosidad necesaria para asegurar la cohesión y evitar la segregación. Para más información, os dejo este link: http://www.ieca.es/Uploads/docs/Buron%20-%20Fernandez-Gomez%20-Garrido%20-%20autocompactante.pdf
Os paso un vídeo donde se puede ver la puesta en obra de este tipo de hormigón. Espero que os guste.
Referencia:
Okamura, H. (1997), “Concr. Intnl.”, Vol.19, nº.7, pp.50-54.
Cuando como profesor te planteas poner un examen a tus alumnos siempre te preguntas si el nivel de la asignatura va mejorando con el tiempo. Por eso resulta agradable recordar con nostalgia aquellos exámenes que hacíamos en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia. En este caso, no me resisto a poner el examen que tuve que hacer yo como alumno en el año 1986 en la asignatura de Procedimientos de Construcción. El profesor que teníamos era D. Hermelando Corbí Abad, de entrañable recuerdo. He tenido que volver a mecanografiarlo puesto que el original es una vieja fotocopia a la que me temo le quedan pocos años de vida. El nivel creo que, en este caso, se mantiene. Nuestros alumnos siguen haciendo este tipo de problemas en sus exámenes. ¿Sería capaz de hacerlo cualquiera de los profesionales actuales? Espero que os guste.
Una de las unidades de obra más habituales en obras de ingeniería civil es la instalación de tubos prefabricados de hormigón. Para ello se realizan zanjas de una profundidad mínima que permita la protección de las tuberías de los efectos del tránsito y de las cargas exteriores, así como de las variaciones térmicas. La anchura de la zanja será la necesaria para que los operarios trabajen en buenas condiciones. Como norma general, se dejará un espacio mínimo de 0.30 m. a cada lado del tubo, medido entre la intersección del talud con la solera y la proyección sobre ésta del riñón del tubo. El talud de las paredes de la zanja depende del tipo de terreno. El valor mínimo, propio de terreno rocoso, será el talud 1/10, y se recomienda para terrenos normales, el talud 1/5. Los tubos no se apoyarán directamente sobre la rasante de la zanja, sino sobre camas. Para la ejecución de la cama de hormigón de extenderá una solera de hormigón pobre, de 0.10 a 0.15 m de espesor, según los diámetros de los tubos, sobre el fondo de la zanja, y sobre esta solera se situarán los tubos, convenientemente calzados. Posteriormente los tubos se bajan al fondo de la zanja.
Figura 1. Encofrado tipo túnel. http://soda.ustadistancia.edu.co/enlinea/leonardomartinez-sist%20industrializados-2/momento_2.html
Un encofrado tipo túnel, también llamado sistema de muros portante, sirve para la construcción rápida e industrializada de estructuras de hormigón armado mediante placas verticales (muros) y placas horizontales (losas) que permite estructuras de gran resistencia y rigidez lateral. Se han logrado importantes beneficios de productividad al utilizar el encofrado tipo túnel para construir edificaciones celulares como hoteles, viviendas de baja y alta altura, albergues, residencias estudiantiles, prisiones y alojamientos militares.
Las dimensiones normales de las unidades de encofrado tipo túnel son de 8 a 11 m de largo y de 2,5 a 7,0 m de ancho. Las unidades individuales pueden unirse para formar túneles de mayor longitud. Los espesores de las pantallas y losas son relativamente pequeños, variando entre 12 y 25 cm, dependiendo de la cantidad de pisos, las solicitaciones y la luz en la losa. Entre las ventajas de este sistema se pueden señalar la normalización del diseño estructural, la rapidez en la construcción y su relativa economía, con encofrados de acero en forma de “U invertida”; aunque en viviendas, la distribución de espacios, instalaciones, etc., deben planificarse con cierto detalle.
Se pueden distinguir dos tipologías de encofrado túnel. La primera se forma con paneles independientes, donde los diedros se montan y desmontan para formar el túnel. La segunda la forman diedros unidos mediante una pieza móvil o clave. En este segundo sistema, el encofrado túnel se compone de dos medios cuerpos que, juntos, forman una célula. Juntando varias células, se puede construir el edificio. Una vez se coloca la ferralla y las instalaciones, se hormigonan las paredes y las losas en una sola operación.
http://spanish.formworkscaffoldingsystems.com
Eficiencia del proceso
Para el tipo de sitio de construcción y estructura adecuada, el encofrado tipo túnel es una forma muy rápida de construcción. Además, permite obtener acabados superficiales de alta calidad. Gracias a su diseño ingenieril, se logra una alta precisión dimensional en la estructura terminada. Además, este método requiere una fuerza laboral más reducida pero con habilidades múltiples en el lugar de la obra. La naturaleza repetitiva del trabajo facilita la planificación de las actividades de construcción.
Seguridad
Los sistemas de encofrado tipo túnel incluyen características normalizadas para la seguridad, como barandillas de protección. Muchos sistemas suelen tener protecciones de borde incorporadas. La mayoría de los encofrados tipo túnel se entregan en el sitio parcialmente ensamblados, lo que reduce la manipulación manual. El montaje se completa a nivel del suelo. La estructura completa del encofrado proporciona una plataforma de trabajo robusta y estable. La naturaleza repetitiva del trabajo permite que los operarios del sitio se familiaricen rápidamente con los aspectos de seguridad de su trabajo. Los proveedores de encofrados a menudo proporcionan materiales y recursos para capacitar a la fuerza laboral. El uso de herramientas eléctricas para el montaje es moderado.
Otras características de sostenibilidad
El sistema de encofrado es fácil de limpiar y reutilizar, lo que genera menos desperdicio en comparación con los encofrados tradicionales. Los sistemas de encofrado tipo túnel pueden ser muy rentables para ciertos tipos de estructuras. La naturaleza repetitiva del trabajo, junto con el encofrado diseñado, permite a los equipos del sitio ajustar finamente sus operaciones, lo que reduce al mínimo el desperdicio de concreto.
Consideraciones adicionales
El encofrado tipo túnel es particularmente económico para proyectos con 100 o más unidades celulares, pero también existen ejemplos en el extranjero donde se utilizan para viviendas de baja altura y construcciones con bastidores celulares mucho más pequeños. Se requiere un espacio suficiente para permitir una eliminación segura del túnel de la estructura en construcción. Es necesario una planificación adecuada para asegurar el espacio suficiente en el sitio para el transporte, almacenamiento, ensamblaje y desmontaje. El montaje requiere operarios completamente familiarizados con el sistema de encofrado.
Dejo a continuación unos cuantos vídeos explicativos del sistema. Espero que sean de vuestro interés.
A continuación os dejo un enlace de un catálogo donde se describen estos encofrados y su procedimiento constructivo: http://www.eit-es.com/catalogos/Encofrado%20Tunel.pdf
Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando una camisa o entubación para contener las paredes de la perforación. Podrían distinguirse dos tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
Pilote in situ de extracción con entubación recuperable: Este tipo de pilote se ejecuta excavando el terreno y utilizando una camisa (tubo metálico a modo de encofrado), que evita que se derrumbe la excavación. Una vez completado el vaciado, y según se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente la camisa, que puede ser reutilizada nuevamente. Normalmente se usa como pilotaje de poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca. También como pilotaje trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, prácticamente homogéneo.
Pilote in situ de extracción con camisa perdida: Se ejecuta por el mismo sistema del tipo in situ de extracción con entubación recuperable, con la diferencia de que la camisa metálica no se extrae, sino que queda unida definitivamente al pilote. Usualmente como pilotaje trabajando por punta apoyado en roca o capas duras de terreno y siempre que se atraviesen capas de terreno incoherente fino en presencia de agua, o exista flujo de agua y en algunos casos con capas de terreno coherente blando; cuando existan capas agresivas al hormigón fresco. La camisa se utilizará para proteger un tramo de los pilotes expuesto a la acción de un terreno agresivo al hormigón fresco o a un flujo de agua. La longitud del tubo que constituye la camisa será tal que, suspendida desde la boca de la perforación, profundice dos diámetros por debajo de la capa peligrosa.
En la siguiente fotografía se puede ver el detalle de la conexión entre los tramos de la camisa.
En ocasiones asociamos la prefabricación con una baja calidad cuando pensamos en los típicos barracones de obra. Sin embargo esta visión se encuentra alejada de la realidad. Lo cierto es que el control de calidad en fábrica y las modernas técnicas constructivas permiten realizar construcciones prefabricadas con una fiabilidad igual o mayor que la conseguida con la construcción tradicional.
Después de la II Guerra Mundial las necesidades de reconstrucción llevaron a diversos países a intentos sucesivos de dar el salto para industrializar la propia construcción. De este modo se desarrolla la prefabricación, con el objeto de reproducir en la edificación lo que en los años veinte había conseguido Ford con los automóviles, si bien los primeros antecedentes hay que buscarlos en el año 1905, cuando los establecimientos Edmond Coignet iniciaron la prefabricación de piezas moldeadas de hormigón. Hacia el año 1925 hizo su aparición el procedimiento de fabricación de tubos por centrifugación. En la Unión Soviética y en los países de su órbita, aunque también en Israel y, en menor medida, en países occidentales, como Francia, se desarrolló una prefabricación pesada, cerrada en sí misma, que consiguió racionalizar procesos y abaratar costes, con el inconveniente generalizado de caer en la repetición y la monotonía. En España se vieron ejemplos en la proliferación de pasos superiores de vigas prefabricadas con la construcción de las primeras autopistas de pago en la década de los 70 y 80. Más inteligente y con más posibilidades fue el desarrollo de una prefabricación abierta, donde diversos componentes pueden utilizarse en sistemas abiertos y variados.
Os dejo algunos vídeos donde se han conseguido batir récords constructivos con la prefabricación, como el que ha conseguido realizar un hotel en sólo dos días en China. Espero que os gusten.
La actual crisis por la que atraviesa la construcción está propiciando que los fabricantes de plantas de hormigón estén ideando instalaciones que se puedan transportar en un solo contenedor con objeto de exportarlas a otros países.
Un ejemplo de plantas de hormigón fáciles de transportar es el último desarrollo de SIMEM, una planta móvil novedosa y de última generación. En este vídeo se puede apreciar la facilidad de armado del conjunto que no requiere fundaciones y que puede estar operativo en tan solo 6 horas. Tampoco requiere transportes especiales, camiones de carretera pueden transportar su partes.
Otro ejemplo es la gama de centrales “Vía Seca” de la empresa Frumecar concebidas en un único módulo principal y para su transporte tan solo es necesario un contenedor. La central se entrega totalmente preinstalada en fábrica, lo que permite su montaje y puesta en marcha en el menor tiempo posible. Os paso a continuación un vídeo de este tipo de plantas de fabricación, en particular la CONCRETE-1000, que realiza ciclos de pesadas de 1 m³ y alcanza una producción máxima de 60 m³/h. Espero que os guste.
En este otro vídeo podemos ver cómo trabaja la máquina.
Este pasado mes de octubre, estando como profesor visitante en la Universidad Católica de Chile, tuve la oportunidad de impartir un seminario introductorio a la optimización heurística en ingeniería. A continuación os paso la presentación. Espero que os guste.
Dulcinea (Herrenknecht EPB Shield S-300). 4.364 toneladas de peso, longitud: 100 m (aprox.), diámetro exterior: 15,20 m, empuje: 316.000 kN, rendimiento máximo: 36 m/día y una potencia de 22.000 kW
Las tuneladoras EPB (en inglés, Earth Preasure Balance), son escudos de presión de tierras que se utilizan normalmente en la excavación de terrenos cohesivos. Pertenecen al grupo de tuneladoras que denominamos escudos, y que se diferencian de los topos por la carcasa metálica exterior que sostiene provisionalmente el frente de avance hasta que se coloca el sostenimiento definitivo. Los escudos EPB han sido utilizados con éxito en la construcción de túneles, aunque también puede utilizarse con la técnica de hinca de tubos. Como ventajas se encuentran sus elevados rendimientos, trabajando incluso bajo el nivel freático, su versatilidad y respeto medioambiental, aunque requieren de una elevada inversión económica.
El sostenimiento del frente de excavación se realiza con la propia tierra excavada, que se aloja en una cámara de extracción para mantener la presión sobre el frente y minimizar asientos en superficie. Esta función se puede reforzar añadiendo espumas al material extraído, lo cual amplía la aplicabilidad de la máquina, al aumentar la plasticidad de los terrenos.
El material se extrae mediante un tornillo de Arquímedes, que en función de su velocidad de extracción y bajo el control de la fuerza de avance proporcionada por los cilindros de propulsión, permite controlar la presión de balance de las tieras. El material excavado se deposita en una cinta transportadora a través de un tornillo sinfín. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones.
El sostenimiento definitivo del túnel se consigue mediante un revestimiento de dovelas prefabricadas, formadas normalmente por unas siete piezas. En el siguiente enlace, se muestra un esquema con los componentes principales de nuestra tuneladora EPB para la colocación de dovelas.
Esquema básico de un escudo EPB
1. Rueda de Corte.
2. Accionamiento.
3. Cámara de excavación.
4. Sensor de presión.
5. Esclusa de aire comprimido.
6. Erector de dovelas.
7. Dovelas.
8. Cilindros de propulsión.
9. Cinta transportadoras
10. Sinfín de extracción.
Esta máquina puede dividirse en tres partes principales: el escudo y rueda de corte, el back up y el tren de avance. El escudo es la parte principal, donde se encuentra la rueda de corte, los cilindros de empuje y los de guía; también se aloja en esta parte el tornillo sinfín y el erector de dovelas, entre otros. El back up, que normalmente tiene más de 80 m de longitud, aloja la cabina de mando, los motores principales, la cinta de extracción de tierras, la ventilación, el transformador eléctrico, el equipo inyector de espuma y mortero así como las vías del tren. Por último, el tren dispone de vagones para el escombro, un vagón para el mortero de relleno y algún vagón para el transporte de material o personal.
Pero una imagen vale más que mil palabras. Os paso varios vídeos sobre el funcionamiento de estas máquinas que espero os gusten.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
La prefabricación de muros con hormigón armado permite competir con los sistemas tradicionales de hormigón “in situ”. De hecho, numerosas casas de prefabricados se dedican a este menester por la gran versatilidad y ligereza del sistema, capaz de dar una gran calidad de acabados y presentando en numerosas ocasiones ventajas económicas.
Con estos sistemas, no se hace necesario el uso de paneles de encofrado, ni tampoco se tiene que renovar el tablero de madera fenólico de los paneles. Así, un muro prefabricado tipo podría colocarse mediante autogrúa en 10-20 minutos. Por contra, un muro tradicional de unos 6 m de altura y 15 m de longitud, tardaría unos 3 días en ejecutarse y precisaría de un andamio para ejecutar la segunda altura del muro. No son necesarias ni reglas alineadoras ni latiguillos o barras tipo dywidag.
Un aspecto relevante en este tipo de montajes es el relativo a la seguridad. Es muy importante que se realice un estudio del montaje y de cómo realizar tal operación (posicionamiento de grúas, manipuladores telescópicos, gatos y puntales de montaje, etc.). El diseñador de los prefabricados debe considerar las acciones de carga de viento, sismicas, lluvia con lavado de cimientos, y otras, para evitar que se desplome la estructura durante su montaje con el peligro que conlleva. Os sugiero una publicación de la Asociación Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón (ANDECE) denominada “Recomendaciones de seguridad en la ejecución de estructuras de edificación con elementos prefabricados de hormigón“.
Una buena alternativa a los muros nervados que vemos en las fotografías anteriores, es el muro doble prefabricado. Consiste en dos placas de hormigón armado de unos 6 cm de espesor unidas entre sí por celosías metálicas. Forman un sándwich que realiza a la vez función de encofrado, armado y acabado superficial del muro. En obra basta con rellenar con hormigón la parte central del mismo. Os dejo un dossier técnico de la firma Isotravis.
Os dejo un vídeo explicativo para que veáis el montaje. En este vídeo me gustaría que os fijaseis en las medidas de seguridad, para poder realizar un análisis crítico de las mismas. Desgraciadamente, los accidentes son graves si no se sigue un protocolo preestablecido en relación al montaje. Espero que sirva de ayuda su visualización para evitar errores irreparables.
El hormigón autocompactable o autocompacto (HAC) representa un avance tecnológico importante en el campo del hormigón. Los primeros desarrollos se realizaron por Okamura en Japón a finales de los años 80 y su utilización se ha ido generalizando en los países más avanzados durante los últimos años.
