Maquinaria y procedimientos de construcción: Problemas resueltos

Os presento el libro que he publicado sobre maquinaria y procedimientos de construcción. Se trata de una completa colección de 300 problemas resueltos, abarcando aspectos relacionados con la maquinaria, medios auxiliares y procedimientos de construcción. Su contenido se enfoca en la mecanización de las obras, costos, disponibilidad, fiabilidad y mantenimiento de equipos, estudio del trabajo, producción de maquinaria, sondeos y perforaciones, técnicas de mejora del terreno, control y abatimiento del nivel freático, movimiento de tierras, equipos de dragado, explosivos y voladuras, excavación de túneles, instalaciones de tratamiento de áridos, compactación de suelos, ejecución de firmes, maquinaria auxiliar como bombas, compresores o ventiladores, cables y equipos de elevación, cimentaciones y vaciados, encofrados y cimbras, fabricación y puesta en obra del hormigón, organización y planificación de obras.

Es un libro, por tanto, muy enfocado a los ámbitos de la ingeniería de la construcción, tanto en el ámbito de la edificación, de la minería o de la ingeniería civil. Además, se incluyen 27 nomogramas originales y 19 apéndices para apoyar tanto a estudiantes de ingeniería o arquitectura, como a profesionales que enfrentan desafíos similares en su práctica diaria en obra o proyecto. La colección se complementa con un listado de referencias bibliográficas que respaldan los aspectos teóricos y prácticos abordados en los problemas. 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 y la edificación.

El libro tiene 562 páginas. Este libro lo podéis conseguir en la propia Universitat Politècnica de València o bien directamente por internet en esta dirección: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/products/p_376-7-1

Sobre el autor: Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE®), investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con procedimientos de construcción y gestión de obras, calidad e innovación, modelos predictivos y optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.

Referencia:

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

A continuación os paso las primeras páginas del libro, con el índice, para hacerse una idea del contenido desarrollado.

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Nomograma para la ley de los gases ideales

https://retoexperimenta.es/2022/que-es-la-ley-de-los-gases-ideales/

Un gas ideal es una representación teórica de un conjunto de partículas que se mueven de forma puntual y aleatoria, sin interactuar entre sí. Este concepto resulta fundamental porque los gases ideales siguen la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada que se analiza a través de la mecánica estadística.

En condiciones normales, como las que corresponden a la presión y temperatura habituales, la mayoría de los gases reales exhiben un comportamiento cualitativamente similar al de un gas ideal. Por lo general, la desviación del comportamiento ideal es más evidente a temperaturas más bajas o a presiones más elevadas, donde las fuerzas intermoleculares adquieren mayor relevancia. Esto se debe a que, en tales condiciones, el trabajo ejercido por estas fuerzas es más significativo en comparación con la energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas resulta más crítico en relación con el espacio vacío entre ellas.

Sin embargo, el modelo del gas ideal tiende a no ser preciso a temperaturas muy bajas o a presiones elevadas, donde las fuerzas intermoleculares y el tamaño de las moléculas desempeñan un papel crucial. Además, por lo general, no es adecuado para gases más densos, como el vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes. En condiciones de temperaturas bajas y presiones elevadas, los gases reales pueden experimentar una transición de fase hacia un estado líquido o sólido, un fenómeno que el modelo del gas ideal no puede describir ni permitir. En estos casos, se requieren ecuaciones de estado más complejas para modelar estos comportamientos.

La ecuación que vincula las variables P, V y T para una cantidad específica de gas se conoce como la ecuación de estado. Para ilustrar, si tenemos información sobre la presión y el volumen, podemos determinar la temperatura mediante la ecuación de estado. En el caso de un gas ideal, la ecuación de estado específica es P·V=n·R·T. El concepto de gas ideal representa una extrapolación del comportamiento de los gases reales en condiciones de baja densidad y presión hacia un comportamiento ideal. No obstante, para densidades y presiones más elevadas, es necesario aplicar ciertas correcciones a esta ecuación para que sea aplicable a gases reales.

A continuación os dejo un nomograma elaborado en colaboración con el profesor Pedro Martínez Pagán, de la Universidad Politécnica de Cartagena, donde se puede calcular gráficamente la ecuación de estado para un gas ideal. En este caso, se ha calculado el volumen de un mol de un gas ideal a 1 atmósfera y 0 °C, que es de 22,4 litros. Espero que os sea de interés.

Aquí tienes un par de vídeos explicativos que, espero, sea de tu interés.

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.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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Plataforma de trabajo desplazable sobre mástil: el andamio de cremallera

Figura 1. Andamio de cremallera de doble mástil. Imagen: V. Yepes (2023)

Una plataforma elevadora de desplazamiento sobre mástil es el equipo auxiliar diseñado para facilitar el traslado vertical de una o más personas, así como de sus respectivos equipos y materiales de trabajo, hasta el lugar donde se llevarán a cabo las labores correspondientes, todo ello a través de un único punto de acceso. Estas plataformas se consideran equipos temporales de trabajo, dado que se instalan de forma transitoria y se retiran una vez completadas las tareas para las cuales se han implementado.

Es fundamental destacar que estas limitaciones diferencian a este equipo de los montacargas para edificación, ya que estas últimas están diseñadas para comunicar niveles definidos y están sujetas a otras normas. Además, no está diseñado para efectuar operaciones de tiro o empujes laterales y horizontales. No obstante, la estabilidad del conjunto frente al vuelco por fuerzas horizontales, como la del viento, se garantiza mediante el anclaje necesario de estos mástiles a la estructura del edificio.

Estos equipos de trabajo son conocidos comúnmente como “andamios de cremallera” debido a su composición. Esta estructura auxiliar está formada por plataformas metálicas adosadas a guías laterales dispuestas a lo largo de torres tubulares sobre las que se puede ascender o descender mediante motor eléctrico.

Se componen por uno o más mástiles, cada uno instalado en un carro base, equipados con un sistema de piñón y cremallera que se extiende a lo largo de la columna. Lo habitual es que sean del tipo simple o “monomástil”, o bien doble o “bimástil”. Este sistema posibilita el desplazamiento del chasis o grupo elevador, al cual se encuentran conectadas una o más plataformas de trabajo. También existe la opción de emplear plataformas de trabajo multinivel, en las cuales dos o más plataformas se desplazan sobre el mismo mástil. No obstante, es importante mencionar que el uso de este tipo de plataformas no está muy extendido.

Figura 2. Andamio de cremallera de un solo mástil. https://www.alba.es/productos/elevacion/elevacion-cremallera/plataformas-trabajo/p/pec-120/

Debido a su versatilidad, estas plataformas, que pueden variar en longitud y adaptarse en profundidad, permiten llevar a cabo una amplia gama de trabajos. Sus aplicaciones abarcan desde el revestimiento de fachadas y trabajos exteriores hasta la restauración, el mantenimiento y la rehabilitación de edificios, sobre todo con grandes alturas. Además, facilitan el transporte vertical de personas y materiales de manera rápida y sencilla.

Los andamios de plataforma elevadora sobre mástil se emplean en las siguientes circunstancias:

  • Cuando se cuente con una superficie de apoyo adecuada en la parte frontal del elemento constructivo para el cual se va a instalar el andamio.
  • Cuando sea factible anclar los mástiles a la estructura del edificio, siempre que esta tenga la capacidad de soportar la tracción necesaria y sea accesible.
  • Cuando la tarea a realizar desde el andamio sigue un proceso de construcción lineal, evitando la necesidad de que varios trabajadores operen simultáneamente en diferentes niveles en la misma vertical.

Por lo tanto, estos andamios se utilizan principalmente en proyectos de construcción nueva, especialmente para la edificación de cerramientos verticales exteriores y configuraciones de fachada relativamente simples.

Pueden tener hasta 100 m de altura, 33 m de ancho y hasta 1500 kg de carga. La velocidad de elevación puede ser de hasta unos 10 m por minuto. No obstante, los andamios monomástil generalmente admiten una plataforma de trabajo de hasta 10 m de longitud en total, distribuida equitativamente, con un máximo de 5 m a cada lado del mástil central. En el caso de los andamios bimástil, sus dos mástiles se ubican a una distancia de 15 m entre sí, lo que permite soportar una plataforma de trabajo de hasta 25 m.

En situaciones excepcionales, es posible montar plataformas sobre tres mástiles, aunque esta configuración no es común. En cualquier caso, los mástiles estarán separados entre sí por un máximo de 15 m y las extensiones desde los mástiles extremos no superarán los 5 m hacia el exterior.

Partes de los andamios de cremallera:

  • Base: Esta parte está conformada por una estructura tubular que proporciona soporte a la primera sección del mástil. Con el objetivo de asegurar una capacidad de carga segura, incorpora un gato de apoyo central y cuatro estabilizadores giratorios que aseguran una nivelación adecuada de la máquina. La base puede ir equipada con cuatro ruedas giratorias cuya función se limita a posicionar el conjunto sobre el terreno y facilitar el desplazamiento del andamio en obra. Además, es posible que la base incluya un chasis móvil, que consiste en una base o chasis remolcable con ruedas incorporadas. Este chasis móvil, además de cumplir las funciones mencionadas para el chasis fijo, permite el transporte del andamio.
  • Mástil: Los mástiles se componen de módulos fabricados con tubos cuadrados que se ensamblan para formar secciones triangulares, fortalecidas con varillas redondas. A lo largo de todo el mástil, se encuentra un sistema de cremallera, con la excepción del último módulo, el cual carece de ella para prevenir cualquier posibilidad de que la plataforma se desplace en caso de una eventualidad en la seguridad.
  • Plataformas: Parte de la instalación que se desplaza verticalmente y sobre la que se transportan las personas, el equipo y los materiales y desde la que se realiza el trabajo. Estas están constituidas por grupos modulares con longitudes aproximadas de 1,5 m, los cuales se unen mediante tres bulones. Además, cuentan con un suelo de chapa antideslizante y barandillas de seguridad para evitar caídas.
  • Motor: Se trata de un motor eléctrico trifásico que se ubica debajo de la plataforma de trabajo, con un motor por cada mástil. Su control se efectúa desde el panel de mandos localizado en el interior de la propia plataforma de trabajo.
  • Chasis: Se trata de una estructura tubular que alberga los motorreductores, equipados con freno eléctrico y de emergencia, que es independiente del anterior.
  • Anclajes: Son de aplicación obligatoria para todos los tipos de andamios, incluyendo aquellos que superen una altura total de 3 m. En el caso específico de los andamios de mayor altura, los anclajes de los mástiles a la estructura del edificio se realizan mediante piezas tubulares rígidas que garantizan la estabilidad en dos direcciones. Se debe mantener una separación vertical máxima de 6 m entre dos anclajes consecutivos.

Os dejo un vídeo sobre plataformas por cremallera, de la empresa Alba-Macrel Group.

Os dejo algunas medidas de seguridad y salud en este tipo de medio auxiliar y un vídeo explicativo que espero os guste.

A continuación os dejo algún vídeo más al respecto.

Os dejo también un texto de la profesora Inmaculada Oliver Faubel, de la Universitat Politècnica de València, para ampliar detalles sobre este medio auxiliar.

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Referencias:

FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.

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.

Cursos:

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

 

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Predicción del ratio de avance de un minador continuo

Figura 1. Minador continuo excavando. https://www.exms.co.za/expert-camera-systems/continuous-miner-camera-system/

Los minadores continuos (continuous miners, en inglés), son equipos para la excavación mecánica usados en minería subterránea. Crean huecos rectangulares empleando tambores de picas (6 m de ancho por 5 m de alto). Se emplean principalmente en minas de minerales blandos, tales como el carbón o la sal.

Existen equipos con posibilidad de llevar a cabo un sostenimiento simultáneo, lo que le permite avanzar 12 m sin retirarse. Un equipo puede producir unas 600 – 700 t/h de mineral. Este mineral se descarga a través de un transportador blindado a “shuttle cars”.

A continuación presento un ejercicio resuelto y un nomograma que puede ser útil para el cálculo del ratio de avance diario de un minador continuo. Se trata de una colaboración con el profesor de la Universidad Politécnica de Cartagena, Pedro Martínez Pagán.

Como podéis comprobar, existen vínculos comunes entre las especialidades de ingeniería civil y minas en muchos aspectos relacionados con la maquinaria y los procedimientos de construcción. Espero que os sea útil.

Para resolver este ejercicio, resulta de interés la tabla que presentamos en la Figura 2, donde se proporcionan valores de energía específica para varios tipos de excavadoras mecánicas.

Figura 2. Valores de energía específica para varios tipos de excavadoras mecánicas. Fuente: SME Mining Engineering Handbook (2011) – Rostami et al. (1994).

También podéis utilizar este nomograma, elaborado junto con los profesores Pedro Martínez Pagán y Jamal Rotami, que espero os sea útil.

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Referencias:

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. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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Orden Circular 4/2023 Procedimiento para la justificación de precios en la Dirección General de Carreteras y base de precios de apoyo

Ha sido para mí un placer participar 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. El reto ha consistido en presentar de forma explícita la metodología subyacente que permite la justificación del precio de las unidades de obra. En este caso, aparecen una serie de novedades que creo que son de interés para el sector. Aparece el concepto de unidades de ejecución complejas o atípicas, donde el empleo de medios singulares las aparta de una construcción estandarizada. También aparece, por vez primera, el concepto de unidades determinantes, que van a ser las que soporten la mayor parte del importe del presupuesto de una obra. Pues bien, en estos dos casos, se obliga a una justificación expresa y detallada de las unidades de obra. Solo para los casos del resto de unidades, se aporta la base de precios como un apoyo para la justificación de los precios, sin que tampoco deba considerarse como un objetivo de precio concreto a utilizar.

Un aspecto también importante ha sido dejar claros conceptos que se manejaban, con el paso del tiempo, de forma inadecuada. Un ejemplo es el Cuadro de Precios N.º 2, donde se prohíbe de forma expresa su desglose en las siguientes categorías genéricas: mano de obra, maquinaria, resto de obra, materiales y costes indirectos.

El documento presenta, también, una serie de anexos que complementan el procedimiento, en las que he participado especialmente en el Anexo 4:

  • Anexo 1: Convenios colectivos del sector de la construcción según provincias.
  • Anexo 2: Listado de precios básicos de los principales materiales.
  • Anexo 3: Justificación de precios de unidades de ejecución de obra. Ejemplos.
  • Anexo 4: Método simplificado de cálculo de producción de una máquina.
  • Anexo 5: Base de precios de apoyo de la D.G.C.

La redacción de este documento ha sido fruto del esfuerzo de un grupo de trabajo perteneciente a la Subdirección General de Proyectos y Obras de la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana. Mi especial agradecimiento a la confianza depositada en mi persona por parte de su titular D. Fernando Pedrazo Majárrez. También se ha contado con el soporte del encargo a INECO, con la participación expresa de D. José Manuel Sáez Serrano, Dña. María del Consuelo Martín Galán y D. Javier Fernández Pedroche, entre otro personal. Igualmente, se ha contado con la participación en el grupo del trabajo del Comité de Construcción y la Comisión de Maquinaria de SEOPAN. Mi agradecimiento personal a todos ellos, pues su visión y aportes son de gran interés para el documento.

Por último, mi recomendación es que se lea con detenimiento el documento, pues existen modificaciones que deberían tenerse en cuenta a partir de este momento. Además, tal y como se ha establecido en estas reuniones, el objetivo es mejorar paulatinamente el documento en futuras ediciones. Por mi parte, este documento lo voy a poner a circular entre mis estudiantes en la Escuela de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos para su aplicación inmediata en TFGs y TFMs.

Además, para los que estéis interesados, un desarrollo completo sobre los temas de costes y producción de los equipos los podéis seguir en el siguiente curso: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/

Os dejo, para su descarga, el documento completo. Espero que os sea de interés.

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Método simplificado para el cálculo de la producción de una máquina

El cálculo de los rendimientos de los equipos no es un tema sencillo, pues son muchos los factores de producción de los que depende. No obstante, a veces necesitamos conocer, aunque sea de forma aproximada, la producción de la maquinaria, por ejemplo, para la justificación de los precios en un proyecto. Para resolver este problema, os propongo un método simplificado, pero que tiene en cuenta muchos de los factores que intervienen en la merma de la producción. Lo que es un error es considerar los rendimientos de los equipos que vienen dados en la justificación de precios de las bases de datos, pues son valores medios que, en numerosas ocasiones, se alejan peligrosamente de la realidad. Tampoco se deben usar los datos directamente proporcionados por los fabricantes, folletos, libros, internet, etc., pues son producciones que se alcanzan en casos ideales con maquinistas muy experimentados y en condiciones de trabajo que difícilmente se acercan a lo que realmente pasa en una obra.

Os dejo, por tanto, la propuesta de un método simplificado para el cálculo de la producción de una máquina y un pequeño problema resuelto. Este tipo de problemas forma parte del Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción. Para los interesados, os dejo este enlace: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/

MÉTODO SIMPLIFICADO PARA EL CÁLCULO DE LA PRODUCCIÓN DE LA MAQUINARIA

Se propone el siguiente procedimiento simplificado para atender a la reducción de producción de un equipo debido a las condiciones de trabajo, la influencia del tráfico, la congestión de la obra, otras contingencias y de las condiciones atmosféricas en la producción de un equipo.

La producción real estará afectada por factores de reducción de la siguiente forma:

Se entiende por producción máxima, o producción tipo de un equipo, Pmáx, aquella capaz de realizar en 54 minutos por cada hora de trabajo de forma ininterrumpida siguiendo un determinado método de trabajo y en unas condiciones determinadas. A falta de datos específicos, esta producción es la que habitualmente proporcionan los fabricantes de los equipos. Seguidamente, se detalla el cálculo simplificado de los factores de producción.

El factor de las condiciones de trabajo de la obra para una máquina fc en un tajo determinado se puede obtener de la siguiente tabla:

Condiciones de trabajo fc
Óptima 1,00
Buena 0,95
Normal 0,85
Regular 0,75
Mala 0,65

 

El factor de retraso, fd, está relacionado con el mal tiempo o las interrupciones debidas al tráfico, congestión en la obra u otras contingencias, siendo su expresión la siguiente:

siendo

Donde

ft             factor de reducción como consecuencia del tráfico, congestión en la obra u otras contingencias

TTD        tiempo total de trabajo disponible

TPT        tiempo perdido debido al tráfico, congestión en la obra y otras contingencias durante las horas de trabajo

fw            factor de reducción por meteorología adversa

NTDA    número total de días (horas) en los que las condiciones atmosféricas permiten trabajar

NTD       número total de días (horas)

El factor de operación, fo, considera que el personal no trabaja al máximo rendimiento todas las horas, ni se pueden anticipar a imprevistos. En la tabla siguiente se muestra el factor sugerido en función de la calificación de los operadores y la organización de la obra.

Experiencia y motivación de los operadores
Muy buena Buena Mediana Mediocre Pobre
Organización de la obra Muy buena 0,90 0,84 0,78 0,73 0,67
Buena 0,88 0,82 0,77 0,71 0,65
Mediana 0,86 0,80 0,75 0,69 0,64
Mediocre 0,84 0,79 0,73 0,67 0,62
Pobre 0,82 0,77 0,71 0,65 0,60

 

El factor de fallo mecánico, fb, depende de la antigüedad de la máquina. Durante el primer año no se considera reducción alguna, por lo que fb = 1,00. Pero por cada año transcurrido a partir de ese momento, se reduce de forma lineal el factor, hasta llegar a fb = 0,85 al finalizar la vida económica de la máquina.

Para el cálculo del tiempo aprovechable en el trabajo, se utilizará el método de la D.G.C., que se puede ver aquí: https://victoryepes.blogs.upv.es/2022/05/07/metodo-de-la-direccion-general-de-carreteras-para-la-determinacion-del-tiempo-disponible-para-el-trabajo/

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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.

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de planificación y control de obras. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 189. Valencia, 94 pp.

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente n.º 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Curso:

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

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Recomendaciones para la distribución de las instalaciones de obra

Figura 1. Vista aérea de septiembre de 2017 de las obras del estadio de Los Ángeles en Hollywood Park. https://commons.wikimedia.org/

Las instalaciones temporales son elementos colocados durante una obra para garantizar la seguridad y eficiencia de los trabajos. Al finalizar, se retiran. Es crucial realizar un estudio previo para evitar retrasos y problemas, como acceso dificultoso o falta de infraestructuras.

Las instalaciones temporales deben cumplir con la normativa vigente y pueden incluir vallas de obra para protección, instalaciones auxiliares con baños portátiles, áreas de descanso y espacios de primeros auxilios. La señalización es relevante para informar sobre los peligros y prevenir accidentes. Estas instalaciones deben ser adecuadas al tamaño y tipo de obra, y es importante que los trabajadores estén debidamente informados y capacitados. La presencia de señales es tan valiosa como la formación de los trabajadores.

La distribución eficiente y segura de las instalaciones de obra es de vital importancia. Para lograr este objetivo, se recomienda una adecuada planificación, pues optimizará el flujo de trabajo y garantizará un entorno seguro.

En general, cuando se dispone de espacio suficiente, se pueden considerar las siguientes recomendaciones para la distribución de las instalaciones de obra que facilite su gestión eficiente:

a) Las oficinas de obra deben situarse en zonas elevadas para tener una vista panorámica de la entrada y salida de la obra.

b) Los vestuarios y barracones para el personal obrero deben ubicarse fuera de la zona de trabajo, preferiblemente fuera de la vista de los tajos.

c) Los almacenes y talleres también deben estar alejados del área de trabajo para no obstaculizar la llegada y salida de suministros, así como el tráfico normal de la instalación. Los almacenes deben tener fácil acceso desde el exterior y salida fácil hacia los talleres.

d) Es recomendable que las obras importantes dispongan de una báscula propia para camiones cerca de la entrada para facilitar el control por peso de los aprovisionamientos.

e) Si hay un gran número de vehículos en uso, se debe considerar la instalación de una gasolinera o almacén-surtidor de combustible.

f) En la medida de lo posible, se debe considerar la posibilidad de reutilizar las instalaciones después de la obra o, al menos, evitar la necesidad de demolerlas.

g) Siempre que sea posible, se debe diseñar las instalaciones aprovechando la gravedad y reducir el trabajo necesario aprovechando la orografía o las pendientes del terreno.

h) Las instalaciones deben ajustarse a la duración prevista de la obra, y su ubicación debe ser tal que no se necesite un cambio de emplazamiento durante la obra. Si un cambio es imprescindible, debe tenerse en cuenta desde el principio y planificarse cuidadosamente para evitar interrupciones en el trabajo.

Os dejo un par de vídeos al respecto, que espero os sea de interés.

Nomogramas para su empleo en trabajos de movimiento de tierras

Este artículo presenta cinco nomogramas originales que pueden ser utilizados en proyectos de movimientos de tierra. El primero de ellos calcula el peso específico aparente de un suelo, mientras que el segundo nomograma facilita el valor de la piedra en el diseño de voladuras según la metodología de Ash. Los dos siguientes se aplican para determinar la capacidad de la hoja empujadora de un buldócer, y finalmente, el último nomograma ayuda a calcular el rendimiento de escarificado de un buldócer.

Estos nomogramas demuestran también las capacidades de los programas de código abierto, PyNomo y Nomogen, para generar nomogramas adaptados a las necesidades de cálculo de cualquier proyectista. Este proyecto es el resultado de una colaboración internacional entre profesores de Finlandia, Canadá y Australia, y su artículo ha sido publicado en la revista inGEOpress en mayo de 2023.

En este trabajo se proporcionan cinco nomogramas originales generados con el programa Pynomo (http://lefakkomies.github.io/pynomo-doc/introduction/introduction.html), muy útiles para su empleo en trabajos de obra civil, movimiento de tierras y/o minería, así como en ámbito docente. Los ejemplos resueltos por cada uno de los nomogramas también demuestran que los valores obtenidos se obtienen con una precisión adecuada a los requerimientos que se exigen en ingeniería de proyectos, haciéndolos útiles cuando no se tiene acceso a ordenadores o a calculadoras programables y, especialmente, en el manejo de ecuaciones cuyo empleo sea repetitivo.

Referencia:

MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; YEPES, V.; ROSCHIER, L.; BOULET, D.; BLIGHT, T. (2023). Nomogramas para su empleo en trabajos de movimiento de tierras. Canteras y explotaciones, 657(3):44-48.

Os paso a continuación el artículo entero por si os resulta de interés.

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Clasificación directa por tamaños. El cribado

https://dasenmining.com/es/product/vibrating-screen/

El cribado se refiere a la clasificación por tamaño de los fragmentos de un material, generalmente aquellos que tienen un tamaño superior a 2 mm. Estos fragmentos presentan diversas dimensiones y formas. Se someten a una superficie con aberturas, conocida como superficie de cribado, que permite el paso de los fragmentos más pequeños que la apertura (llamados pasantes) y retiene o rechaza aquellos de un tamaño mayor (rechazo).

El cribado se utiliza para separar los fragmentos más gruesos, ya sea para eliminarlos o para someterlos a un proceso de fragmentación adicional, en comparación con los fragmentos que tienen el tamaño requerido. Además, elimina los elementos más finos, como las arcillas o los elementos coloidales (este proceso se conoce como deslamado).

Los métodos de cribado más comunes incluyen el uso de mallas de alambre metálico y chapas perforadas con agujeros circulares. Las máquinas más empleadas son el trómel o criba rotativa y el tamiz o criba plana. Además, el cribado se puede realizar en seco o en húmedo.

En el caso del cribado en seco, el material se somete al cribado tal como se obtiene de la cantera. Sin embargo, presenta la desventaja de que, cuando contiene cierta humedad, los agujeros se obstruyen fácilmente, especialmente en los tamaños más pequeños, como en el caso de la arena. El secado del material resulta costoso desde el punto de vista económico. Por otro lado, el cribado en húmedo evita la obstrucción de los agujeros y, al mismo tiempo, permite el lavado de los áridos, lo cual resulta más ventajoso, aunque implica un mayor costo de instalación y la necesidad de un proceso adicional para la recuperación de los finos.

Precribado. https://www.nubasm.com/articulo-tecnico/etapas-del-cribado-i/

Definición de términos:

  • Rechazo: Porcentaje de partículas que quedan retenidas en una criba y tienen un tamaño superior al valor de clasificación establecido.
  • Pasante: Porcentaje de partículas que atraviesan una criba y tienen un tamaño inferior al valor de clasificación establecido.
  • Semitamaño: Porcentaje de alimentación a una criba compuesto por partículas con un tamaño inferior a la mitad del valor de clasificación.
  • Desclasificados: Porcentaje o masa de partículas finas que no pasan a través de la criba y se mezclan con la fracción más gruesa (rechazo).
  • Todo-Uno: Es la mezcla completa antes de su clasificación.

Terminología empleada en la clasificación por tamaños:

  • Escalpado: Operación que consiste en eliminar fragmentos grandes que pueden representar un peligro u obstáculo para las etapas siguientes del proceso.
  • Precribado: Fracción fina con el tamaño adecuado que se evita que pase a la siguiente etapa de trituración o machaqueo.
  • Calibrado: Clasificación para calibres superiores a 100 mm. Se utilizan parrillas fijas o dinámicas.
  • Cribado: Clasificación de tamaños entre 150 μm y 100 mm. Se emplean trómeles, cribas de sacudidas o cribas vibrantes.
  • Tamizado: Clasificación de tamaños entre 40 μm y 150 μm. Se usan cribas rotativas o tamices vibrantes.
  • Recribado: Operación adicional de clasificación que tiene como objetivo mejorar la eliminación de la fracción fina, en particular para la eliminación de impurezas.
  • Agotado: Operación que consiste en eliminar el exceso de líquido (generalmente agua) de las mezclas sólido-líquido que se manejan en procesos húmedos.

Os dejo varios vídeos sobre el cribado de áridos:

Referencias:

FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación. Tecnología, diseño y aplicación. Ed. Rocas y Minerales, Madrid, 360 pp.

MARFANY, A. (2004). Tecnología de canteras y graveras. Fueyo Editores, Madrid, 525 pp.

LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.

LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos — ANEFA, Madrid, 1328 pp.

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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Esquema de circulación y flujo de una instalación de tratamiento de áridos

El esquema de circulación es un dibujo que representa los movimientos de los áridos durante los diferentes procesos de trituración, clasificación y almacenamiento, incluyendo los retornos y reciclajes. Estos esquemas se elaboran antes de diseñar la instalación y deben analizarse detalladamente, considerando todas las opciones necesarias para lograr los resultados deseados y sus variantes. Requieren varias iteraciones y ajustes para encontrar la solución más adecuada al problema.

En el esquema, es importante incluir números que indiquen el tamaño de la entrada y la configuración de apertura de salida asignados a cada trituradora. En el caso de las cribas, además de su identificación, deben aparecer las aperturas de malla correspondientes a cada nivel de cribado. Asimismo, en los alimentadores, es necesario indicar su identificación junto con el tamaño máximo de alimentación permitido.

Las líneas que representan las circulaciones deben incluir el caudal horario y el tamaño del árido, indicando sus límites inferior y superior en milímetros. El caudal debe expresarse en toneladas por hora.

Es importante tener en cuenta que las posiciones relativas de las máquinas en el esquema de circulación no reflejan necesariamente las que se adoptarán en el proyecto final. Los acopios representados son simbólicos y podrán ser realizados en forma de montón, depósito de fábrica o tolvas metálicas, pudiendo ser abiertos, cubiertos o cerrados.

El esquema definitivo, que se adopta como solución, se obtiene mediante un proceso iterativo que comienza con una hipótesis de maquinaria con la capacidad adecuada. Se efectúan modificaciones en las variables hasta lograr la proporción de áridos deseada dentro de una tolerancia establecida. Las variables incluyen:

  • Ajuste de la apertura de salida de los trituradores.
  • Control de la abertura de las parrillas de los molinos.
  • Determinación del porcentaje de material pretriturado y clasificado que se someterá a trituración secundaria.
  • Selección del tipo de máquina utilizada en la trituración secundaria.
  • Evaluación de la opción de reciclar el material empleando la misma máquina, ya sea con o sin clasificación previa.
  • Consideración de la posibilidad de efectuar trituraciones terciarias en una o varias fracciones del material clasificado.

A continuación recojo un problema resuelto donde se puede apreciar las características básicas de un ejemplo de circulación y flujos para una instalación de tratamiento de áridos. Espero que sea de vuestro interés.

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Referencias:

LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.

LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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