La finalidad del almacenamiento es conservar las propiedades de los constituyentes del hormigón, facilitar su extracción para su producción, así como asegurar su continuidad.
Los áridos se suelen almacenar bien en tolvas o bien en silos compartimentados en torres. Algún tipo de central almacena los áridos directamente en el suelo y, en algunos casos, se observan almacenamientos secundarios de áridos en él. La alimentación de los áridos en las tolvas se realiza bien directamente desde el camión cuando se encuentran semienterradas o bien mediante palas frontales de neumáticos a partir de almacenamientos secundarios. Las torres compartimentadas se alimentan mediante cintas transportadoras o elevadores de cangilones.
Los cementos y las adiciones se almacenan siempre en silos. Los aditivos se almacenan en cisterna, y el agua se almacena en cisterna o depósito, o se suministra directamente de la red.
Durante el almacenamiento, diversas perturbaciones en el estado de los constituyentes pueden provocar efectos perjudiciales en la calidad del hormigón fabricado. Se deben tomar ciertas precauciones para limitar sus influencias negativas (Charonnat, 1999).
El conocimiento de la humedad de los áridos, sobre todo de las arenas, es muy importante para fabricar un hormigón de calidad, con lo que es frecuente la instalación de sondas de humedad en los áridos que nos permiten un seguimiento en continuo en las bocas de descarga, de este parámetro. Este dato influirá en la dosificación en agua.
http://graveravaldefuentes.es/
Una buena medición de la humedad en las arenas requiere una calibración previa de la sonda y una calibración repetida a intervalos regulares. La calibración consiste en relacionar las señales eléctricas con la humedad de las arenas, generalmente mediante el secado de muestras de arena en laboratorio. En el contexto de una central de fabricación de hormigón preparado, esta operación de medición de la humedad mediante sondas resulta difícil de realizar (Lê 2007), lo que además aumenta considerablemente los tiempos de fabricación y perjudica la productividad.
Os dejo un vídeo con una animación 3D que muestra las instrucciones para el montaje de un silo de cemento.
Referencias:
Charonnat, Y. (1999). Fabrication du béton hydraulique. Technique de l’Ingénieur, traité Construction C2.
Lê, N. D. (2007). Amélioration du béton en production : thèse de doctorat du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Nantes.
El profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, nos explica en este vídeo la extensión de las mezclas asfálticas. Espero que os sea de utilidad.
Referencia:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
Figura 1. Hélice de excavación de un pilote en seco. Imagen: V. Yepes
Según la NTE, se denomina CPI-7 al pilote perforado a rotación y hormigonado “in situ”, en el que, debido a las características del terreno, no se precisa el sostenimiento de las paredes. Es un pilote rápido de ejecución y económico, idóneo cuando el terreno es estable durante la perforación. Los diámetros habituales oscilan entre 450 y 1500 mm, con profundidades de hasta 40 m. El tipo de terreno determina la forma de excavación. En el caso de terrenos blandos y medios, la excavación se realiza mediante barrenas de hélice cortas. En cambio, con terrenos más duros deberíamos incluir en la barrena de dientes puntas de widia. En terrenos muy competentes y de roca, la perforación pasa por una corona circular con puntas de widia. Una vez alcanzada la profundidad objetivo, se efectúa la limpieza del fondo de la excavación mediante un cazo (“bucket”).
Posteriormente, al limpiar el fondo, se procede a introducir la armadura de acero con la ayuda de un equipo auxiliar (grúa). Para garantizar el recubrimiento mínimo necesario de la misma, se levantan 20 cm sobre el fondo de la excavación y se colocan separadores para su correcto centrado.
Figura 2. Cuchara para extraer material durante la ejecución de pilotes CPI-7. Imagen: V. Yepes
Después de colocar la armadura, se comienza con el hormigonado. Se utiliza un tubo «Tremie» para verter el hormigón en la perforación, de modo que se eviten segregaciones y exudaciones. Este tubo se introduce por dentro de la armadura hasta el fondo de la perforación. A continuación, se comienza a bombear el hormigón, que debe ser homogéneo y de consistencia fluida, con conos de Abrams de 15-16 cm, recomendándose dosificaciones de hormigón de 350 kg de cemento por m³ y la utilización de áridos no superiores a 20 mm.
Conforme avanza la fase de hormigonado, se va subiendo simultáneamente el tubo Tremie, pero con la precaución de mantenerlo siempre unos dos metros introducido en el hormigón fresco. Cuando el hormigón alcanza la cota de la rasante del terreno, se concluye con el hormigonado. Por último, se procede al descabezado de los pilotes.
Os dejo una animación que describe el procedimiento.
[politube2]65086:450:358[/politube2]
También podéis ver a continuación un vídeo de Polimedia donde se explica la construcción de este tipo de pilotes.
Cuando se trata de construir un puente con vigas prefabricadas, uno de los problemas a resolver es el transporte por carretera de dichos elementos. Debido a las características técnicas de la carga, que exceden en dimensiones, masa y carga por eje de las máxima autorizadas, se requiere de una Autorización Complementaria de Circulación que expedirá el Organismo competente en materia de tráfico. Las unidades de transporte son camiones semirremolques, habitualmente denominados «dollys».
A continuación, os paso varios vídeos explicativos y un vídeo tutorial de Javier Luque en el que se aplica el concepto de Centro Instantáneo de Rotación para el cálculo de velocidades lineales en función de los condicionantes iniciales de la velocidad angular. Un buen problema de física que se aplica al transporte de vigas de gran tamaño. Espero que os sean útiles los vídeos.
¿Sabíais que hoy en día el éxito económico de una obra depende de la correcta gestión de la maquinaria empleada? La mecanización del trabajo en cualquier obra civil o de edificación es totalmente necesaria desde las perspectivas técnica, económica, humana e incluso jurídica. Las máquinas, que nacieron con el propósito de liberar al hombre de los trabajos más penosos, se han convertido en herramientas para producir más, más barato y de mejor calidad. Han permitido abreviar la realización de trabajos que en otros tiempos parecían imposibles y, por consiguiente, han acelerado la acción del hombre sobre su entorno más inmediato. La adjudicación de un contrato suele requerir de la empresa constructora la disposición de la maquinaria adecuada que garantice los plazos, la calidad y la seguridad de la obra. Además, determinadas unidades de obra no son factibles sin el uso de maquinaria, tales como las inyecciones, el pilotaje, los dragados, las cimentaciones por aire comprimido, etc. En otros casos, la realización manual de hormigones, la compactación de tierras, etc., no podría satisfacer las elevadas exigencias de los pliegos de condiciones técnicas vigentes.
Las máquinas suponen fuertes inversiones para las empresas constructoras, que, si bien son menores en obras de edificación, son mayores en obras de carreteras e hidráulicas, y son importantísimas en obras portuarias. El índice de inversión en maquinaria, calculado como la relación entre el valor anual de adquisición de maquinaria y el valor anual de la obra total, varía entre el 3% y el 13%. Se evalúa entre el 13% y el 19% el índice de mecanización —valor del parque de maquinaria respecto a la producción anual— de las firmas constructoras.
¿Cómo podemos calcular los costes de la maquinaria? Os paso un polimedia divulgativo sobre los costes de explotación de la maquinaria. 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.
¿Por qué es habitual compactar con el primer compactador que tenemos en obra? Grandes errores y pérdidas económicas han sufrido más de una obra de movimiento de tierras por no acertar con el equipo de compactación adecuado. No es un tema fácil, pues requiere conocer con cierto detalle no solo las características del compactador, sino también el tipo de suelo, su humedad, su granulometría, etc., y, además, las condiciones de trabajo que vamos a imponer a esta unidad de obra. Vamos, pues, a intentar divulgar algunas ideas en torno a este tema para complementar otros posts anteriores como el que dedicamos a la curva de compactación o al tramo de prueba.
La elección de un equipo compactador y la forma de usarlo están condicionadas por multitud de circunstancias y factores, de modo que la solución adoptada no es biunívoca para unas condiciones determinadas. Al final, la elección será fundamentalmente un asunto económico, ya que existen amplios solapes entre los distintos tipos de máquinas y sus campos de aplicación. Los casos que pueden presentarse son variados y cada uno requiere procedimientos específicos. No es lo mismo construir un terraplén nuevo que consolidar un terreno natural o trabajar en un terreno anegado. En las situaciones habituales, donde se forma un terraplén compactando tongadas sucesivas del terreno, la naturaleza del material empleado será determinante. El material empleado determinará la aplicabilidad de los equipos. El siguiente factor a considerar será el estado en que se encuentre (humedad, espesor de la capa, etc.). También decidirá la forma y las dimensiones de la zona a compactar.
Por último, se deberá atender al volumen total de material. Se eligen las máquinas de tamaños que proporcionen mayores rendimientos, pero sin romper los suelos. Suelen emplearse equipos que presenten mayores capacidades de producción que los equipos de excavación y transporte, para no convertirse en «cuellos de botella» de las actividades. Cuando se emplean varios equipos en la compactación, con frecuencia trabaja una máquina de elevadas producciones y otra la que termina la superficie. Se seleccionará el equipo de compactación en función de la naturaleza del relleno, considerando tres grandes grupos de materiales, los finos, los de grano grueso y los pedraplenes.
Elección del compactador en suelos finos
Los suelos finos (más del 35% de limos y arcillas, es decir, de la fracción inferior a 80 micras) se caracterizan, a efectos de la compactación, por la dificultad que presentan para variar su humedad. Si ésta es próxima a la óptima del Proctor Normal, pueden utilizarse desde los equipos de neumáticos, a los de patas apisonadoras e incluso los vibrantes lisos. Ante un defecto de humedad, antes de adicionar agua, se aconseja el uso de compactadores autopropulsados con patas apisonadoras que trabajen con tongadas de poco grosor. Arcillas muy cohesivas con bajo porcentaje de humedad precisan una presión muy fuerte que rompa los terrones para que después la compactación sea completa; por su naturaleza química, suelos muy arcillosos precisan una presión unitaria muy alta para poder compactarse. Con exceso de humedad sólo podemos apisonar con reducidas energías, para evitar que el terreno pierda estabilidad, aconsejándose la compactación en capas gruesas (40 a 60 cm) con equipos remolcados vibratorios con patas apisonadoras con peso superior a las 10 t.
Elección del compactador en suelos de grano grueso con finos
Estos suelos (proporción de finos superior al 5%, pero inferior al 35%) son muy sensibles a los cambios de humedad, lo que influye en el porcentaje de gruesos y en la plasticidad de la fracción fina. Son adecuados los rodillos vibratorios o los compactadores de neumáticos pesados, con espesores de capa de hasta 50 y 70 cm. Son menos apropiados los compactadores de patas apisonadoras.
Elección del compactador en suelos de grano grueso sin finos
Son suelos de escasa cohesión (porcentaje de finos inferior al 5%), hundiéndose en ellos los compactadores de alta presión de contacto, debiéndose precompactar el terreno, por ejemplo, con neumáticos de baja presión de inflado. En terrenos arenosos son muy útiles los equipos vibratorios y los de neumáticos, llegándose a apisonar tongadas de hasta 1 m. Con proporciones de gruesos más importantes, se recurre a rodillos vibratorios de alta carga lineal unitaria, con espesores menores. La vibración puede descompactar la parte superficial de la capa, que puede cerrarse con un compactador estático, o puede corregirse con la compactación de la capa siguiente.
Las arenas de granulometría uniforme pueden compactarse con abundante agua y con neumáticos de baja presión de inflado o con vibratorias de reducida carga unitaria. Una arena sin finos es difícil de compactar, sobre todo si es monogranular. Un 5% de finos arcillosos facilita la operación y confiere consistencia al conjunto. El tipo de finos debe ser plástico, ya que un limo empeoraría la mezcla.
Elección del compactador en pedraplenes
El espesor de las capas deberá ser superior en un 50% del tamaño máximo de los elementos. Si los elementos se disgregan, se compacta como un suelo de grano grueso con finos; si no, debe existir contacto entre los elementos gruesos, limitándose el contenido de finos al 30% del total. Se compactan con equipos vibratorios pesados —en cuyo caso deben pesar más de 10 t, con tongadas de 0,50 a 1,50 m—, y a veces también se usan los supercompactadores de neumáticos de más de 50 t. Por lo general, en carreteras, el pedraplén sin finos no se moja durante la compactación. La Tabla 1 recoge una recomendación sobre la elección del equipo de compactación.
Tabla 1. Selección del equipo de compactaciónTabla 2. Recomendaciones sobre el empleo de compactadores (Strassenwesen, 1972)
La Norma Tecnológica de Edificación NTE-ADE de explanaciones proporciona, con carácter orientativo, el espesor de tongada e, en cm, a compactar y el número de pasadas n, en función del tipo de terreno y del compactador empleado. En la Tabla 3, H es la humedad en %, LP es el límite plástico y Cu el coeficiente de uniformidad de Hazen.
Tabla 3. Compactación de terraplenes según NTE-ADE
En caso de utilizarse una combinación de compactadores diferentes, se tomará como espesor máximo de tongada compactada y como número mínimo de pasadas, los correspondientes a los compactadores que requieran el valor menor y mayor respectivamente.
Os paso el siguiente Polimedia para repasar estos conceptos, aunque hay libros e información adicional que podéis consultar fácilmente para ampliar el tema. Espero que os guste.
Referencias
ABECASIS, J. y ROCCI, S. (1987). Sistematización de los medios de compactación y su control. Vol. 19 Tecnología carreteras MOPU. Ed. Secretaría General Técnica MOPU. Madrid, diciembre.
ROJO, J. (1988): Teoría y práctica de la compactación. (I) Suelos. Ed. Dynapac. Impresión Sanmartín. Madrid.
Mesa basculante para paneles prefabricados. Vía http://moldtechsl.es
Los paneles de hormigón prefabricado se han usado en las fachadas de los edificios desde los años 50 del siglo XX bajo el impulso de importantes arquitectos como Le Corbusier, Ropius, Aalto y otros. Desde ese momento, los paneles prefabricados de fachada han evolucionado significativamente, con una tendencia hacia unidades cada vez de mayor tamaño y peso. Hoy en día se incorporan a dichas piezas el aislamiento y los acabados interiores y exteriores.
Las mesas basculantes facilitan la prefabricación de estos paneles de hormigón al permitir la basculación y la extracción de las piezas. Esta basculación se realiza mediante cilindros hidráulicos telescópicos. Suelen contar las mesas con una o dos bandas laterales, que pueden ser fijas, abatibles o regulables en altura, según el tipo de panel a fabricar. Las mesas basculantes incorporan un sistema de vibración eléctrico o neumático para compactar el hormigón. También es posible incorporar sistemas de tuberías de calefacción para acelerar el curado del hormigón.
La excavación con microtuneladoras (microtunnelling) y la hinca de tuberías (pipe jacking) surgen de la necesidad de realizar el tendido de tuberías sin la excavación de zanja (trenchless) o la ejecución «sin trinchera». El método consiste en empujar la tubería desde un pozo e ir hincándola en el terreno, mientras un elemento excavador, situado por delante de ella, va abriendo el hueco aprovechando el empuje transmitido por dicha tubería. Este método se emplea para diámetros superiores a 500 mm, aunque puede aplicarse a diámetros de 1200 a 4000 mm. Se denominan microtúneles porque se realizan sin la presencia de operarios dentro de la perforación, controlando la perforadora de forma remota.
El hincado de tuberías de hormigón armado con microtuneladoras es el sistema más empleado. Consta de las siguientes partes principales:
Pozo de ataque: debe contar con espacio suficiente para alojar los componentes de la hinca y proteger la zona de trabajo. Su pared posterior debe resistir los empujes previstos para colocar la tubería.
Cabeza perforadora o microtuneladora: formada básicamente por el cabezal de ataque donde van colocados los grupos eléctricos, oleohidráulico y compresor así como los depósitos de aire y combustible y las distintas coronas de corte dependiendo de los terrenos a perforar. La tuneladora avanza asistida por un láser de guiado y los cilindros de orientación, que garantizan la correcta alineación y dirección de la hinca. Los desechos de la excavación se sacan por medio de una banda transportadora hacia el pozo de ataque. Una bomba de inyección de bentonita permite la lubricación de los tubos y favorece el transporte del material de desecho.
Elemento de empuje: formado por un sistema de cilindros hidráulicos en número adecuado al diámetro de los tubos, que, mediante una corona para repartir esfuerzos, empuja sobre los tubos para introducirlos en la perforación. Dado que los cilindros hidráulicos tienen un recorrido limitado, se colocan unos postizos a medida que el tubo va introduciéndose con el fin de no parar el avance. Cuando la tubería hincada supera los 100 m de longitud, resulta necesario utilizar estaciones intermedias de empuje. Estas constan de un sistema de cilindros hidráulicos de carrera corta, cuyo empuje actúa alternativamente con el de la estación principal. La longitud de una perforación está condicionada por la máxima presión que pueden desarrollar los cilindros y, por otra parte, por la resistencia a la compresión longitudinal de la tubería.
En el primer vídeo que os muestro vamos a ver una hinca de tubería y en los otros dos, microtúneles propiamente dichos. Espero que os gusten. Por cierto, en Youtube podéis activar en algunos casos subtítulos si queréis.
A continuación, os dejo documentación sobre microtúneles, gentileza de la empresa Pedraplus Ingeniería S.L. Espero que os sea de interés.
Raise Boring es un procedimiento constructivo para la ejecución mecanizada de pozos o chimeneas entre dos niveles dentro de una mina o en un proyecto de ingeniería civil. Los niveles pueden ser subterráneos o, en el superior, estar en la superficie. El procedimiento, desarrollado en la década de los 50 en Estados Unidos, consiste básicamente en perforar un barreno piloto y luego ensanchar la perforación hacia arriba mediante una cabeza escariadora. Se trata de un equipo de perforación que se instala por encima del terreno. Se taladra una perforación piloto con un ángulo de hasta 45°. Se perfora hasta llegar al túnel o a la caverna ya existente. Posteriormente, se retira la broca piloto y se fija un escariador a la sarta de perforación, lo que amplía la perforación hacia arriba. Se han perforado con diámetros habituales entre 2 y 3 m, a unas profundidades de 100 a 200 m, aunque se han llegado a 6 m de diámetro y más de 2000 m de profundidad.
Entre las ventajas de este sistema se encuentran la alta seguridad y las buenas condiciones de trabajo, la productividad más elevada que con explosivos (por ejemplo, método Jaula Jora), el perfil liso de las paredes, la sobreexcavación inexistente y la posibilidad de realizar excavaciones inclinadas. En cuanto a los inconvenientes, la inversión elevada, el coste de excavación unitario elevado, la poca flexibilidad en dimensiones y cambios de dirección, las dificultades en rocas en malas condiciones y la necesidad de personal especializado.
A continuación, os dejo un vídeo para que veáis el funcionamiento de esta tecnología.
En el vídeo que podemos ver a continuación, se puede ver la perforación de una chimenea de ventilación de 80 m de largo en la mina Condestable, en Mala-Lima-Perú.
A continuación, os dejo un vídeo de la empresa Herrenknecht en el que podéis ver el procedimiento constructivo. Espero que os guste.
Por gentileza de Valen Fernández, del Departamento Técnico de Pedraplús, os dejo a continuación un documento que amplía la información sobre el sistema.
El relining o entubado simple es una tecnología sin zanja que consiste en introducir tubería nueva dentro de la tubería antigua a sustituir. Esta técnica es particularmente útil cuando existen redes antiguas o deterioradas y se requiere reemplazarlas sin incrementar el diámetro. Es el método de sustitución de tuberías más económico y más extendido. Se trata de una técnica que causa mínimos problemas para el tráfico y los residentes de la zona y reduce sustancialmente la obra civil.
Este sistema es apto para un rango de diámetros de 100 a 2000 mm, con secciones circulares, ovoides o de marco. Se pueden insertar hasta 1000 m de longitud. Existen dos variantes, con tubería en tramos largos o con tubería de módulos. En el primer caso, las nuevas tuberías se unen por soladura a tope y posteriormente se insertan mediante tiro o empuje. En el segundo caso, cada sección se va instalando e insertando mediante empuje en la tubería existente.
La utilización de esta técnica está limitada a conducciones en las que pueda disminuirse el diámetro de la tubería existente. Se trata de una técnica cada vez más utilizada, especialmente en aquellos casos en que el consumo de agua potable, y por lo tanto, la producción de aguas residuales, permite una reducción en la cantidad de agua a transportar.
En la técnica del relining, es imprescindible limpiar la tubería antigua para disminuir la fricción en la medida de lo posible. Para ello, se eliminan las incrustaciones de la pared, se cierran las brechas de las tomas y se aplica un lubricante a la superficie interna. El diámetro máximo exterior suele ser un 10% menor que el interior. Una vez deslizada la nueva tubería, el espacio restante entre ambas tuberías se rellena con material aislante alcalino. Una ventaja adicional es que la antigua tubería colabora estructuralmente con la nueva.
Os paso un vídeo sobre este sistema de renovación de tuberías. Espero que os guste.
Referencias:
UNE-EN ISO 11295:2011. Clasificación e información sobre el diseño de sistemas de canalización en materiales plásticos utilizados en la renovación. (ISO 11295:2010)
