Categoría: maquinaria

Sistema de perforación ODEX

Detalle de la broca piloto del método ODEX (Atlas Copco)

El método ODEX (Overburden Drilling with the Eccentric) es un sistema de perforación con recubrimiento que se emplea cuando los terrenos están muy alterados o inestables. Es un método utilizado como variante en rotopercusión y está patentado por Atlas Copco. Se basa en el uso de una broca piloto provista de botones de alta resistencia que, al girar en un sentido o en el opuesto, puede tomar dos posiciones: una para perforar con entubación y otra sin ella.

Cuando se necesita entubación, la broca adopta una posición excéntrica y actúa como elemento escariador, agrandando ligeramente el diámetro de la perforación. De este modo, la entubación puede descender sin resistencia del terreno a medida que avanza la excavación.

Con este sistema, el equipo necesario es más sencillo que en el método OD, ya que no es necesario perforar para que avance el tubo de recubrimiento. Además, pueden usarse simples tubos de acero de relativamente poco espesor, unidos entre sí por soldadura.

El método ODEX puede aplicarse con martillos en fondo o en cabeza, en ambos casos arrastrando el detritus por el interior de la entubación mediante aire comprimido. Sin embargo, en taladros de más de 15 m de profundidad, se recomienda utilizar espumas que evacúan los residuos de forma más eficaz y que, además, lubrican las paredes del taladro, lo que facilita el descenso de la entubación.

Los sistemas ODEX se han convertido en el estándar para los contratistas de perforación dedicados al revestimiento de pozos de agua, pozos geotérmicos y trabajos de micropilotaje poco profundos. El sistema ODEX es ideal para perforaciones cortas en capas de recubrimiento homogéneas.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

El sistema de perforación OD

Perforación OD
EVERDIGM_Durawing Overburden Drilling System

En algunos casos, cuando las condiciones del terreno lo requieren (terrenos muy alterados o inestables, existencia de agua, etc.) o cuando es necesario recurrir a sistemas especiales de perforación, se puede realizar una entubación con recubrimiento, que consiste en la entubación del taladro al mismo tiempo que se avanza en la perforación. El operario puede controlar el avance escogiendo la combinación que mejor se adapte a las diversas capas del terreno, perforando en rotación con corona o en rotopercusión con la boca interior. Tanto la boca como la corona anular son de carburo de tungsteno. En estos casos, el sistema de barrido de detritus es muy eficaz, con una presión del fluido algo mayor de lo habitual.

Los dos métodos más extendidos de perforación con recubrimiento son los conocidos como método OD (overburden drilling) y método ODEX (overburden drilling with the eccentric). En esta entrada, describiremos brevemente el primero de ellos.

El sistema de perforación OD consiste en perforar con un avance simultáneo de una tubería exterior auxiliar y un varillaje conductor del elemento perforador propiamente dicho en su interior, ambos en giro solidario o independiente, dependiendo de las características de la maquinaria utilizada. Por ello también se le conoce como sistema «Duplex». Los mecanismos de percusión y rotación funcionan de forma independiente. En cualquier etapa de la perforación, pueden extraerse muestras del terreno.

El método OD se aplicó de forma sistemática por primera vez en 1956, durante la excavación del canal de Lindo en Suecia, y desde entonces se ha extendido considerablemente por las indudables ventajas que presenta en terrenos inestables.

El equipo que se emplea en este método consta de:

  • Un conjunto de tubos roscados con una corona anular en su extremo.
  • Un conjunto de barras unidas por manguitos con una boca en cruz en su extremo, alojada en el interior de la entubación.
  • Un sistema de barrido de agua a alta presión.

La finalidad de la tubería exterior es contener las paredes de la actuación, lo que evita el uso de lodos viscosos de perforación, bastando el uso de agua limpia o del propio suelo y/o aire como fluido de circulación para la extracción de detritos. El espacio de corona anular resultante entre la perforación y la tubería definitiva (mínimo de 37 mm) permite llevar a cabo los trabajos de cementado, sellado y colocación de empaque de material granular filtrante, condicionados por las características del suelo sondeado.

La ventaja del sistema consiste en la rapidez en la ejecución del avance de la perforación, sin modificar la permeabilidad del suelo. Sin embargo, los diámetros se limitan hasta 300 mm (suficientes para equipos de bombeo de baja capacidad). Por la propia mecánica de ejecución, cuya principal característica es la velocidad de avance e inalterabilidad de la permeabilidad del suelo sondeado, tiene su óptima eficiencia en la aplicación de control de nivel piezométrico.

En voladuras submarinas con medios neumáticos de carga, una vez se ha alcanzado la cota del fondo y después de introducir la entubación de plástico que es necesaria para cargar el explosivo, se extrae el entubado de la perforación.

En estos vídeos podéis ver cómo funciona la perforación OD con recubrimiento. Espero que os sean útiles.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

La grúa motorizada más grande del mundo

https://www.diariomotor.com/2011/04/29/liebherr-ltm-11200-9-1-la-grua-motorizada-mas-grande-del-mundo/

La «Liebherr LTM 11200-9.1» es la grúa motorizada más grande del mundo y la única fabricada hasta la fecha. Este tipo de grúas se utilizan en la construcción, generalmente en grandes obras civiles, como la construcción de viaductos, la reparación de rascacielos o el mantenimiento de aerogeneradores. Existen varios tipos de grúa móvil, desde la T3, que tiene una altura de solo 55 m, hasta la T7, que alcanza los 100 m de altura y puede llegar, con extensiones, hasta los 130 m. No obstante, cuenta con un brazo accesorio (YVEN2) para la T3 que aumenta su altura hasta los 196 m. El contrapeso que lleva la base móvil en estos casos es de hasta 200 t, además de cuatro brazos estabilizadores hidráulicos de 14 m de longitud. Esta base móvil puede cargar por sí sola los brazos extensibles o se pueden llevar en camiones de transporte especial. La base móvil tiene 9 ejes, todos ellos directrices y dotados de una suspensión neumática de alta resistencia. A continuación, os voy a dejar un vídeo donde se puede apreciar la magnitud de las cifras que hemos comentado. Espero que os guste.

https://www.youtube.com/watch?v=6hEyXSlDYCQ

Referencia:

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.

El movimiento de tierras con las nuevas tecnologías

La maquinaria de movimiento de tierras ha evolucionado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Hemos evolucionado hacia la especialización y el gigantismo. Por un lado, existen máquinas que evolucionan hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras que otras se han convertido en aparatos diminutos y versátiles. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, lo que facilita las labores de conservación. En general, se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad. Este vídeo de Discovery Max muestra dicha tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minera. Espero que os guste.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

YEPES, V. (2014). Equipos de compactación superficial. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 187. Valencia, 113 pp.

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.

Cursos:

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

Enfilado de las armaduras activas de un puente

Enfilando cables de pretensado. Youtube.

El enfilado consiste en colocar la armadura dentro de la vaina, y puede realizarse antes o después de colocar la vaina en posición. Enfilar antes suele hacerse en el taller, para elementos no muy largos, pero en el caso de un puente, suele hacerse con la vaina ya colocada. El enfilado de la armadura activa de un puente suele llevarse a cabo el día anterior al hormigonado para evitar los riesgos de un posible abollamiento o rotura de la vaina durante el hormigonado. En cualquier caso, hay que evitar tiempos prolongados entre el enfilado y la puesta en tensión de los cables.

Para realizar el enfilado, se necesita una bobina de acero pretensado y una enfiladora. Una vez montada la bobina de cordón en la devanadora, se procede al enfilado de los distintos cordones que constituyen un tendón mediante la enfiladora. La enfiladora es una máquina de tracción mecánica que empuja de forma semicontinua el torón de pretensado hacia el interior de la vaina. En cualquier caso, dispone de un elemento esférico o con punta redondeada en la parte delantera para que no se produzcan muescas o entallas en la vaina. Se debe dejar aproximadamente un metro en cada extremo del tablero para que el gato pueda realizar las operaciones de tesado. Durante esta operación, la enfiladora debe fijarse lo mejor posible para evitar desplazamientos. Además, el especialista que maneja la enfiladora debe estar perfectamente comunicado con el operario situado en el extremo contrario con el fin de indicar la parada de la máquina.

Suele ocurrir que el último torón que se debe enfilar para completar los necesarios en una vaina puede ser difícil de enfilar, especialmente si el diámetro de esta vaina es muy ajustado. Una solución consiste en soldar dos torones a uno que ya esté enfilado y tirar del extremo contrario del torón ya enfilado para introducir los otros dos que hemos soldado. Sin embargo, es preferible elegir un diámetro de vaina suficiente para evitar estos problemas. En el extremo de cada cable se coloca una pieza metálica en forma de bala que evita que se desfleje y dañe la vaina.

Una vez realizado el enfilado de todos los cables, se debe repasar el trazado en alzado de las vainas para comprobar que no se han movido durante el enfilado. Suele taparse el metro que sobresale por cada extremo para evitar la caída de mortero durante el hormigonado del tablero, lo que dificultaría el tesado de la unidad al requerirse una limpieza cuidadosa que, obviamente, se evita protegiendo con bolsas de plástico.

Es muy habitual observar cómo el acero pretensado pierde el color gris metálico si se deja la bobina a la intemperie durante unos días. Esto no supone problema alguno, ya que la capa de óxido superficial es pasivizante y no corroe la armadura. Este comentario también es válido para armaduras pasivas y vainas de pretensado. En la figura se puede ver cómo la bobina se coloca en un bastidor fijo al suelo para que no se mueva durante el traqueteo que supone el enfilado.

Os dejo un par de vídeos donde podéis ver cómo se enfilan los cables para el postesado del puente.

 [politube2]65122:450:358[/politube2]

Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

 

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Pipe ramming: hincado de tuberías de acero

BzB52BYCAAAoZgG

El pipe ramming es una técnica de instalación de tuberías sin zanja (trenchless) que se utiliza para hincar horizontalmente tuberías de acero de diferentes diámetros. Es un método muy útil en instalaciones bajo estructuras como vías, cuerpos de agua, edificaciones, etc.

El empuje se realiza mediante un martillo neumático o hidráulico que golpea el tubo de acero, el cual penetra en el suelo sin alterarlo. Una vez instalado el tubo, se extrae el material del interior.

Posteriormente, se extrae el material que permanece en el interior del tubo metálico utilizando aire comprimido o agua a presión, de modo que el interior queda disponible para acondicionar la tubería metálica al servicio o utilizarla como protección, pase y colocar una nueva tubería en su interior.

El método constructivo es el mismo que el utilizado para hincar pilotes con tubos de acero, lo que facilita su manejo a quienes ya tienen experiencia en pilotaje. Es importante destacar que se utilizan tubos de acero, ya que este material presenta unas características de resistencia y ductilidad que lo hacen resistir y distribuir mejor las cargas transmitidas por el martillo sin dañar la estructura de la tubería.

https://istt.p.translation-proxy.com/es/index/webapp-guidechart-action/id.111

 

Características

  • Longitud variable de acuerdo a las condiciones del suelo
  • Diámetros desde 4 hasta 80 pulgadas
  • Fuerza de impacto hasta 2.000 toneladas
  • Se requiere un método eficiente para extraer el material sobrante dentro del tubo
  • Aplicable en todos los suelos excepto roca
  • Requiere de una fuente de aire comprimido

 

A continuación os dejo un par de vídeos sobre este procedimiento constructivo. Espero que os gusten.

Referencias:

YEPES, V. (2015). Maquinaria para sondeos, movimiento de tierras y construcción de firmes. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 242. Valencia, 404 pp.

Perforación horizontal helicoidal (horizontal auger boring)

La perforación horizontal con tornillo helicoidal (horizontal auger boring) es una tecnología sin zanja (trenchless) que se utiliza para instalar tuberías metálicas o de hormigón de entre 100 y 1500 mm de diámetro en terrenos blandos sin bloques. La perforación se realiza mediante el corte de un eje broca equipado con bordes de corte tipo cincel. Los escombros se extraen del tornillo sin fin a través de la tubería y se conducen hasta el inicio de la perforación. Esta tecnología permite realizar instalaciones de hasta 240 m de longitud con control de dirección en los 360º, tanto vertical como horizontal. Es un procedimiento muy útil en instalaciones bajo estructuras como vías de cualquier tipo, cuerpos de agua, edificaciones, etc.

Os dejo algunos vídeos para que veáis su funcionamiento. El primero es una técnica no guiada y el segundo, guiada.

Referencias:

YEPES, V. (2015). Maquinaria para sondeos, movimiento de tierras y construcción de firmes. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 242. Valencia, 404 pp.

Perforación percusiva por compactación (impact moling)

Topo de percusión. http://www.groundforce.uk.com/
Figura 1. Topo de percusión. http://www.groundforce.uk.com/

La perforación por compactación con topo de percusión (impact moling o earth piercing) consiste en una perforación por impacto empleada en la instalación de tuberías con tecnología sin zanja (trenchless). La perforación se realiza sin necesidad de desplazar el suelo (compaction boring). El proceso de perforación es independiente de la inserción de la tubería.

Se utiliza un dispositivo en forma de torpedo que contiene en la nariz un martillo de movimiento alternativo que, al golpear, provoca una fuerza de impacto que impulsa el torpedo hacia delante. Puede avanzar entre 7 y 120 cm por minuto. Después se inserta un cable que sirve para tirar de la tubería que se va a colocar. Si el tubo es rígido, entonces se empuja a través de un orificio abierto.

Pueden abrirse diámetros de 30 a 180 mm en una sola operación, aunque con múltiples pasadas pueden alcanzarse los 200-250 mm de diámetro. Los martillos neumáticos de perforación horizontal se utilizan normalmente para distancias de entre 5 y 25 m. Este método requiere, aparte de los correspondientes planos actualizados de servicios, el uso de técnicas indirectas de localización de líneas de servicio y tuberías, como el georradar (GPR) y el detector electromagnético de servicios, para evitar afectarlas durante la perforación.

Impact moling
Figura 2. Esquema de la perforación percusiva (impact moling)

A continuación, os dejo algunos vídeos para que veáis cómo funciona este método.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.