maquinaria archivos - Página 34 de 50 - El blog de Víctor Yepes

Clasificación de las bombas hidráulicas

Una bomba es una máquina destinada al transporte y elevación de líquidos, para lo cual absorbe fluido dentro de sí misma a través de un orificio de entrada y lo impulsa hacia fuera a través de una lumbrera de salida. Para accionarlas precisan de la energía proporcionada por un motor, que suele ser en la mayoría de los casos eléctricos, y en otros de combustión.

En ingeniería civil son empleadas para la elevación de agua de pozos para el abastecimiento de poblaciones, agotamientos de niveles freáticos, aspiración de fondos marinos, bombeos de líquidos de un lugar a otro, elevación de aguas negras, etc.

Los parámetros básicos necesarios para seleccionar una bomba son los siguientes:

El caudal de diseño.
Los parámetros que definen el líquido a transportar.
La altura manométrica en el caso de una instalación de bombeo o las necesidades de oxígeno si se trata de un agitador para una planta depuradora.

Las bombas se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios. En la figura siguiente se establece la clasificación habitual de las bombas atendiendo a su forma de trabajo.

Otra posible clasificación se establece atendiendo al régimen de funcionamiento:

Bombas de caudal constante: donde el caudal de salida es proporcional al régimen de giro de la bomba, es decir, que el caudal de líquido desplazado por cada revolución es fijo. Estas máquinas no consideran la necesidad de presión del sistema y por tanto debe existir un medio capaz de reconducir el caudal sobrante. Las bombas de engranajes son de caudal constante.
Bombas de caudal variable: el caudal a la salida es independiente de la velocidad de la bomba, por lo que el caudal de líquido desplazado por cada revolución es variable. En este caso el caudal desplazado es el que necesita el sistema. Las bombas de paletas y pistones pueden ser tanto de caudal constante como variable.

En la Tabla siguiente se comparan las características más importantes de las bombas hidráulicas.

Comparación de las propiedades generales de las bombas

Os dejo uno vídeos explicativos sobre este tema.

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.

Pantallas de suelo-cemento con hidrofresa (Cutter Soil Mixing)

Hidrofresa. http://www.malcolmdrilling.com/cutter_soil_mixing/

La pantalla de suelo-cemento con hidrofresa (cutter soil mixing) es una técnica de mejora de suelos que se emplea para generar pantallas impermeabilizantes verticales mediante el uso de hidrofresas. Consiste en excavar el terreno en paneles verticales mediante una cabeza cortadora (hidrofresa) suspendida de un brazo grúa articulado. Esta cabeza presenta dos elementos cortantes giratorios provistos de dientes de corte que giran en direcciones opuestas para expulsar el material excavado.

La cabeza también posee un inyector, en la parte central de las dos ruedas cortantes, por el cual se inyecta una mezcla de bentonita-cemento. Esta mezcla, gracias al movimiento giratorio de los dientes y de unas paletas giratorias, se amalgama con los detritos formando un nuevo material. Tras el fraguado del cemento se obtiene una pantalla impermeable. La ventaja del método es que se usa el propio material del terreno, no generando apenas residuos.

http://www.apgeotecnia.pt/en/papers/13cngmontaigne.html

En pantallas poco profundas, de menos de 20 m, se ejecuta en una fase, que consiste en inyectar la bentonita-cemento según se tritura el terreno. Se usa con tiempos cortos de perforación para que no fragüe el cemento. En mayores profundidades se usan dos fases; en la primera se excava hasta la cota deseada y luego durante el ascenso se inyecta la mezcla.

Para ejecutar muros continuos, se divide la construcción en paneles primarios y secundarios, que se solapan con los anteriores con juntas frescas si los paneles primarios no han fraguado, o bien con solapes duros si ya han endurecido.

Os dejo un caso de estudio de la empresa Bauer, que espero que os sea de utilidad.

Pincha aquí para descargar

Os dejo algunos vídeos y animaciones al respecto.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.

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.

Cursos:

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación

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

Pantallas realizadas por mezcla profunda de suelos (Deep Soil Mixing Walls)

http://www.model-co.com/es/aplicaciones/aplicaciones-lechadas/wet_soil_mixing.asp

Esta técnica de mejora y refuerzo de suelos blandos o flojos consiste en el mezclado mecánico y profundo de los materiales disgregados del terreno con un aglomerante, líquido o sólido, generando un nuevo material tipo suelo-cemento. El aglomerante suele ser cemento, cal y bentonita. El terreno así estabilizado es más resistente, menos permeable y de menor compresibilidad que el terreno original.

La incorporación de los aglomerantes al terreno puede llevarse a cabo en forma de lechada (Método húmedo) o mediante aire comprimido (Método seco). Para cada caso es necesaria la utilización de una herramienta especial que permita la ejecución de la mezcla en profundidad.

La mezcla profunda de suelos se puede clasificar en dos grupos: mezclado vertical, generando columnas o en masa horizontal, produciendo fajas o extensiones importantes en plantas.

En el caso de mezclado vertical, el diámetro de la columna es constante en profundidad y depende de la capacidad de la herramienta y el método que se utilice (húmedo o seco). Se ejecuta con una mezcladora giratoria que perfora el terreno hasta la profundidad requerida. En ese momento empieza la inyección del aglomerante mientras se extrae el varillaje.

La técnica de mezclado en masa consiste en una retroexcavadora en la que el brazo de la pala sustituye por un brazo excavador con un cabezal rotatorio que posee un inyector por el que se impulsa la mezcla aglomerante. Este método utiliza equipos no complejos: una retroexcavadora y una bomba de inyección. Es rápido en la ejecución, pero su uso se limita a la longitud del brazo, que no suele ser superior a 5 m.

Os dejo un folleto de la empres Bauer donde se explica con mayor detalle este procedimiento constructivo.

Pincha aquí para descargar

A continuación os dejo varios vídeos y animaciones al respecto.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.

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

Electrobombas sumergibles para pozos profundos

Electrobomba sumergible para pozos (McNaughton)

Son bombas con rodetes radiales o semiaxiales de múltiples etapas superpuestas diseñadas para bombear desde pozos profundos (hasta 350 m) y de pequeña sección (4” a 14”). Se pueden impulsar caudales de hasta 450 m³/h. Constan de un motor eléctrico del tipo “jaula de ardilla” de 2 a 250 kW, provisto de estator con bobinado de conducciones especialmente aislado con PVC y compensador de dilataciones y contracciones por cambios de temperatura.

El factor más desfavorable para este tipo de bombas es la presencia de arena (daños a partir de más de 25 g de arena por m³). Análogamente hay que determinar la composición del agua, su pH, el contenido de CO₂, etc. Estas circunstancias son importantes en el momento de elegir la bomba adecuada a la presencia de estos componentes corrosivos o abrasivos.

No son imprescindibles los cuidados de mantenimiento, no se producen averías por heladas, ni ocurren problemas de aspiración ni de ruido; estas circunstancias justifican la economía de su uso, siempre que los grupos utilizados estén bien proyectados y sean resistentes y equilibrados. Sin embargo, en caso de avería del motor se debe extraer toda la columna.

Os dejo un par de vídeos sobre la instalación de este tipo de bombas.

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.

Transporte de aglomerado asfáltico en caliente

Transporte y extendido de aglomerado asfáltico. http://www.madrid.es/

El transporte de las mezclas asfálticas se realiza mediante camiones volquete desde la planta al tajo de extensión. La caja basculante debe estar limpia y ligeramente humedecida con agua jabonosa para evitar que la mezcla se adhiera. La caja debe ser corta y alta, con una capacidad acorde con la tolva de recepción de la extendedora. Además, deben disponerse lonas o cobertores para proteger la mezcla del agua, polvo o de la pérdida de calor por viento. El número de camiones necesario depende de la capacidad de puesta en obra de la extendedora, siempre que no quede limitada por la producción de la planta de fabricación, y de la distancia de transporte. Se aconseja cierto sobredimensionamiento en la flota de camiones para evitar retrasos o prever posibles averías. Un aspecto clave en la puesta en obra de las mezclas asfálticas en caliente es la distancia de transporte. El enfriamiento de la mezcla depende fundamentalmente de la temperatura ambiente y del viento. Con una lona de protección, la pérdida de temperatura de la masa es de pocos grados, enfriándose una pequeña costra superficial, lo que permite distancias máximas de transporte apreciables. Así, en camiones de gran capacidad, se pueden llegar hasta unos 25 km, e incluso en circunstancias excepcionales, a más de 100 km. Otro aspecto importante es la segregación del material, que se evitará minimizando las alturas de descarga la formación de montones cónicos. El material se deberá mover lentamente durante la carga, ayudando manualmente si es necesario la distribución lateral. Durante el transporte se pueden apreciar razones que pueden motivar el rechazo de la mezcla:

Temperatura alta: Se detecta cuando la mezcla desprende un humo azulado, en cuyo caso se debe comprobar la temperatura.
Temperatura baja: La mezcla presenta un aspecto poco fluido, con los áridos gruesos mal cubiertos. Se debe comprobar la temperatura.
Exceso de ligante: Es fácil de detectar si la mezcla fluye o asienta más de lo normal. Se debe tomar una muestra y señalar la zona por si hay que levantarla en el caso de confirmarse el exceso.
Defecto de ligante: Falta brillo en la mezcla y los áridos no se encuentran perfectamente recubiertos, con un aspecto suelto del material. Se procederá igual que con el exceso.
Falta de uniformidad: Se aprecia el distinto aspecto de la mezcla en distintas zonas.
Exceso de árido grueso: El aspecto de la mezcla es parecido al de exceso de ligante, pero una vez extendida la capa, se aprecia una textura más gruesa y abierta de lo normal.
Exceso de árido fino: El aspecto es el del defecto de ligante, que se puede comprobar observando la textura superficial de la mezcla una vez extendida, así como su comportamiento al compactarla.
Exceso de humedad: Se observa un desprendimiento de vapor al descargarse la mezcla y a veces parece como si tuviera un falso exceso de ligante.
Segregación de la mezcla: Se observa una segregación excesiva entre gruesos y finos al extender la mezcla.
Contaminaciones: Durante el transporte puede contaminarse la mezcla con gasoil, agua, polvo, restos vegetales, etc.

A continuación os dejo un vídeo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, que explica el transporte de la mezcla asfáltica hasta su lugar de colocación.

También os paso un vídeo donde se puede ver un camión de transporte de aglomerado en caliente:

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes Universitat Politècnica de València.

El almacenamiento de los componentes del hormigón

http://www.tusa.es/plantas_de_hormigon.html

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.

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.

Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

Ejecución de un pavimento asfáltico

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.

Pilotes CPI-7: perforado a rotación sin sostenimiento

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.

Referencia:

Curso:

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

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

Un problema de cinemática y el transporte de vigas por carreteras

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.

Costes de explotación en la maquinaria de obras públicas

¿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.

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.

Curso:

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