En la entrada de hoy vamos a dar recomendaciones para el trabajo con tractores sobre cadenas, también llamados buldóceres (bulldozers, en inglés). En español también se conocen como explanadoras o topadoras. La operación de las máquinas es un tema de gran trascendencia tanto económica como de seguridad. Una mala operación acarrea no solo pérdidas de producción y el encarecimiento de las unidades de obra, sino que, en muchas ocasiones, representa un maltrato a las máquinas y un problema grave de seguridad para las personas.
Siguiendo el carácter divulgativo de estas entradas, os paso un Polimedia referido a las recomendaciones que deberían seguirse para operar con los buldóceres. Espero que os guste.
Un falso túnel es una infraestructura que se construye cuando un obstáculo natural de escasa altura debe ser atravesado por una línea ferroviaria o por una carretera, de forma que no resulta conveniente perforar un túnel debido al escaso recubrimiento y al riesgo de que la construcción de una trinchera convencional desencadene desprendimientos. En otras ocasiones, la construcción de falsos túneles se justifica simplemente por la necesidad de minimizar el impacto ambiental de la vía de comunicación, especialmente cuando el trazado pasa cerca de zonas urbanas.
Una forma de construir un falso túnel consiste en ejecutar unas pantallas, ya sea con pilotes o con una hidrofresa. Tras esas pantallas laterales, se ejecuta la losa de cubrición que constituye el techo del túnel. Una vez fraguado el hormigón de la losa, se puede proceder a trabajar bajo tierra, vaciando la caverna generada entre las pantallas y la losa, hasta el nivel del suelo del túnel. La ejecución de pantallas con pilotes consiste en hacer “taladros” consecutivos, que luego son rellenados con acero y hormigón. Si utilizamos una hidrofresa, el principio es el mismo, solo que la perforación es rectangular.
Si el falso túnel se realiza a una profundidad mayor de 5-10 m es necesario ejecutar losas intermedias, para garantizar la integridad de las pantallas laterales. Este método es muy seguro, habiéndose construido bastantes kilómetros de túneles de todo tipo, por ejemplo, en Madrid, tanto de metro (línea 11 en la avenida de Abrantes, línea 1 en la calle Congosto…) como de cercanías (Pasillo Verde, Getafe…), sin incidentes a reseñar. Incluso en terrenos particularmente complicados como la Vega del Manzanares, este método ha dado un gran rendimiento en la ejecución del soterramiento de la M30.
A continuación, os paso una animación realizada por la empresa Proin 3D para Adif del túnel ferroviario de alta velocidad Barcelona Sants-La Sagrera, también conocido como túnel del Eixample. El túnel, que une la estación de Barcelona Sants con la futura estación de La Sagrera, forma parte de la línea de alta velocidad Madrid-Zaragoza-Barcelona-Frontera francesa.Fue inaugurado el 8 de enero de 2013, juntamente con el tramo entre Barcelona Sants y Figueras-Vilafant de la LAV Madrid-Barcelona-Francia, y el 9 de enero de 2013 comenzó su explotación comercial con trenes de Renfe Operadora.
En la animación podemos ver la ejecución del falso túnel, tanto con pilotadoras como con hidrofresas. Espero que os guste.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
Hoy os paso una entrada sugerente, pues es difícil dar nombre y apellido al inventor del primer motor conocido. El tema de los motores es muy importante en la ingeniería civil en tanto que las obras actuales no se pueden concebir sin el uso de máquinas. Veamos, pues, una breve definición de qué es un motor y luego un vídeo explicativo, bueno para verlo si tenéis un rato en estas vacaciones.
Un motor es la parte de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.) en energía mecánica, capaz de realizar un trabajo. En los automóviles, este efecto es una fuerza que impulsa el movimiento.
Los orígenes de los motores son muy remotos. Especialmente si se consideran los inicios o precedentes de algunos elementos constitutivos de los motores, imprescindibles para su funcionamiento como tales. Considerados como máquinas completas y funcionales y productoras de energía mecánica, hay algunos ejemplos de motores antes del siglo XIX. A partir de la producción comercial de petróleo a mediados del siglo XIX (1850), las mejoras e innovaciones fueron muy importantes. A finales de ese siglo había una multitud de tipos de motores empleados en diversas aplicaciones.
La relación de compresión en un motor de combustión interna es el número que mide la proporción en que se ha comprimido la mezcla de aire-combustible (Motor Otto) o el aire (Motor Diésel) dentro de la cámara de combustión de un cilindro. Para calcular su valor teórico se utiliza la fórmula siguiente:
Independientemente del número de cilindros, la fórmula se aplica a uno solo. Ejemplo: un motor de cuatro cilindros en línea (4L) con 1,4 litros de desplazamiento se divide el desplazamiento entre el número de cilindros (1 400 cc / 4 = 350 cc). A este valor se le suma el volumen de la cámara ( 350 cc + 40 cc = 390 cc) y se divide por el volumen de la cámara (390 cc / 40 cc = 9,75). La relación de compresión de este motor es de 9,75:1. O sea, la mezcla se comprime en la cámara 9,75 veces.
La relación de compresión es uno de los factores que influyen en el funcionamiento de un motor de combustión interna, y a su vez incide en su rendimiento térmico. El rendimiento térmico, para decirlo de forma sencilla, es la manera en que ese motor aprovecha al máximo la energía proveniente de la combustión de la mezcla aire-combustible.
Os dejo un vídeo explicativo que espero que os guste.
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.
En 1892, el ingeniero alemán Rudolf Diesel patentó el primer motor de encendido por compresión, que fue construido con éxito en 1897. Desde 1945, el motor diésel rápido, perfeccionado paulatinamente con reducciones de las relaciones peso/potencia e importantes mejoras en los sistemas de inyección, ha desplazado al de gasolina, cuyo uso se limita a motores ligeros de menos de 5 CV. Existen motores diésel de dos tiempos (llamados de acción simple) y de cuatro tiempos (más habituales). Los primeros presentan un barrido defectuoso, por lo que requieren mejores sistemas de engrase y refrigeración.
Una primera clasificación de estos motores atiende a su velocidad:
Motores de baja velocidad (w < 350 r.p.m.): se usan normalmente en instalaciones estacionarias de gran potencia.
Motores de media velocidad (w aprox. = 350 r.p.m.): su uso habitual es en generadores de corriente de media y baja potencia.
Motores de alta velocidad (w > 350 r.p.m.): en máquinas de movimiento de tierras.
El motor diésel de cuatro tiempos presenta similitudes con el de gasolina. Se pueden establecer las siguientes fases del ciclo:
Admisión: En esta fase entra aire en el cilindro (sin mezcla de combustible) que es succionado por el pistón en su movimiento de descenso.
Compresión: Después de alcanzar el pistón el extremo inferior, y una vez se cierran las válvulas de admisión, el cilindro inicia su ascenso comprimiendo el aire hasta llegar al punto más alto de la carrera. La relación de compresión varía entre 14 y 22.
Encendido, combustión y expansión: La elevación de la temperatura (440 °C) que acompaña la compresión permite la combustión espontánea al inyectar el combustible. Con las válvulas cerradas, la expansión del gas obliga al pistón a descender hasta el punto muerto inferior (PMI).
Escape: Al llegar el pistón al PMI, las válvulas de expulsión se abren y los gases se expulsan al exterior.
El ciclo real y teórico presentan diferencias:
La inyección no coincide exactamente con el punto muerto superior (PMS). Asimismo, las válvulas de escape se abren instantes antes de que el pistón alcance el PMI.
Aunque en el ciclo teórico se supone que la combustión se produce a volumen constante, en realidad solo una parte lo hace. El resto de la combustión se realiza a presión constante, de modo que se aproxima al ciclo de Otto.
Solo en los motores diésel muy lentos, la combustión se desarrolla aproximándose al ciclo teórico.
Os dejo algunos vídeos en los que podréis ver el funcionamiento del ciclo diésel y sus características más importantes. Espero que os gusten.
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.
También llamados rodillos autopropulsados de impactos o de zapatas, son la réplica moderna de las de pata de cabra. En artículos anteriores ya comentamos aspectos relacionados con la curva de compactación, los tramos de prueba o las recomendaciones de trabajo en la compactación. En este nos centraremos en los compactadores estáticos de patas apisonadoras.
Compactador autopropulsado de patas apisonadoras. Fotografía de Víctor Yepes
Están formados por cuatro rodillos con patas de forma truncada y acabadas en doble bisel, lo que permite no sacar el material al salir de la penetración en el terreno. La longitud no supera los 20 cm y el número de patas por rodillo oscila entre 50 y 65. Se les suele acoplar una hoja empujadora para facilitar el extendido del material. La potencia oscila entre 50 y 300 kW.
Su chasis está articulado y puede girar hasta 45°. El ancho de la máquina puede alcanzar los 3,50 m. El peso total oscila entre 8 y 40 toneladas. Son apisonadoras que pueden operar a velocidades máximas de 20-25 km/h, por lo que se las denomina compactadoras de alta velocidad. Las velocidades de trabajo son más lentas en las primeras pasadas y más rápidas en las últimas.
Combinan el esfuerzo estático con el amasado del terreno, debido a la forma de los salientes, al efecto dinámico producido por la presión a gran velocidad y a cierto efecto de semivibración originado por el gran número de impactos próximos en un área tan reducida. Compactan casi todos los suelos con buenos rendimientos, salvo los muy arcillosos o los con un alto porcentaje de rocas grandes. También pueden utilizarse complementándose con pasadas de neumáticos en el caso de grava-cemento cuya curva tenga un alto contenido de finos.
A continuación os paso un Polimedia para describir brevemente este tipo de máquinas. 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.
YEPES, V. (1995). Equipos y métodos de compactación. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-797. 102 pp. Depósito Legal: V-1639-1995.
Los áridos son materiales indispensables para el sector de la construcción. La producción de áridos consiste básicamente en triturar y clasificar piedras según su tamaño. Sin embargo, en la práctica, el proceso es mucho más complejo, pues se deben obtener áridos homogéneos y de tamaños normalizados.
El proceso de tratamiento de los áridos permite obtener productos terminados aptos para el consumo. Se trata de un proceso altamente automatizado y tecnológicamente complejo. Sin embargo, en cuanto a su principio básico, puede decirse que es sencillo, pues consiste en triturar el todo-uno procedente de la explotación para obtener tamaños menores y clasificarlos con el fin de almacenar por separado cada granulometría. En algunos casos, es necesario lavar el material para mejorar sus propiedades.
De forma sintética, el proceso de producción de áridos pasa normalmente por una serie de etapas características:
Descubierta de las capas no explotables (cubierta vegetal, estériles y rocas alteradas)
Extracción de los materiales, consolidados (mediante explosivos normalmente) o sin consolidar (por vía seca o húmeda)
Transporte a la planta de tratamiento (cintas transportadoras, camiones, etc.)
Tratamiento de los áridos (trituración, clasificación, limpieza)
Almacenamiento y envío
Como toda actividad extractiva, la producción de áridos está condicionada por factores geológico-mineros en el marco territorial. En el caso de los áridos, además, su explotación, no admite, en términos generales, grandes distancias a los centros de consumo (el precio de transporte se duplica cada 50 kilómetros) lo que implica que con frecuencia las explotaciones de áridos se encuentren próximas a áreas con alta densidad de población, aunque ubicadas en zonas rurales de escasa densidad.
A continuación, os paso un par de vídeos sobre la producción de áridos que espero os gusten.
Referencias:
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.
VÁZQUEZ GARCÍA, A. (1998). Plantas fijas para el tratamiento de áridos, en LÓPEZ JIMENO (ed.): Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, pp. 313-331.
En la industria de la construcción, siempre se presenta la necesidad de romper materiales y, como resultado de esto, deben ser utilizados equipos como martillos demoledores hidráulicos, robots de demolición y pinzas hidráulicas de demolición.
Un puente no solo puede demolerse con explosivos. A veces no hay más remedio que hacerlo con un martillo rompedor. Os dejo este enlace de Pep Lloveras sobre el tema. Otro enlace interesante es este pequeño proyecto sobre la retirada y demolición de un puente, que os podéis descargar en el siguiente enlace: http://www.oviedo.es/upload/contratos/docs/PROY_demolPTrubia.pdf
También os adjunto un vídeo para que veáis cómo se ha desmantelado un paso superior con maquinaria de demolición. En este caso, se trata de una estructura sobre la autopista 101 en el sur de California, que fue demolida en apenas 5 horas. El vídeo es de Anthony Plasencia. Espero que os guste.
Os paso otro vídeo, cuyo enlace ha facilitado Moisés de la Llave. En mayo de 2010 fue demolido mediante varios equipos hidráulicos dotados de mandíbulas (cizallas) en una primera fase y, posteriormente, mediante un martillo rompedor, el puente de la autovía A-42 sobre la N-400 en Toledo (entre Santa Bárbara y el Polígono), cuya estructura presentaba un peligroso deterioro y sería reemplazado por un nuevo puente.
Otro vídeo trata de la demolición del viejo Puente Chartershall en Escocia, que había sido golpeado por camiones en numerosas ocasiones. Se encuentra en la autopista M9, al norte de la salida 9, M9/M80 en Pirnhall Interchange. El proceso de demolición y construcción del nuevo puente duró 3 noches y tuvo un coste superior a 1 millón de euros.
El objetivo del diseño y fabricación del hormigón es obtener una mezcla que posea un mínimo de determinadas propiedades, tanto en estado fresco como en estado endurecido, al menor costo de producción posible. Es muy importante conseguir la mezcla óptima con las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento y agua. Sin embargo, no existe una mezcla óptima válida para todos los casos. Para establecer la dosificación adecuada en cada caso, deben considerarse la resistencia mecánica, los factores asociados a la fabricación y a la puesta en obra, así como el tipo de ambiente al que estará sometido.
Las materias primas, tras someterse a los controles de calidad pertinentes, se almacenan en silos y tolvas especialmente diseñados. La dosificación de estas materias primas se realiza automáticamente. La unidad central transmite las órdenes a los sistemas de pesaje, que dosifican el material en las proporciones adecuadas según su aplicación. Esto permite garantizar la homogeneidad entre los distintos pedidos de hormigón suministrados. Una vez determinada la dosificación más adecuada, en la planta de hormigón hay que medir los componentes: el agua en volumen, mientras que el cemento y los áridos se miden en peso.
El amasado del hormigón puede realizarse con amasadoras fijas o móviles. Este amasado se podrá realizar de alguna de las siguientes maneras: totalmente en amasadora fija, iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil o bien iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil antes de su transporte.
El proceso de fabricación de hormigón en una central puede ser de dos tipos:
Fabricación en amasadora. En esta modalidad, las materias primas que constituyen el hormigón se pesan en seco en básculas y se introducen en la amasadora, donde se mezclan con el agua y se homogeneiza la pasta. A continuación, se vierte en el camión hormigonera que se encargará de transportarlo hasta la obra.
Dosificación en planta y mezcla en camión hormigonera. En este caso, las materias primas se pesan y se vierten directamente en la cuba del camión hormigonera, que mezcla los componentes, homogeneiza la masa y la transporta hasta la obra.
Según el proceso empleado, las materias primas se introducen en la amasadora o en el camión hormigonera y se mezclan y homogeneizan mediante el movimiento giratorio de las aspas de la amasadora o de la cuba del camión. El mezclado debe realizarse de manera que se garantice la homogeneidad del hormigón. Se recomienda el uso de hormigoneras para obras pequeñas y la contratación de una planta de fabricación de hormigón para obras medianas y grandes. Si se realiza manualmente, hay que extremar las precauciones durante su elaboración. El agua debe dosificarse por volumen, y el cemento y los áridos, por peso. Para el transporte hasta el lugar de empleo se emplean medios que no alteren la calidad del material ni provoquen una variación sensible en sus características recién amasadas. El tiempo transcurrido desde el amasado no debe superar la hora y media.
Para aclarar algunos de estos aspectos, os dejo un vídeo del profesor Antonio Garrido sobre la fabricación de hormigón. Ha sido realizado por el servicio Polimedia de la Universidad Politécnica de Cartagena. Espero que os guste.
Os dejo también otros vídeos sobre el tema:
Referencias:
ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.
BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.
CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.
FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.
GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.
TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.
YEPES, V. (2026). Fabricación y puesta en obra del hormigón. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 452 pp. Ref. 441. ISBN: 978-84-1396-418-8
La trituradora de impacto es una máquina que aprovecha la energía de un impacto o golpe para romper el material. En general, estas máquinas proporcionan curvas mejor graduadas que las de las machacadoras de mandíbulas, así como un buen factor de forma. No son adecuadas para material abrasivo, salvo que este sea muy blando, ni para materiales duros, salvo que tengan una textura estratificada.
Existen dos tipos fundamentales de machacadoras de impacto: las de barras de choque y las de martillo. En las primeras, el elemento percutor es una barra alargada, fija y paralela al rotor, de sección rectangular. En las segundas, el elemento de percusión es una colección de martillos dispuestos a lo largo de varios ejes en la periferia del rotor.
Aunque son varios los modelos existentes, básicamente estas trituradoras constan de una carcasa más o menos cúbica y una cámara de trituración, que se ve cruzada por un eje que se apoya en rodamientos en dos caras laterales opuestas. Alrededor del eje se encuentra el rotor, donde se alojan los elementos de percusión, que golpean y lanzan el material dentro de la cámara de impacto contra las placas de choque, situadas en la cara superior y frontal.
La boca de entrada se sitúa en la parte superior, en un lateral, a unos 45° respecto de la vertical, y la boca de salida se encuentra en la parte inferior. Las placas de choque, de acero al manganeso, se desgastan de forma desigual, por lo que se diseñan simétricas para invertirlas y aprovecharlas mejor. Suelen ser dentadas para facilitar la fractura del material.
Suelen abrirse las máquinas a un plano horizontal, a la altura de los soportes de los rodamientos del eje. En los laterales de la carcasa se sitúan puertas de registro para la inspección y el mantenimiento.
Trituradora de impacto de eje vertical. https://www.sotecma.es/equipos-trituracion-molienda/trituradora-impactos/
La trituradora de martillo permite un mayor número de impactos por unidad de tiempo sobre la piedra que el triturador de barras, ya que, al haber varios martillos en línea, cada uno puede golpear la misma piedra de forma independiente en cada revolución. Estos martillos giran libremente sobre su eje incrustado en el rotor. El esfuerzo de percusión se limita por la velocidad del rotor y la masa del martillo. Se caracterizan por una capacidad de reducción muy alta, entre 20 y 30.
Os paso a continuación varios vídeos explicativos de estas máquinas. Espero que os gusten.
Referencias:
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.
En la entrada de hoy vamos a dar recomendaciones para el trabajo con tractores sobre cadenas, también llamados buldóceres (bulldozers, en inglés). En español también se conocen como explanadoras o topadoras. La operación de las máquinas es un tema de gran trascendencia tanto económica como de seguridad. Una mala operación acarrea no solo pérdidas de producción y el encarecimiento de las unidades de obra, sino que, en muchas ocasiones, representa un maltrato a las máquinas y un problema grave de seguridad para las personas.
