Sistemas de navegación en la Perforación Horizontal Dirigida (PHD)

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El desarrollo de la tecnología PHD se ha basado fundamentalmente en las innovaciones realizadas en los sistemas de navegación y seguimiento de la perforación. La navegación permite conocer con precisión la localización de la punta de perforación. Para controlar la dirección y profundidad de la cabeza, se le coloca en su interior o junto a ella una sonda que emite señales que se recogen en superficie. Este sistema vía radio se denomina “Walk-over”, que incluso es capaz de capturar las señales sin acceso directo sobre el transmisor; es un sistema muy utilizado en la PHD, sobre todo en trabajos pequeños y medianos.

Sin embargo, a veces resulta complicado seguir en superficie al transmisor, como por ejemplo en un río; en estos casos se puede utilizar un cable conectado a la cabeza para el guiado, sería el sistema de cable “Wire-line”, utilizado también cuando se requiere una mayor precisión. Existe asimismo la posibilidad de anular el efecto de campos magnéticos y eléctricos cuando se atraviesan elementos que interfieren las señales. Otros sistemas, denominados “Gyro compass”, utilizan la magnetometría para la localización; estos giroscopios trabajan independientemente del campo magnético terrestre y por tanto determinan de forma precisa la dirección del eje de perforación. Li (2013) explica la monitorización de una tubería de gas durante su ejecución.

Todos estos sistemas de navegación se encuentran asistidos por ordenador para el correcto control de la dirección. La tabla resume los diferentes procedimientos de navegación con detalles de los campos de utilización (IbSTT, 2013).

Tabla. Diferentes procedimientos de navegación de PHD (IbSTT, 2013).
Tabla. Diferentes procedimientos de navegación de PHD (IbSTT, 2013).

Os dejo un vídeo explicativo que espero os sea de interés.

Referencias:

  • IbSTT Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja (2013). Manual de Tecnologías Sin Zanja.
  • Li, S. (2013). Construction monitoring of a municipal gas pipeline during horizontal directional drilling. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, Volume 4, No. 4, 04013005.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforación horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnologías Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.

 

Fluido de perforación en la Perforación Horizontal Dirigida (PHD)

Fluido de perforación. Imágen de Catalana de Perforacions
Fluido de perforación. Imagen de Catalana de Perforacions

El procedimiento habitual es la perforación asistida con fluidos. En este caso, la cabeza se empuja por una sarta de perforación a través del terreno. El fluido se bombea por el interior de la tubería que forma la sarta de perforación y retorna por el espacio que existe entre la sarta y las paredes de la perforación, con el detritus correspondiente, por lo que debe reciclarse para volver a utilizarse. Hay máquinas autónomas que llevan consigo los tanques de mezcla y las bombas del fluido, aunque en otras son sistemas independientes.

El uso de la perforación con lodos es frecuente, pues además de contener las paredes, permite el transporte del detritus en suspensión al exterior, además de la lubricación y refrigeración de la cabeza de corte. Asimismo, estabilizan la perforación piloto hasta que se inicia su ensanche. Los fluidos de perforación suelen ser mezclas de bentonita y agua, aunque hoy existe una tendencia creciente en el uso de polímeros. Hay que prever en suelos porosos o fracturados una pérdida de fluidos significativa. Cuando se trata de perforar terrenos duros y roca, se pueden utilizar conjuntos de fondo, BHA (bottom hole assembly), que es la parte inferior de la sarta de perforación que se extiende desde un tricono de perforación al varillaje. El BHA se acciona mediante un motor de lodos, que utiliza la potencia hidráulica del fluido de perforación.

Central de tratamiento de lodos. Imagen de Catalana de Perforacions
Central de tratamiento de lodos. Imagen de Catalana de Perforacions

En el vídeo que os dejo a continuación se profundiza en el uso de los lodos como fluido de perforación. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

  • IbSTT Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja (2013). Manual de Tecnologías Sin Zanja.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforación horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnologías Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.

Planificación de la Perforación Horizontal Dirigida (PHD)

http://www.treltec.com/
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Al igual que ocurre con cualquier procedimiento constructivo, la PHD tiene sus etapas de planificación, ejecución y control (Pellicer et al., 2014). El proceso de instalación de una tubería o canalización mediante PHD comienza con un estudio previo con el objeto de elegir la mejor máquina y útiles para un caso concreto. Se incluye la topografía de la zona y un estudio geotécnico que determine el tipo de terreno. No menos importante es detectar con precisión los servicios existentes en el subsuelo mediante un georadar e incluso analizar rutas alternativas. A continuación se debe adecuar la zona de trabajo para el emplazamiento de los equipos, tanto en el inicio de la perforación como en la salida. No se debe subestimar la planificación. Por cada día de trabajo de campo debería dedicarse un mínimo de dos días de planificación.

La etapa de estudios previos debería centrarse en dos aspectos que se consideran fundamentales:

1. La naturaleza intrínseca del proceso de construcción que implica:

  • El corte de las formaciones del suelo y su incorporación a los fluidos de perforación
  • El mantenimiento continuo y estable de las paredes de la perforación
  • El transporte del detritus suspendido en la mezcla para permitir la instalación de la tubería

 

2. El trazado de la perforación, que deberá centrarse en el obstáculo a cruzar, considerando especialmente las condiciones geotécnicas e hidrológicas (ver Figura), así como identificar el radio de curvatura de las barras de perforación y los esfuerzos máximos admisibles.

Esquema
Figura. Esquema de perforación PHD. Fuente: Guía Técnica Colombiana GTC 231

Os dejo a continuación un vídeo explicativo que espero sea de vuestro interés.

Referencias:

IbSTT Asociación Ibérica de Tecnología SIN Zanja (2013). Manual de Tecnologías Sin Zanja.

Pellicer, E., Yepes, V., Teixeira, J.C., Moura, H.P., and Catalá, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp.

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

Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforación horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnologías Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.

Costes de explotación en la maquinaria de obras públicas

Portada costes¿Sabíais que hoy día el éxito económico de una obra pasa por la correcta gestión de la maquinaria empleada? La mecanización del trabajo en cualquier obra civil o de edificación es totalmente necesaria desde la perspectiva 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 con mejor calidad. Han permitido abreviar la realización de trabajos que en otros tiempos parecían imposibles y, por consiguiente, han conseguido acelerar 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, las calidades y la seguridad de la obra. Además, determinadas unidades de obra no son factibles sin el uso de la maquinaria, tales como las inyecciones, el pilotaje, los dragados, cimentaciones por aire comprimido, etc. En otros casos, la realización manual de hormigones, compactaciones 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, mayores en obras de carreteras e hidráulicas, son importantísimas en obras portuarias. El índice de inversión en maquinaria, calculado como la relación entre el valor anual de adquisición de maquinaria y la obra total anual, 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 acerca de 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. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

¿Cómo seleccionar un equipo de compactación?

compactador-monocilindro-41153-4514107¿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 sólo las características del compactador, sino también el tipo de suelo, sus características de humedad, 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, está condicionada por multitud de circunstancias y factores, de modo que no es biunívoca la solución adoptada 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 se pueden presentar 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, va a ser determinante la naturaleza del material empleado. El material empleado definirá 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 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 llegar a 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 es 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.

Os paso el siguiente Polimedia para repasar estos conceptos, aunque hay libros e información adicional que podéis consultar fácilmente para ampliar este 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.

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

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

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Las redes de precedencias en la programación de proyectos

Hoy día los programas informáticos nos ayudan en la programación de los proyectos, sobre todos los complejos. Sin embargo, ésto no ha sido siempre así. A veces no hay que olvidar nuestros fundamentos y recordar lo que en su momento estudiamos sobre programación de obras.

Este es un nuevo post que sigue a uno anterior sobre PERT y a otro sobre red de flechas. Aquí vamos a presentar, mediante dos vídeos Polimedia, tanto el propio método de red de precedencias como su cálculo. Espero que os gusten.

Referencias:

PELLICER, E.; YEPES, V. (2007). Gestión de recursos, en Martínez, G.; Pellicer, E. (ed.): Organización y gestión de proyectos y obras. Ed. McGraw-Hill. Madrid, pp. 13-44. ISBN: 978-84-481-5641-1. (link)

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.; PELLICER, E. (2008). Resources Management, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 165-188. ISBN: 83-89780-48-8.

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. Depósito Legal: V-423-2012.

 

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¿Cómo aumentar la productividad a través de la medición del trabajo?

El estudio del trabajo es un término utilizado para compendiar las técnicas que se utilizan para examinar las tareas humanas en todos sus contextos y que llevan sistemáticamente a investigar todos los factores que influyen en la eficiencia y economía de la situación estudiada con el fin de efectuar mejoras. Consta de dos técnicas relacionadas entre sí. La primera, el estudio de métodos, se ocupa del modo de hacer un trabajo; la segunda, la medición del trabajo, tiene como meta averiguar cuánto tiempo se requiere para ejecutarlo.

La medición del trabajo se define como la aplicación de técnicas diseñadas para establecer el tiempo que tardará un trabajador calificado en realizar un trabajo específico efectuándolo según un método preestablecido. El trabajador calificado no debe confundirse con el trabajador representativo de un grupo. El primero es aquel de quien se reconoce que tiene las aptitudes físicas necesarias, que posee la inteligencia y la instrucción requeridas y que ha adquirido la destreza y conocimientos necesarios para efectuar el trabajo en curso según normas satisfactorias de seguridad, cantidad y calidad.

El primer objetivo de la medida del trabajo es la determinación de los tiempos improductivos y sus causas, eliminándolas mediante su análisis. Igualmente se emplea como auxiliar del estudio de métodos para eliminar o disminuir el tiempo de trabajo. Para establecer la medida del trabajo de un recurso se siguen las siguientes fases:

  • Descomposición del tiempo de trabajo en elementos.
  • Medida del tiempo de los elementos con estimación simultánea del factor de velocidad y precisión (actividad).
  • Cálculo del tiempo normal de cada elemento o nivelación.
  • Cálculo del coeficiente de mayoración de cada elemento.
  • Obtención del ciclo de cada recurso.
  • Cálculo de la saturación de cada recurso en el equipo.

 

Para aclarar y ampliar estos conceptos, os dejo un Polimedia que espero sea de vuestro interés.

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. (2008). Productivity and Performance, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 87-101. ISBN: 83-89780-48-8.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

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Vídeo explicativo del blog de Víctor Yepes

En esta entrada os dejo un vídeo de unos 4 minutos donde explico brevemente qué podéis encontrar en mi blog (http://victoryepes.blogs.upv.es/). Como podéis ver, este blog se encuentra bajo el paraguas institucional de la Universitat Politècnica de València. Espero que os interese. Al menos, el esfuerzo en mantenerlo vivo y actual espero que valga la pena.

El papel de los clientes en las empresas

Seguimos aquí con una entrada dedicada a la calidad. En este caso vamos a dedicar unos minutos a los clientes de una empresa, tanto internos como externos. Va a resultar clave el establecer las expectativas de nuestros clientes y determinar las estrategias para dar cumplimiento a estas expectativas. Espero que el vídeo divulgativo que os dejo sea de vuestro interés.

 

Muros de gaviones

Muro de gaviones. Imagen: V. Yepes

Los gaviones consisten en un recipiente de forma prismática rectangular, relleno de material granular de distintos tamaños, de enrejado metálico de malla hexagonal, que puede ser de triple torsión o electrosoldada dependiendo de las características de la obra. Estas estructuras, con forma cilíndrica, se utilizaron por primera vez en 1893 por la empresa Maccaferri para el cerramiento de la rotura de un embalse en el río Reno, en la ciudad de Bolonia.

Son muros que presentan una elevada resistencia, puesto que al ser totalmente permeables alivian las tensiones que se acumulan en el trasdós de los muros tradicionales. Asimismo debido a su gran flexibilidad, soportan movimientos y asientos diferenciales sin pérdida de eficiencia. Además, son muros que se construyen de forma sencilla y económica. Sin embargo, hay que tener presente que las mallas de acero galvanizado se corroen en ambientes ácidos, por lo que la falta de control de calidad en los amarres de la malla pueden provocar problemas.

Sin embargo, tal y como podemos ver en la siguiente fotografía del blog de Pablo Nieto, resulta imprescindible evitar el lavado del terreno sobre el que asienta para evitar descalzarlos. Para ello se debería proteger el intradós con un geotextil.

Actividad propuesta:

Tras el visionado de los vídeos que podéis ver a continuación, estaréis en condiciones de responder de forma razonada a las siguientes preguntas:

  1. ¿Cómo se ejecuta un muro de gaviones? Describe y secuencia las fases constructivas.
  2. ¿Necesitan mechinales los muros de gaviones?
  3. ¿Cómo se hace la excavación necesaria para realizar el muro de gavión?
  4. ¿Se pueden utilizar los muros de gaviones en terrenos blandos e inestables, que presenten asentamientos apreciables? Justifica la respuesta.
  5. ¿Qué diferencias existen entre los diques de gaviones y los de mampostería cuando se utilizan como obras de diques de retención en la cuenca de un barranco?

Referencia:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-457-9.

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