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Equipos de elevación y transporte por cable

Por equipos de elevación y transporte por cable se entienden aquellos medios de transporte de personas o de material, o de elevación de cargas, cuyo funcionamiento se basa en la tracción o la suspensión mediante uno o varios cables, asociados a una cabina, barquilla, vagoneta o carretón. Esta disposición permite establecer conexiones rápidas entre dos puntos que resultarían difíciles de comunicar mediante otros sistemas, o bien izar y desplazar cargas dentro de una misma zona de trabajo. Dentro de esta familia, la distinción fundamental radica en la disposición del vehículo, en la configuración del trazado y en la función que desempeña el sistema. Cuando el sistema es aéreo y transporta entre dos puntos se denomina teleférico; cuando el vehículo circula sobre una vía o guía en pendiente, se trata de un funicular; cuando la carga o los viajeros se transportan en una barquilla o vagoneta suspendida de un carro que se desplaza sobre una estructura fija para salvar un obstáculo, se habla de puente transbordador o puente colgante transbordador; y cuando el cable no sirve para trasladar entre dos puntos extremos, sino para izar y desplazar lateralmente cargas dentro de un vano de trabajo, de forma análoga a una grúa, se habla de blondín o cable-grúa.

El funicular es, por tanto, un ferrocarril de fuerte pendiente en el que los vehículos se desplazan sobre raíles y son arrastrados por un cable. En numerosos casos, dos vehículos actúan de forma coordinada, de modo que el descenso de uno contribuye al ascenso del otro mediante un contrapeso parcial o total. Esta solución resulta particularmente adecuada para pendientes pronunciadas, recorridos relativamente cortos y situaciones en las que se requiere un guiado firme sobre una plataforma estable.

Ascensor El Peral, tipo funicular, año 1902, Valparaíso (Chile). https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ascensor_El_Peral,_tipo_funicular,_a%C3%B1o_1902,_Valpara%C3%ADso,_Chile.jpg

El teleférico, en cambio, es un sistema de transporte aéreo. Sus cabinas permanecen suspendidas del cable y se desplazan sin apoyo continuo sobre el terreno, lo que les permite franquear grandes desniveles, barrancos, valles o áreas de difícil acceso. Su aplicación es especialmente frecuente en estaciones de montaña o de esquí, así como en emplazamientos donde la ejecución de una infraestructura continua sobre el terreno resultaría costosa, compleja o poco viable.

Teleférico de Benalmádena (Málaga). Por Werner Wilmes – https://www.flickr.com/photos/wewi-creative/52344570581/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=123382364

El puente transbordador representa una tipología singular dentro del transporte por cable. Su barquilla, destinada al transporte de viajeros, vehículos o mercancías, queda suspendida de un carro que se desplaza a lo largo de una estructura superior fija, generalmente una cercha o armadura, lo que permite el cruce de rías, canales o cursos de agua sin necesidad de un tablero continuo a cota de paso. Se trata, por tanto, de recorridos cortos y esencialmente transversales, en los que la infraestructura superior asume la función resistente principal y el sistema de cable permite el traslado puntual entre ambas márgenes.

Puente de Vizcaya (1893), el primer puente transbordador del mundo, todavía está en uso. Por Javier Mediavilla Ezquibela, Wikipedia.

El blondín, por su parte, también denominado cable-grúa, grúa funicular o andarivel, no se emplea para trasladar cargas entre dos puntos fijos, sino para izar, desplazar lateralmente y depositar cargas dentro de la zona de trabajo de una obra, de forma conceptualmente análoga a un puente grúa en el que la viga rígida se sustituye por un cable portante. Su carretón se desliza sobre dicho cable, tendido entre dos mástiles o torres, mientras un cable tractor lo desplaza horizontalmente y un cable elevador gobierna la carga en sentido vertical. Esta solución resulta especialmente adecuada para la construcción de grandes presas, puentes de gran luz y obras situadas en valles profundos, donde es necesario manipular con precisión cargas pesadas sin recurrir a una infraestructura de transporte continua.

Blondín. Presa Ibiur, Baliarrain, España. http://www.ulmaconstruction.es

Esta diferencia constructiva también explica sus ámbitos de aplicación. El transporte de personas se emplea habitualmente en estaciones de montaña, áreas turísticas y en accesos a lugares aislados; el transporte de material se utiliza con frecuencia en minería, obras públicas e industria pesada, donde resulta necesario desplazar cargas entre puntos separados por obstáculos topográficos. Del mismo modo, los puentes transbordadores se desarrollaron históricamente para resolver cruces sobre rías o canales cuando la construcción de un puente convencional a nivel resultaba inviable, interfería con la navegación o exigía soluciones estructurales más complejas. Los equipos de elevación, como el blondín, se reservan, en cambio, para obras de ingeniería civil de gran volumen —presas, puentes de gran luz, astilleros—, en las que lo determinante no es trasladar cargas entre dos puntos, sino manipular con precisión cargas pesadas dentro de un mismo emplazamiento.

Desde el punto de vista técnico, el funicular, el teleférico, el puente transbordador y el blondín no deben confundirse, aunque los cuatro pertenecen al ámbito de los equipos de elevación y de transporte por cable. El funicular funciona como un sistema guiado sobre vía, con vehículos que apoyan en tierra y son traccionados por un cable. El teleférico opera como un sistema suspendido, con cabinas que cuelgan del cable y recorren el trayecto en el aire. El puente transbordador, por su parte, combina la suspensión de la barquilla respecto de una estructura superior fija con un desplazamiento lateral controlado mediante un cable. El blondín, por último, no transporta cargas entre dos puntos fijos, sino que eleva y posiciona cargas dentro de un vano de trabajo, de forma análoga a una grúa. Esa diferencia básica condiciona la obra civil, la explotación, la seguridad y la adaptación al terreno y obliga a considerar cada tipología conforme a sus propias exigencias técnicas y funcionales.

En esta tabla se resumen las diferencias fundamentales entre estos equipos.

Equipo	Disposición del vehículo	Configuración del trazado	Función principal	Modo de funcionamiento	Aplicaciones habituales
Funicular	Vehículos apoyados sobre raíles y traccionados por un cable.	Vía o guía en fuerte pendiente.	Transporte de personas o de material entre dos puntos.	Los vehículos circulan sobre raíles; con frecuencia dos vehículos trabajan coordinadamente, de modo que el descenso de uno contribuye al ascenso del otro mediante un contrapeso parcial o total.	Pendientes pronunciadas, recorridos cortos y situaciones que requieren un guiado firme sobre una plataforma estable.
Teleférico	Cabinas suspendidas del cable, sin apoyo continuo sobre el terreno.	Trazado aéreo entre dos puntos.	Transporte de personas o material.	Las cabinas permanecen suspendidas y se desplazan por el aire, lo que permite salvar grandes desniveles y obstáculos.	Estaciones de montaña o de esquí, áreas turísticas, accesos a lugares aislados y emplazamientos donde una infraestructura continua sobre el terreno resulta costosa o inviable.
Puente transbordador (o puente colgante transbordador)	Barquilla suspendida de un carro que se desplaza sobre una estructura superior fija.	Recorrido corto y transversal para salvar un obstáculo (rías, canales o cursos de agua).	Transporte de viajeros, vehículos o mercancías entre dos márgenes.	El carro se desplaza sobre una estructura superior fija (generalmente una cercha o armadura) y el cable permite el traslado puntual de la barquilla.	Cruces sobre rías, canales o cursos de agua cuando un puente convencional resulta inviable, interfiere con la navegación o exige soluciones estructurales más complejas.
Blondín (cable-grúa, grúa funicular o andarivel)	Carretón que se desliza sobre un cable portante, con cable tractor y cable elevador para mover la carga.	Vano de trabajo entre dos mástiles o torres; no constituye un recorrido entre dos puntos extremos.	Izado, desplazamiento lateral y posicionamiento de cargas en una zona de trabajo.	El carretón se desplaza horizontalmente sobre el cable portante mediante un cable tractor, mientras que un cable elevador gobierna el movimiento vertical de la carga.	Construcción de grandes presas, puentes de gran luz, obras en valles profundos, astilleros y otras grandes obras de ingeniería civil en las que se requiere manipular con precisión cargas pesadas.

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.

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

Reflexiones sobre la docencia de la asignatura de Procedimientos de Construcción

Aún está fresca la tinta del último libro que acabo de publicar. Como he señalado en otras ocasiones, mi mayor aspiración es culminar una «Enciclopedia de la ingeniería de la construcción» antes de jubilarme. Es un proyecto de enorme envergadura que, en los tiempos que corren, puede parecer incluso una rareza, pues el actual sistema de evaluación del profesorado universitario concede escaso reconocimiento a este tipo de obras, privilegiando casi exclusivamente los artículos científicos. Aun así, inspirado por el legado de los grandes catedráticos que han marcado el rumbo de nuestra profesión, continúo dedicando, con la humildad de quien sabe que siempre queda mucho por aprender, una parte esencial de mi tiempo a este ilusionante desafío.

En este caso, se trata de un Manual de Referencia (revisado por el sistema doble ciego) de la Universitat Politècnica de València. Se trata de un libro de 452 páginas, con 214 ilustraciones y 200 preguntas de autoevaluación, titulado «Fabricación y puesta en obra del hormigón». Su referencia es el número 441 y, si os interesa, lo podéis conseguir en este enlace: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/control/product?product_id=441-5-1

Sin embargo, no me he podido resistir a compartir el prólogo que he escrito para este libro y que, además de presentarlo, sirve como reflexión sobre la docencia de la asignatura «Procedimientos de Construcción», actualmente impartida en los grados de ingeniería civil y de ingeniería de obras públicas de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Valencia.

Prólogo

La docencia de una asignatura como Procedimientos de Construcción conlleva una dificultad singular: no se trata solo de explicar conceptos, sino de enseñar cómo se ejecutan realmente las obras, lo que implica abordar no solo las fases constructivas, sino también aspectos esenciales como el conocimiento de la maquinaria y los medios auxiliares, la seguridad y salud, el impacto ambiental y, sobre todo, los fundamentos técnicos necesarios —geotecnia, resistencia de materiales, mecánica, cálculo de estructuras, gestión empresarial, planificación y economía— que permiten seleccionar el proceso constructivo más adecuado para cada caso.

Además, todo ello debe transmitirse a estudiantes cuya experiencia directa en obra es, en la mayoría de los casos, escasa o inexistente. Entonces surge una pregunta inevitable: ¿cómo llevar la obra al aula?

Es evidente que nada sustituye a la experiencia directa. Las visitas a obras y las prácticas en empresa resultan imprescindibles para la formación del futuro profesional. Sin embargo, aun siendo necesarias, no son suficientes para adquirir las competencias y la visión global que exige el ejercicio de la ingeniería.

La dificultad aumenta cuando estas asignaturas se imparten en los primeros cursos del grado. En planes de estudio anteriores, Procedimientos Generales de Construcción y Organización de Obras se cursaba en los últimos años, incluso en paralelo con la asignatura de Proyectos. Esto permitía al estudiante integrar los conocimientos adquiridos y comprender con mayor profundidad la lógica constructiva. Pero independientemente del momento en que se imparta, el reto de acercar la realidad de la obra al estudiante sigue siendo el mismo.

Recuerdo cuando cursé esta asignatura en el cuarto curso de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, en 1986. El profesor D. Hermelando Corbí Abad utilizaba entonces todos los recursos disponibles: proyector de opacos, fotografías que circulaban de mano en mano, catálogos de maquinaria y de empresas y, sobre todo, mucha pizarra. Tomábamos apuntes con esmero y disponíamos de textos mecanografiados que nos servían de guía. Las clases se complementaban con numerosas visitas a obras y excursiones técnicas que no solo ampliaban nuestros conocimientos, sino que también fortalecían el compañerismo y alimentaban nuestra vocación por esta apasionante profesión.

Cuando en 1994 comencé a impartir la asignatura, ya como profesor asociado y tras varios años de experiencia en los sectores público y privado, recurrí a los medios que entonces estaban a nuestro alcance: vídeos en VHS, transparencias, fotografías y catálogos. Las visitas a obra seguían siendo un pilar fundamental. No obstante, el problema persistía. Las técnicas constructivas evolucionaban con rapidez y la maquinaria y los medios auxiliares cambiaban a un ritmo que resultaba difícil de seguir con los recursos disponibles.

La llegada de los ordenadores personales, las presentaciones digitales y, sobre todo, de internet y de la inteligencia artificial supusieron un punto de inflexión. Con el cambio de milenio, la información comenzó a multiplicarse exponencialmente. Las fotografías, los vídeos y los documentos se acumulaban en el disco duro sin un orden claro. Era necesario estructurar y sistematizar todo el material.

El 5 de marzo de 2012 inicié una bitácora digital con el propósito de organizar esa información dispersa. Así nació el «Blog de Víctor Yepes», concebido inicialmente como una herramienta personal de organización y que pronto se convirtió en un recurso abierto para estudiantes y profesionales. La posibilidad de estructurar contenidos en entradas, incorporar material gráfico, enlazar documentos y facilitar el acceso permanente a la información transformó por completo mi forma de enseñar. Los estudiantes podían no solo repasar lo explicado en clase, sino también profundizar y ampliar sus conocimientos de forma autónoma. Con el tiempo, el blog se ha ampliado hasta convertirse en un repositorio dinámico y extenso de contenidos sobre la construcción, con más de 2400 artículos dedicados a la ingeniería de la construcción.

El siguiente paso fue natural: depurar, revisar y sistematizar ese material para convertirlo en textos docentes estructurados. Así surgieron los Manuales de Referencia, editados por la Universitat Politècnica de València, entre los cuales se enmarca la presente obra.

Este libro es fruto de un esfuerzo de recopilación, ordenación y actualización del conocimiento, con el objetivo de ofrecer un recurso integral y actualizado tanto para estudiantes como para profesionales. Cada generación de docentes tiene la responsabilidad de renovar y mantener actualizados los contenidos de sus asignaturas, incorporando los avances técnicos y normativos. Las leyes y reglamentaciones que afectan a las estructuras y medios auxiliares evolucionan con el tiempo, por lo que en estas páginas se han destacado especialmente los principios fundamentales, aquellos que permanecen más allá de los cambios coyunturales.

La fabricación y la puesta en obra del hormigón constituyen una fase decisiva en el proceso constructivo, pues de ellas depende que las prestaciones previstas en el proyecto se materialicen correctamente en la obra. A diferencia de las asignaturas de materiales, centradas en la caracterización y las propiedades del hormigón, o de las de cálculo de estructuras, orientadas a su dimensionamiento, este ámbito se ocupa de los procesos reales de dosificación, transporte, vertido, compactación, curado y control. En definitiva, es el puente entre la teoría y la realidad física que garantiza la durabilidad, la seguridad y la calidad final de la estructura.

La naturaleza práctica de esta obra responde a la necesidad de cubrir un vacío editorial. Aunque existen excelentes textos sobre geotecnia, resistencia de materiales, cálculo de estructuras o hidráulica, son escasas las publicaciones que abordan con suficiente profundidad y actualidad los procedimientos constructivos, la maquinaria y los medios auxiliares que hacen posible materializar los proyectos.

Una de las mayores dificultades a la hora de elaborar este libro ha sido la recopilación y selección del material gráfico, indispensable para comprender adecuadamente los elementos descritos. En el ámbito de la construcción, la imagen no es un simple complemento, sino una herramienta fundamental para el aprendizaje.

El libro está organizado en capítulos que abordan de forma sistemática la fabricación del hormigón, incluidos sus procesos y la maquinaria empleada, su transporte y vertido en obra, las operaciones de compactación y curado, así como las técnicas de reparación. También se dedica un apartado específico a los hormigones especiales y un capítulo final a los pavimentos de hormigón empleados en carreteras. La obra se completa con referencias bibliográficas y una serie de preguntas tipo test, con respuestas incluidas, para que el lector pueda evaluar su comprensión. Un índice temático final facilita la localización rápida de los contenidos.

El reto de esta obra ha consistido en integrar información dispersa, combinar técnicas tradicionales con otras plenamente actuales y describir maquinaria que, año tras año, deja obsoletos los modelos anteriores. Es posible, e incluso deseable, que dentro de algunos años parte de lo aquí expuesto se convierta en testimonio de una etapa superada por la robotización, la inteligencia artificial, los gemelos digitales y otras tecnologías emergentes que transformarán profundamente nuestra forma de concebir y ejecutar las obras.

Aunque se ha realizado una revisión minuciosa del manuscrito, es posible que persista alguna errata propia de una primera edición. Asumo la responsabilidad por cualquier error u omisión y agradezco de antemano las sugerencias que contribuyan a mejorar futuras ediciones.

A partir de este momento, el libro deja de pertenecer a su autor y pasa a ser del lector. Espero que estas páginas sirvan de ayuda a estudiantes y profesionales en su acercamiento al apasionante mundo de la construcción y, en particular, al desafío diario que supone la fabricación y la puesta en obra del hormigón para hacer realidad cada proyecto.

Valencia, mayo de 2026.

Referencia:

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

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

Grúas torre de pluma basculante

Grúa POTAIN de un solo vano y pluma abatible.

Las grúas torre de pluma basculante o abatible se caracterizan por disponer de una pluma que puede pasar de una posición horizontal a otra prácticamente vertical. Gracias a este sistema, el alcance se regula variando la inclinación de la pluma, sin necesidad de un carro de traslación que distribuya la carga. Se definen como grúas de pluma orientable, con el soporte giratorio de la pluma montado en la parte superior de una torre vertical. En estas grúas, la distribución de la carga se consigue variando el ángulo de la pluma, a diferencia de otras configuraciones de grúa torre.

Su principal ventaja es que, en posición elevada, la pluma no sobrevuela zonas ajenas a la obra, como viviendas, centros educativos u otros edificios cercanos. Por ello, son una solución especialmente adecuada en entornos urbanos densos, en obras sometidas a restricciones de servidumbre aérea o en emplazamientos donde no se permite que la pluma sobrevoce las parcelas colindantes. Esta característica las hace frecuentes en actuaciones de rehabilitación y en obras interiores de manzana. También resultan habituales en solares cuya geometría o cuyos accesos están muy condicionados.

Desde el punto de vista operativo, estas grúas exigen sistemas de control más complejos que los de las grúas torre convencionales de pluma horizontal. La razón es que deben coordinar simultáneamente el izado y el abatimiento de la pluma. Esa coordinación es necesaria para mantener la estabilidad del conjunto y evitar oscilaciones peligrosas de la carga durante las maniobras. Además, el diagrama de cargas depende de la inclinación de la pluma y de la configuración concreta de montaje, por lo que el operador debe trabajar siempre dentro de los límites establecidos por el fabricante.

Características de grúas con flecha inclinable POTAIN modelos MR.

Su diseño, instalación y utilización quedan sometidos a la normativa aplicable a las grúas torre, tanto para obras como para otras aplicaciones, que exige documentación técnica, proyecto de instalación, inspecciones previas y posteriores al montaje y revisiones periódicas durante el servicio. La aplicación de la normativa vigente en materia de seguridad resulta especialmente relevante para el control de la estabilidad y la evaluación de cargas. También resulta relevante para los dispositivos de seguridad que incorpora la grúa.

En conjunto, las grúas torre de pluma basculante combinan una elevada adaptabilidad a espacios restringidos con una gran capacidad para evitar interferencias fuera de la obra, aunque, a cambio, requieren una explotación más cuidadosa, una supervisión técnica rigurosa y una planificación precisa de las maniobras.

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.

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

Claves para el dimensionamiento y optimización de grupos electrógenos en obra.

En el ecosistema de una obra, el grupo electrógeno, es a menudo el corazón invisible que mantiene el ritmo de la producción. Sin embargo, su presencia suele darse por sentada hasta que ocurre un fallo. Ya sea en proyectos remotos, donde la infraestructura pública es inexistente, en trazados lineales como túneles y carreteras, o en las fases iniciales de la edificación, la dependencia de estos equipos es total. Cuando la red falla o no puede cubrir los picos de demanda de la maquinaria pesada, la continuidad del proyecto depende de estas máquinas.

Aunque a primera vista puedan parecer simples cajas ruidosas compuestas por un motor térmico y un alternador síncrono, los generadores esconden una compleja ciencia de optimización técnica y económica. Una gestión energética deficiente no solo implica un mayor consumo de combustible, sino que también puede comprometer la rentabilidad debido a averías prematuras y paradas no planificadas. Como ingeniero, he comprobado cómo un error de cálculo en el cuadro de control puede arruinar un presupuesto. Por ello, a continuación se exponen cinco lecciones para convertir la generación autónoma en una ventaja estratégica.

A continuación se revisan los criterios técnicos para la selección de equipos en función de la potencia nominal requerida, y se incluye la consideración de los picos de arranque y de factores ambientales como la altitud y la temperatura. Se recomienda el uso de sistemas en paralelo para garantizar la redundancia y facilitar el mantenimiento mediante la estandarización de los componentes. Asimismo, se advierte sobre los riesgos mecánicos del subdimensionamiento y del funcionamiento a baja carga, también conocido como «wet stacking».

El peligro de la «fuerza excesiva»: por qué un generador demasiado grande es un error costoso.

Existe la creencia errónea de que alquilar más potencia garantiza la seguridad. En realidad, el sobredimensionamiento es uno de los errores más perjudiciales. Para generar una frecuencia de 50 Hz, el motor debe mantener una velocidad constante de 1500 rpm. Si el equipo opera habitualmente por debajo del 30 % de su capacidad nominal, la temperatura interna de los cilindros no alcanza el nivel necesario para una combustión eficiente.

Este régimen de baja carga provoca el fenómeno técnico conocido como «wet stacking».

«La combustión es incompleta, ya que la temperatura interior de los cilindros no alcanza el nivel necesario para quemar todo el combustible inyectado. Esto provoca la acumulación de residuos de hidrocarburos no quemados en el sistema de escape, así como la vitrificación de las paredes de los cilindros y la obstrucción de los inyectores y las válvulas. Este fenómeno conduce a averías frecuentes».

Para los responsables del mantenimiento, la solución de ingeniería es clara: si la operación a baja carga es inevitable, deben realizarse ciclos periódicos de carga elevada para limpiar los depósitos acumulados y preservar la integridad del motor.

La regla de oro de la redundancia: mejor muchos pequeños que uno grande.

Desde el punto de vista de la fiabilidad, es más ventajoso utilizar una batería de generadores en paralelo que una única unidad de mayor capacidad. Esta configuración modular requiere sistemas de sincronización de tensión y frecuencia gestionados por un cuadro de sincronismo, pero ofrece una redundancia crítica: si un equipo falla, los demás equipos mantienen activos los servicios esenciales (bombas de achique o iluminación de seguridad).

Un diseño experto debe seguir dos pautas adicionales:

La reserva del 15 %: la capacidad total de los grupos debe cubrir la demanda total, manteniendo siempre una reserva de potencia de al menos el 15 % para absorber picos imprevistos.
Gestión de carga activa: esta configuración permite desconectar unidades excedentes durante periodos de baja actividad, de modo que las unidades restantes operen en sus rangos de carga más eficientes y seguros.

Es fundamental estandarizar la marca y el modelo para simplificar la logística de repuestos (filtros, inyectores y correas) y unificar los protocolos del personal técnico.

El «salto de corriente» que nadie planea: el desafío del arranque.

Un error común es dimensionar únicamente en función de la potencia nominal. Los motores eléctricos de grúas o de bombas presentan un comportamiento transitorio crítico. En los motores con arranque directo, la demanda de corriente puede ser de tres a siete veces la corriente nominal durante unos segundos.

Si el alternador no tiene suficiente capacidad de respuesta transitoria, se producirá una caída de tensión que puede dañar el motor diésel. Como ingenieros, mitigamos este problema sin sobredimensionar masivamente el equipo mediante el uso de arrancadores suaves o variadores de frecuencia, que «suavizan» esa curva de demanda y protegen la estabilidad de toda la red de la obra.

El «impuesto» de la naturaleza: la reducción de la potencia debida al calor y a la altitud.

La potencia de placa es una cifra teórica que el entorno suele penalizar mediante factores de reducción de potencia (derating).

Calor: el aire caliente es menos denso, lo que empeora la combustión y la refrigeración. La penalización estándar es del 3 % por cada 5 °C que se superen los 40 °C de referencia.
Altitud: a mayor altura, menos oxígeno. Un motor de aspiración natural pierde un 3,5 % de potencia cada 300 metros. No obstante, la ingeniería ofrece una solución: los motores sobrealimentados con turbocompresor resisten mucho mejor este efecto que los de aspiración natural.

En obras situadas a más de 2000 metros de altitud, la pérdida puede aumentar un 4 % por cada 300 metros adicionales, lo que explica por qué un equipo que brilla en la costa puede fracasar estrepitosamente en un proyecto de montaña.

Gasolina vs. diésel: una cuestión de escala y eficiencia.

La elección del combustible depende del par motor y de la robustez. La gasolina se reserva para grupos portátiles ligeros (de 0,5 a 10 kVA). Para el estándar industrial de hasta 2000 kVA, el diésel es el más eficiente.

Sin embargo, hay un factor económico que pocos consideran: el salto de 200 kVA. Al superar este umbral, el coste de adquisición y mantenimiento aumenta significativamente, ya que los equipos empiezan a incorporar sistemas de control avanzados, cuadros de sincronización y componentes de alta gama necesarios para gestionar dichas potencias. Independientemente del tamaño, en entornos polvorientos es fundamental mantener limpios los radiadores de los sistemas de refrigeración líquida para evitar la recirculación de aire caliente.

Conclusión: hacia una gestión energética inteligente.

Dimensionar la energía requiere un estudio preciso con un coeficiente de simultaneidad adecuado (habitualmente, 0,8). Aunque el límite mecánico peligroso es del 30 %, el umbral de rentabilidad económica comienza por encima del 50 % de carga y el «punto dulce» de consumo y rendimiento se sitúa entre el 75 % y el 100 %.

La energía autónoma no es un gasto inevitable, sino una decisión estratégica. Un generador bien dimensionado protege sus activos y garantiza los plazos de entrega.

En su próxima obra, ¿está dimensionando para el éxito o simplemente comprando el equipo más grande que permite el presupuesto?

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre los generadores en obra.

Este vídeo resume bien los conceptos básicos de estos generadores eléctricos.

Construction_Power_Engineering

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.

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

Análisis técnico y comparativo de grúas y derricks.

https://www.liebherr.com/es-int/p/71977-5378441

El presente artículo sintetiza las características fundamentales, las diferencias operativas y las aplicaciones industriales de las grúas convencionales y de las grúas derrick, basándose en la normativa internacional y en las especificaciones técnicas de los fabricantes.

Las grúas derrick se definen como estructuras fijas de gran simplicidad y bajo coste, caracterizadas por un mástil central arriostrado que soporta una pluma. Por otro lado, las grúas se distinguen por integrar el mecanismo de izado como parte fundamental de su estructura y, en general, por ofrecer mayor movilidad.

Los puntos clave identificados son:

Capacidad y alcance: los derricks pueden elevar hasta 200 toneladas y alcanzar 20 metros, aunque estas cifras varían según el diseño y los requisitos de seguridad.
Diferenciación estructural: la presencia de un mástil vertical o torre central es el rasgo distintivo del derrick (que a menudo forma una «V» con la pluma), mientras que en la grúa, la pluma constituye el soporte principal.
Especialización operativa: los derricks sobresalen en instalaciones fijas a largo plazo (como puertos) y en trabajos en azoteas debido a su ligereza, mientras que las grúas modernas dominan en movilidad y en los límites superiores de la carga bruta.
Seguridad: el despliegue de estos equipos exige protocolos rigurosos de evaluación de riesgos diarios y de análisis de peligros en el lugar de trabajo para cumplir con los estándares de la OSHA y la MSHA.

«Un derrick es un aparato que consiste en un mástil o miembro equivalente sostenido en la cabeza por vientos o tirantes, con o sin pluma, para su uso con un mecanismo de elevación y cables de maniobra»

Definición y estructura de la grúa derrick.

La grúa derrick es una máquina fija apreciada por su sencillez y su alta capacidad de carga en relación con su coste. Según la terminología técnica, está compuesta por un mástil o elemento equivalente sujeto por vientos o tirantes.

Componentes principales:

Mástil: elemento vertical fijo a una plataforma o a un zócalo.
Pluma: apoyada en la base, puede girar mediante una rótula o una corona giratoria. Trabaja en conjunto con el mástil en un sistema de gran simplicidad estructural.
Base o zócalo: lugar donde se sitúan el motor, los cabestrantes y los contrapesos.
Sistema de arriostramiento: utiliza tornapuntas o tirantes que suelen formar un tetraedro indeformable. En otros casos, se emplean vientos (cables) o patas rígidas.
Mecanismo de elevación: El izado se realiza mediante cables y poleas y el cabrestante puede estar separado de la estructura principal.

Diferenciación técnica: grúas frente a derricks.

La distinción entre ambos aparatos de elevación está recogida en las regulaciones de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA).

Característica	Grúa (Crane)	Derrick
Definición OSHA	Máquina para elevar, bajar y mover cargas horizontalmente con mecanismo de izado integral.	Aparato con mástil sostenido por vientos o tirantes, usado con un mecanismo de izado y cables.
Estructura principal	La pluma es el soporte principal del sistema de elevación.	Posee un mástil o una torre central en el que se fija la pluma.
Movilidad	Pueden ser fijas o móviles (hidráulicas), lo que permite su reposicionamiento.	Generalmente estacionarias y altamente especializadas.
Configuración visual	Perfil integrado del brazo/pluma con la maquinaria.	Perfil en forma de «V» entre el mástil vertical y la pluma inclinada.

Capacidades operativas y aplicaciones industriales

Tanto las grúas como los derricks son fundamentales en proyectos de infraestructura, en puertos, en la industria petrolera y en la manufactura. No obstante, sus ventajas competitivas varían según el escenario.

Aplicaciones específicas

Instalaciones a largo plazo: los derricks son el estándar para cargas repetitivas y uniformes, como la carga y descarga de buques en puertos.
Operaciones en azoteas: debido a su construcción más ligera, los derricks son preferibles para trabajos en azoteas. Es más seguro y económico que utilizar una grúa de gran tamaño desde el suelo.
Maniobras pesadas y montaje industrial: se emplean derricks, tanto fijos como semimóviles, en entornos portuarios para el izado de cargas de gran tonelaje.

Límites de carga y alcance

Capacidad de carga: se han registrado derricks capaces de elevar hasta 200 toneladas. Sin embargo, las grúas modernas tienden a superar a los derricks en los límites máximos de peso absoluto.
Alcance: de hasta 20 metros, aunque no existen límites universales, ya que dependen del radio de trabajo, del diseño del arriostramiento y de las condiciones de seguridad.

http://gruisacr.com/producto/especial-dr-derrick/

Limitaciones de giro y variantes de diseño.

La geometría del derrick condiciona su radio de acción. El diseño clásico presenta limitaciones que la ingeniería moderna ha resuelto mediante diversas configuraciones.

Limitación de 270°: en configuraciones con soportes rígidos (tirantes), el mástil no puede realizar un giro completo para evitar colisionar con los anclajes.
Solución de giro total (360°):
- Sustitución de soportes rígidos por tres o más cables (vientos) dispuestos en forma de paraguas.
- El diseño de la pluma tiene una altura inferior a la del mástil para permitir el paso libre bajo los cables.
Variantes modernas: existen diseños en los que el mástil no es completamente vertical, lo que permite un movimiento completo. Estas configuraciones de derrick se integran a menudo en grúas sobre orugas o móviles de gran capacidad para potenciar el izado pesado mediante sistemas de lastre de derrick.

Grúa Derrick. https://www.liebherr.com/es-int/gr%C3%BAas-automotrices-y-sobre-orugas/gr%C3%BAas-sobre-orugas/gr%C3%BAas-sobre-orugas-lr/tecnolog%C3%ADa/derrick-y-sistemas-de-lastre-5387347

Seguridad y gestión de riesgos en operaciones de izado

La operación de estos equipos conlleva riesgos significativos que requieren una gestión profesional y el cumplimiento de normativas como las de la OSHA y la MSHA.

Medidas de seguridad imprescindibles

Para garantizar una filosofía de «cero accidentes», se deben realizar los siguientes procedimientos en cada proyecto:

Evaluaciones previas al izado: análisis detallado del trabajo antes de iniciar las maniobras.
Evaluaciones diarias de riesgo: revisión constante de las condiciones del lugar y del equipo.
Análisis de peligros in situ: identificación de obstáculos o de condiciones climáticas adversas.
Auditorías de gestión rutinarias: supervisión de los procesos para asegurar el cumplimiento de los estándares de seguridad.

La experiencia del operador y la comunicación efectiva son las herramientas más importantes para la seguridad, más allá de las especificaciones técnicas del equipo.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien los conceptos fundamentales de esta distinción entre grúas y derricks.

Derrick_Strategic_Blueprint

En este vídeo se distinguen las grúas torre y los derricks.

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.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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

Ventilador de hélice o helicoidal

Ventilador helicoidal. https://www.qdpsfan.com/es/skf-customized-axial-flow-fan986

El ventilador helicoidal consiste en una hélice montada dentro de un anillo o marco de fijación, de modo que la dirección de la corriente de aire sea paralela al eje del ventilador. Se emplea para mover grandes caudales de aire a baja presión estática, especialmente cuando la resistencia del circuito es baja y no existe una red de conductos larga ni compleja.

La acción impulsora del ventilador se acentúa cuanto mayor es el ángulo de ataque de las paletas que forman la hélice, aunque un aumento excesivo del ángulo puede provocar pérdidas aerodinámicas, atascamiento y ruido excesivo; por tanto, el diseño debe buscar un compromiso entre caudal, presión, ruido y rendimiento.

Se utiliza generalmente cuando el aire no se impulsa a través de una canalización y, en muchos casos, el equipo está adosado a la pared. También puede instalarse en conductos cortos o en configuraciones tubulares y es muy habitual en aplicaciones de ventilación general, de extracción localizada y de ventilación auxiliar. Su empleo se vincula especialmente con la ventilación de locales cerrados, talleres, aparcamientos y naves, y es frecuente que estos ventiladores sean reversibles.

Las prestaciones de los ventiladores de hélice están muy influidas por la resistencia al flujo de aire; un pequeño incremento de la presión estática provoca una reducción importante del caudal. La curva característica de presión‑caudal es descendente: al aumentar la presión estática, disminuye el caudal disponible en el punto de trabajo.

Son capaces de manejar grandes volúmenes de aire a presiones estáticas bajas, que rara vez superan los 25 mm.c.a. Como referencia práctica, algunos equipos murales comerciales operan con caudales de varios miles de m³/h y presiones muy modestas; por tanto, la cifra de 25 mm.c.a. es razonable como orden de magnitud para ventiladores de hélice simple, aunque no debe presentarse como un límite universal.

El caudal de aire de un ventilador axial es elevado en relación con su tamaño. Por ejemplo, con hélices de 0,8 m de diámetro se pueden alcanzar caudales del orden de 30 000 m³/h; sin embargo, esta magnitud depende de manera decisiva del régimen de giro, del perfil de las palas y de las pérdidas de carga del sistema.

Generalmente se emplea un número reducido de aspas en ventiladores de baja presión, mientras que el ancho de las paletas, su ángulo de ataque, la velocidad axial del aire y el número de etapas son factores que inciden de forma significativa en el diseño y en la capacidad del ventilador. En aplicaciones mineras se recurre a veces a ventiladores axiales de varias etapas para aumentar la presión disponible, aunque ello conlleva una mayor longitud, complejidad y pérdidas aerodinámicas.

Ventilador helicoidal montado sobre anillo. https://airelimpioglobal.com/tipos-de-ventiladores/

Los ventiladores helicoidales se clasifican en dos grandes tipos según el perfil de las palas de la hélice:

De perfil delgado o de paletas planas: son palas de gran superficie y grosor relativamente constante, que proporcionan altos caudales pero con menor presión disponible. Es una configuración sencilla, asociada a ventiladores de baja presión y de bajo coste de fabricación, aunque con menor rendimiento aerodinámico.
De perfil sustentador o aerodinámico: son palas más estrechas, con espesor grueso y forma no uniforme, pensadas para generar un efecto de sustentación similar al de un perfil alar. Proporcionan un caudal menor que el de las palas planas, pero con mayor presión disponible y un mejor rendimiento, por lo que son más habituales en la ventilación industrial y minera.

En ingeniería civil y edificación, estos ventiladores resultan muy útiles para la ventilación de aparcamientos, locales técnicos, naves, túneles en obra y la extracción general, con baja pérdida de carga. En minería subterránea y en túneles, se emplean tanto en ventiladores auxiliares como en instalaciones de ventilación principal, donde se exigen grandes caudales y robustez, y en las que las configuraciones axiales reversibles y de varias etapas resultan especialmente relevantes.

Esta conversación te permitirá conocer los conceptos básicos de estos ventiladores.

En este vídeo se resumen las ideas fundamentales sobre los ventiladores axiales.

Dinámica_de_Ventiladores_Helicoidales

Referencias:

ŁUSZCZEWSKI, A. (1999). Redes industriales de tubería. Bombas para agua, ventiladores y compresores. Diseño y construcción. Reverté Ediciones. México. 302 pp.

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.

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

Fabricación y puesta en obra del hormigón

Os presento un Manual de Referencia sobre la fabricación y la puesta en obra del hormigón. Este libro ofrece una visión integral de la fabricación y la puesta en obra del hormigón, tanto en el ámbito de la edificación como en el de la ingeniería civil. Aborda los equipos y procesos asociados a la preparación del hormigón —incluidas las centrales de hormigonado—, su transporte, vertido, compactación y curado, así como los hormigones especiales, los pavimentos de hormigón para carreteras y el hormigón pretensado. La principal aportación de la obra es su enfoque constructivo, apoyado en abundante material gráfico —fotografías e ilustraciones— que refuerza y clarifica las explicaciones. El texto se completa con una amplia bibliografía, cuestiones de autoevaluación con sus respuestas y problemas resueltos que facilitan la consolidación de los conceptos fundamentales. Concebido como libro de texto para estudiantes de ingeniería y arquitectura, ofrece una orientación práctica clara para la construcción. Al mismo tiempo, está estructurado como un manual de consulta para profesionales vinculados al proyecto y a la ejecución de obras, complementando los contenidos de otros textos de carácter estructural o geotécnico, habitualmente más centrados en el desarrollo teórico y en el cálculo.

El libro está editado a todo color, con 452 páginas, 214 fotografías y dibujos, así como 200 preguntas tipo test (con sus respuestas) y un total de 19 ejercicios totalmente resueltos.

El libro lo podéis conseguir en la siguiente dirección: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/control/product?product_id=441-5-1

SOBRE EL AUTOR:

Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Consejero del Sector de Docencia e Investigación del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente del Consejo Social, así como el Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València. Es investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE). Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con los procedimientos de construcción y gestión de obras, la calidad e innovación, los modelos predictivos y la optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.

Referencia:

A continuación, os podéis descargar las primeras páginas del libro y su índice:

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Eyector hidráulico o bomba mamut

Los eyectores hidráulicos son dispositivos de elevación de fluidos que, aunque no constituyen bombas en sentido estricto, funcionan como sistemas fluido-dinámicos capaces de transportar un fluido secundario mediante la energía suministrada por un fluido primario a presión. Su principal característica es la ausencia de elementos móviles en la zona de aspiración o de elevación, lo que les proporciona una elevada fiabilidad, un mantenimiento mecánico prácticamente nulo en el interior del pozo y una gran resistencia frente a condiciones de trabajo severas.

El funcionamiento del eyector hidráulico se basa en el efecto de una corriente de agua a presión, impulsada desde la superficie a través de un conducto vertical sumergido y paralelo al tubo de aspiración. El fluido motriz atraviesa una tobera o garganta de sección reducida, donde adquiere gran velocidad y genera una zona de baja presión. Esta depresión produce la aspiración del fluido situado en el fondo del pozo o de la excavación, incorporándolo al flujo principal y permitiendo su elevación hasta la superficie.

Este tipo de dispositivos resulta especialmente útil cuando la altura de aspiración supera los 7 m, un límite práctico para muchas bombas convencionales. En condiciones adecuadas de diseño y funcionamiento, los eyectores hidráulicos pueden elevar fluidos de forma económica hasta alturas próximas a los 20 m, aunque su rendimiento global suele ser inferior al de otros sistemas de bombeo convencionales, especialmente al de las bombas de pozo profundo.

Una de las principales ventajas de los eyectores hidráulicos es su capacidad para trabajar con fluidos cargados de sólidos, aguas sucias, lodos, arcillas en suspensión y mezclas fangosas abrasivas, sin que existan órganos mecánicos sumergidos susceptibles de desgaste o avería. Por esta razón, son frecuentes en aplicaciones de ingeniería civil, minería y obras especiales, particularmente en excavaciones profundas, drenajes, pozos, operaciones de desagüe y de extracción de barros de perforación.

Eyector hidráulico. http://puyga.es/como-elegir-una-bomba-de-agua-para-pozos-componentes-tipos-y-recomendaciones-practicas/

Con determinadas modificaciones de diseño, estos dispositivos pueden transportar mezclas sólido-líquido en las que la fracción sólida alcance hasta una cuarta parte del volumen total del fluido, siempre que el tamaño de las partículas sea compatible con las dimensiones de la tobera y de la conducción. También pueden emplearse para el manejo de arenas y de materiales granulares finos en suspensión.

Dentro de este grupo destacan las denominadas “bombas mamut”, o sistemas de elevación por aire o por agua comprimida, utilizados para la extracción de mezclas fangosas y lodos con arenas. Estos sistemas pueden alcanzar alturas de elevación del orden de 10 m, aunque presentan rendimientos energéticos modestos, a menudo inferiores al 25 %. No obstante, su simplicidad constructiva, fiabilidad y capacidad para operar en entornos agresivos compensan, en muchos casos, su baja eficiencia.

En algunos trabajos de minería, cimentaciones y perforaciones se utilizan, además, lanzas hidráulicas o de aire comprimido de alta presión situadas cerca del fondo de la excavación. Estas lanzas permiten desagregar y fluidificar el material cohesivo, rompiendo su estructura y facilitando la entrada de la mezcla al sistema eyector, lo que mejora la continuidad y la eficacia del proceso de extracción.

Los sistemas eyectores resultan especialmente adecuados en terrenos finos y en situaciones en las que se requiere el bombeo de pequeños caudales de agua o de mezclas con sólidos, y en las que la simplicidad mecánica, la fiabilidad y la facilidad de instalación sean factores prioritarios frente al rendimiento energético. Además, pueden instalarse prácticamente en cualquier posición y trabajar con una amplia variedad de fluidos, lo que amplía considerablemente su campo de aplicación en la ingeniería civil y minera.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tipo de bombas.

Este vídeo resume los conceptos más relevantes sobre los eyectores hidráulicos.

Hydraulic_Ejector_Systems

Os paso una animación para que veáis cómo funciona un eyector. Espero que os sea útil.

REFERENCIAS:

POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
PREENE, M.; ROBERTS, T.O.L.; POWRIE, W., DYER, M.R. (2004). Groundwater control: design and practice. CIRIA C515, London.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 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.

Curso:

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.

Bomba de diafragma o membrana

Las bombas de diafragma, también conocidas como bombas de membrana, son bombas de desplazamiento positivo pertenecientes al grupo de las máquinas alternativas, en las que el elemento impulsor no es un pistón rígido, sino una membrana elástica.

El funcionamiento se basa en el movimiento alternativo de dicha membrana, accionada mediante sistemas mecánicos, hidráulicos, neumáticos o electromagnéticos, que generan variaciones de volumen en la cámara de trabajo y permiten el bombeo del fluido.

El ciclo de funcionamiento se completa mediante válvulas, generalmente esféricas, que regulan la aspiración y la impulsión: al producirse una depresión en la cámara, se abre la válvula de succión y entra el fluido; posteriormente, al aumentar la presión por el movimiento de la membrana, se abre la válvula de descarga y el líquido es impulsado hacia la conducción.

Existen diferentes configuraciones de membrana, entre las que destacan los diafragmas de disco plano, tubulares y de doble disco. La elección de una u otra geometría depende de factores como la carrera necesaria, la presión de trabajo, el caudal requerido y las características del fluido bombeado. Asimismo, algunos modelos están diseñados para permitir el paso de partículas sólidas de tamaño considerable y pueden manejar sólidos en suspensión de hasta 40 mm sin causar daños significativos en los componentes internos.

La principal ventaja de estas bombas radica en su elevada estanqueidad. Al no existir un eje deslizante en contacto directo con el fluido, se eliminan prácticamente las fugas asociadas a los sellos dinámicos convencionales. Esta característica las convierte en equipos especialmente adecuados para el bombeo de productos corrosivos, reactivos químicos o fluidos cuya pérdida al entorno no sea admisible por razones ambientales o de seguridad. Además, presentan una notable capacidad de aspiración y suelen ser autocebantes, pudiendo trabajar en seco durante intervalos limitados según el diseño constructivo.

Otra ventaja importante es su capacidad para trabajar con fluidos cargados de sólidos abrasivos, como limos, arenas, lodos o aguas cenagosas, en condiciones en las que otras bombas sufrirían un desgaste acelerado. Por ello, son habituales en aplicaciones de ingeniería civil, construcción y minería, especialmente en operaciones de achique, trasvase de lodos, bombeo de aguas residuales con sólidos, lechadas, barros de perforación y productos químicos. También se emplean en plantas de tratamiento, en instalaciones de deshidratación y en circuitos de dosificación.

https://savree.com/es/enciclopedia/bomba-de-diafragma

No obstante, estas bombas presentan ciertas limitaciones. Su rendimiento energético global suele ser inferior al de las bombas centrífugas o de pistón en condiciones equivalentes, y el caudal suministrado es pulsante, no continuo. En consecuencia, en instalaciones donde se requiere una presión estable o una dosificación precisa, puede ser necesario incorporar cámaras de amortiguación u otros dispositivos reguladores. Asimismo, el comportamiento hidráulico depende en gran medida del material del diafragma, del sistema de accionamiento y de la naturaleza abrasiva del fluido, por lo que la selección del equipo debe realizarse siempre a partir de las curvas características proporcionadas por el fabricante y de las condiciones reales de servicio.

Bomba de diafragma de disco de accionamiento hidráulico
(McNaughton)

En aplicaciones habituales de construcción, estas bombas suelen operar con alturas de impulsión moderadas, del orden de 15 m en equipos compactos, aunque determinados modelos industriales pueden superar ese valor. Los caudales son muy variables según el tamaño y el tipo de accionamiento. En bombas electromagnéticas pequeñas, el caudal puede situarse entre 0,1 y 100 l/h, mientras que en equipos accionados por motor, entre 100 y 1000 l/h. En versiones industriales de mayor capacidad, pueden obtenerse caudales muy superiores, del orden de 10 a 90 m³/h, o incluso mayores.

Aunque existen bombas de accionamiento manual, hidráulico, neumático o mecánico, en la construcción se emplean principalmente las accionadas por motor y las electromagnéticas, debido a su simplicidad, robustez y facilidad de mantenimiento. En conjunto, las bombas de diafragma constituyen una solución eficaz para el manejo de fluidos difíciles, especialmente cuando se requiere estanqueidad, resistencia al desgaste y capacidad para bombear mezclas con sólidos en suspensión.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre esta bomba.

Este vídeo resume bien los conceptos básicos de las bombas de diafragma.

Diaphragm_Pump_Engineering_Guide

Referencias:

CASHMAN, P.M.; PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
GARCÍA VALCARCE, A. et al. (1995). Manual de Edificación. Derribos y demoliciones. Actuaciones sobre el terreno. Ediciones Universidad de Navarra, Pamplona, 472 pp.
PÉREZ VALCÁRCEL, J.B. (2004). Excavaciones urbanas y estructuras de contención. Ediciones Cat, Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia, 419 pp.
POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 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.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
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.

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.

Anatomía de una carretera: ¿qué hay debajo del pavimento de hormigón?

A simple vista, una carretera de hormigón parece una superficie estática y monótona. Sin embargo, tras esa apariencia gris se esconde un sistema de ingeniería de alta precisión diseñado para resistir condiciones extremas que desintegrarían cualquier estructura convencional. ¿Por qué algunas carreteras mantienen su integridad durante décadas, mientras que otras fallan prematuramente?

La respuesta no solo radica en el material, sino también en que el hormigón para pavimentos opera bajo reglas físicas y químicas radicalmente distintas de las de la construcción tradicional. Basándonos en la documentación de las referencias, exploraremos la ciencia invisible que permite que estas estructuras soporten millones de toneladas de carga y la inclemencia del clima.

Para los que estéis interesados en ampliar información sobre este tema de los pavimentos de hormigón en carreteras, podéis consultar otras entradas en este mismo blog en el siguiente enlace:

https://victoryepes.blogs.upv.es/?s=pavimentos+de+hormig%C3%B3n

Flexotracción: cuando el hormigón debe aprender a «doblarse»

En la construcción de edificios, el hormigón destaca por su resistencia a la compresión, ya que su función es soportar cargas verticales. Sin embargo, en una carretera, la regla de oro cambia: lo que realmente importa es la flexotracción. Mientras un pilar se comprime, una losa de pavimento actúa como una viga apoyada sobre el suelo que debe «flexionar» ante el paso de los neumáticos.

La normativa técnica española (PG-3) es estricta: para pavimentos se utilizan hormigones HF-3,5, HF-4,0 y HF-4,5, donde el número indica su resistencia mínima a la flexotracción en megapascales (MPa) a los 28 días. Esta capacidad es vital, ya que, como señalan los expertos en la materia, las fisuras aparecen siempre donde la resistencia a tracción es menor que en el resto del material o en una zona donde se presenta una mayor concentración de tensiones.

«Las fisuras aparecen siempre donde la resistencia a tracción es menor que en el resto del material o en una zona donde se presenta una mayor concentración de tensiones».

Por ello, el hormigón vial debe ser de mayor calidad que el de edificación, para garantizar una mayor homogeneidad y una ganancia temprana de resistencia que soporte las solicitaciones repetidas del tráfico pesado.

Burbujas de aire: el ingenioso sistema «anticongelante» interno

Puede resultar contraintuitivo, pero ¿por qué añadir «vacío» al hormigón para hacerlo más fuerte? En zonas con climas severos, es obligatorio utilizar aditivos aireantes para crear una red de microburbujas que actúan como «cámaras de expansión». Cuando el agua se filtra y se congela, aumenta su volumen. Sin estos poros, la presión interna reventaría la matriz del hormigón. La normativa exige una proporción de aire ocluido entre el 4,5 % y el 6 % en volumen.

Pero este aire no solo protege del hielo. Desde el punto de vista de la ejecución, estos aditivos mejoran la trabajabilidad y la tixotropía de un hormigón que debe tener una consistencia «seco-plástica» (con un asentamiento en el cono de Abrams de entre 2 y 6 cm). Esta baja fluidez es esencial para evitar la «caída de los bordes» del pavimento recién vertido al utilizar equipos de encofrado deslizante y así mantener la geometría perfecta de la calzada.

La carrera contra el reloj: el umbral crítico de las 24 horas

Una carretera de hormigón no es una pieza única, sino un conjunto de losas que deben poder contraerse y expandirse. Si no se le indica al hormigón por dónde debe romperse, lo hará de forma descontrolada. Aquí es donde el aserrado de juntas se convierte en una operación quirúrgica. Según el Pliego de Prescripciones PG-3, el cronómetro es implacable:

Juntas transversales: deben serrarse dentro de las primeras 24 horas posteriores a la puesta en obra.
Juntas longitudinales: el plazo se extiende entre 24 y 72 horas.

La precisión técnica también determina la profundidad del corte: debe ser de 1/3 del espesor en las juntas longitudinales y de 1/4 del espesor en las transversales. Si el serrado se realiza muy pronto, los bordes se desportillan; si se hace demasiado tarde, la carretera ya habrá fisurado de forma irregular.

El «efecto bombeo»: el enemigo invisible bajo la losa

El fallo de una carretera de hormigón suele empezar por debajo de la superficie. El fenómeno conocido como bombeo o pumping de finos se produce cuando coinciden el tráfico pesado, el agua acumulada y una base con exceso de partículas finas (es decir, aquellas que pasan por el tamiz de 0,063 mm). Bajo la presión del tráfico, la losa expulsa violentamente el agua mezclada con estos finos, descalzando el soporte de la carretera.

Para prevenirlo, la ingeniería limita estrictamente la masa unitaria de partículas cernidas por el tamiz de 0,125 mm (incluido el cemento) a un máximo de 450 kg/m³. En categorías de tráfico pesado, no basta con una base granular; es obligatorio el uso de bases de gravacemento. Este material, tratado con ligantes, proporciona un soporte uniforme e impermeable que resiste la erosión y evita que la losa quede «en el aire».

Pasadores y barras de unión: el secreto del movimiento coordinado

Para evitar que las losas se escalonen con el paso del tráfico, se recurre a la transferencia de carga. Esta transferencia de carga puede lograrse mediante la trabazón de áridos (el entrelazamiento natural en la fisura bajo la junta) o, de forma más robusta, mediante pasadores.

Los pasadores son barras de acero lisas que se colocan en las juntas transversales. Su elegancia radica en que permiten que la carretera «respire» (movimiento horizontal debido a las variaciones de temperatura) mientras transfieren la carga vertical de una losa a la siguiente. Así se reducen drásticamente las tensiones, se evita el bombeo y se previene la rotura de las esquinas. Además, las barras de unión mantienen las losas vinculadas lateralmente, lo que asegura la integridad estructural del conjunto.

Conclusión

Lo que percibimos como una simple cinta gris es, en realidad, un organismo técnico altamente sofisticado. Su excelencia reside en detalles que escapan al ojo inexperto, como una dosificación mínima de 300 kg/m³ de cemento (que asciende a 450 kg/m³ en la capa superior de pavimentos bicapa) y una relación agua/cemento que nunca debe superar el 0,46.

La próxima vez que circule por una autopista, recuerde que su seguridad depende de que el árido grueso tenga un coeficiente de Los Ángeles inferior a 35 y, sobre todo, de que la superficie mantenga un coeficiente de pulimento acelerado (CPA) no inferior a 0,50. La ingeniería de pavimentos es, en última instancia, el arte de controlar lo invisible para garantizar la estabilidad de cada kilómetro de nuestro viaje.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre los pavimentos rígidos utilizados en las carreteras.

Este vídeo resume los conceptos básicos de este tipo de pavimentos.

Ingeniería_de_Pavimentos_Rígidos

Rigid_Pavement_Engineering

Referencias:

IECA (2012). Firmes de hormigón en carreteras. Guías técnicas. Firmes y explanadas.

KRAEMER, C.; MORILLA, I.; DEL VAL, M.A. (1999). Carreteras II. Explanaciones, firmes, drenaje, pavimentos. Universidad Politécnica de Madrid, Madrid.

Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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