Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando una camisa o entubación para contener las paredes de la perforación. Podrían distinguirse dos tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
Pilote in situ de extracción con entubación recuperable: Este tipo de pilote se ejecuta excavando el terreno y utilizando una camisa (tubo metálico a modo de encofrado), que evita que se derrumbe la excavación. Una vez completado el vaciado, y según se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente la camisa, que puede ser reutilizada nuevamente. Normalmente se usa como pilotaje de poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca. También como pilotaje trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, prácticamente homogéneo.
Pilote in situ de extracción con camisa perdida: Se ejecuta por el mismo sistema del tipo in situ de extracción con entubación recuperable, con la diferencia de que la camisa metálica no se extrae, sino que queda unida definitivamente al pilote. Usualmente como pilotaje trabajando por punta apoyado en roca o capas duras de terreno y siempre que se atraviesen capas de terreno incoherente fino en presencia de agua, o exista flujo de agua y en algunos casos con capas de terreno coherente blando; cuando existan capas agresivas al hormigón fresco. La camisa se utilizará para proteger un tramo de los pilotes expuesto a la acción de un terreno agresivo al hormigón fresco o a un flujo de agua. La longitud del tubo que constituye la camisa será tal que, suspendida desde la boca de la perforación, profundice dos diámetros por debajo de la capa peligrosa.
En la siguiente fotografía se puede ver el detalle de la conexión entre los tramos de la camisa.
Cuando se habla de productividad en el sector de la construcción, siempre se dice que ésta es baja en relación con otro tipo de industrias. Incluso también es común opinar sobre la baja productividad que tienen los trabajadores en un país o en otro, lo cual influye fuertemente en la competitividad. Parece evidente que, cuanto más seamos de producir con unos recursos dados, más competitivos podremos ser. En este post vamos a divulgar, de forma sencilla, un par de ideas en relación con este concepto tan importante y de tanta transcendencia en nuestro sector.
La productividades la relación entre los bienes y servicios producidos y los recursos empleados para ello. Existen otros ratios que se refieren sólo a uno o a varios de los recursos empleados: productividad de la mano de obra directa, de la indirecta, de la maquinaria, de los materiales, del dinero, etc. La productividad es vital para el desarrollo de cualquier actividad empresarial, pues aquellas que no la mejoran respecto a su competencia están condenadas a desaparecer.
El estudio y la medición del trabajo son técnicas que han demostrado en la industria su eficiencia para mejorar la productividad. La construcción es un sector caracterizado por su trashumancia, por series de fabricación o unidades de obras limitadas, con un bajo grado de especialización, con personal contratado temporal elevado, con la existencia de subcontratistas, etc. Sin embargo ello no es óbice para la mejora de la productividad y la reducción de los costes.
Un incremento en la producción no refleja necesariamente un incremento en la productividad. Por ejemplo, si las entradas crecen en forma proporcional a las salidas, entonces la productividad es la misma. Para conseguir aumentar la productividad se debe buscar la eficiencia en todos los procesos que constituyen la actividad de la empresa. Según la OIT (Oficina Internacional del Trabajo), los medios directos para aumentar la productividad pueden resumirse en los siguientes:
a) Inversión de capital:
Idear nuevos procedimientos básicos o mejorar fundamentalmente los existentes.
Instalar maquinaria o equipo más moderno, de mayor capacidad o modernizar los existentes.
b) Mejor dirección:
Reducir el contenido de trabajo del producto.
Reducir el contenido de trabajo del proceso.
Reducir el tiempo improductivo, ya sea imputable a la dirección o a los trabajadores.
La productividad no debe confundirse con el rendimiento, que es la relación entre lo realizado y lo previsto, ya sea en relación con la producción o con el tiempo destinado a realizar una actividad. El rendimiento contribuye a aumentar o disminuir la productividad sin modificar los medios de producción, sino su eficiencia.
La pérdida de productividad se debe, en lo que al tiempo de ejecución de los trabajos se refiere, a que el tiempo total invertido en la operación presenta ineficiencias por diversas causas. Así, el tiempo de trabajo se puede descomponer en (ver Figura):
Tiempo total invertido en un trabajo
a) Contenido base de trabajo: la cantidad de trabajo, expresada en horas-hombre y horas-máquina, que sería necesario emplear para fabricar el producto o para desarrollar la actividad si el proyecto fuese perfecto, si el procedimiento o método de fabricación o de ejecución estuviesen perfectamente puestos a punto, si no existiesen pérdidas de tiempo imputables a cualquier causa (a parte de las pausas concedidas al ejecutor para el oportuno descanso). Por tanto el contenido base de trabajo es el tiempo mínimo irreducible de ejecución.
b) Trabajo innecesario: es un trabajo suplementario debido a un mal diseño o especificaciones del producto, o bien a métodos ineficaces de producción o de funcionamiento.
c) Tiempo inefectivo o improductivo: debido a una deficiente dirección o imputable al trabajador.
La técnica Rocket Plough es un procedimiento de instalación de tuberías que utiliza un arado preparado como máquina de tracción. De este modo, se abre un surco en la tierra a través del que se tracciona una tubería premontada en el exterior. El uso habitual es la instalación de tuberías a presión, normalmente de fundición, de hasta 300 mm de diámetro nominal.
Este procedimiento constructivo tiene gran interés cuando existe una gran longitud de tubería a instalar y muy pocas conexiones. Sería el caso de una zona poco poblada donde existan pocas infraestructuras y obstáculos a sortear.
Lo más impresionante es la rapidez con la que se extraen los tubos, con sólo una grieta el 5-10 cm de ancho en la tierra se pueden instalar más de 400 m de tubería en sólo tres horas.
En la figura siguiente se puede observar cómo se realiza la instalación de la tubería. Los componentes del proceso son básicamente el vehículo de tracción, cabestrante del cable y un arado. Se conecta al vehículo de tracción mediante un cable de acero. La brecha inicial, que se inclina descendentemente, conduce el tubo hasta la profundidad de instalación apropiada y una vez la alcanza se conecta a la paleta del arado. Durante este proceso la paleta desplaza el material de excavación al terreno circundante gracias a la fuerza de arrastre del cabestrante del cable, creando una cavidad que se rellena de inmediato con el tubo a instalar.
En esta técnica, es especialmente importante considerar la protección exterior de las tuberías debido a que éstas habitualmente se entierran sin ningún tipo de lubricantes (bentonita o similares). El desconocimiento de las condiciones exactas del suelo aconsejan que esta protección exterior sea capaz de soportar las cargas e impactos exteriores.
Os dejo algunos vídeos para que veáis este procedimiento de instalación de tuberías.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.
En ocasiones asociamos la prefabricación con una baja calidad cuando pensamos en los típicos barracones de obra. Sin embargo esta visión se encuentra alejada de la realidad. Lo cierto es que el control de calidad en fábrica y las modernas técnicas constructivas permiten realizar construcciones prefabricadas con una fiabilidad igual o mayor que la conseguida con la construcción tradicional.
Después de la II Guerra Mundial las necesidades de reconstrucción llevaron a diversos países a intentos sucesivos de dar el salto para industrializar la propia construcción. De este modo se desarrolla la prefabricación, con el objeto de reproducir en la edificación lo que en los años veinte había conseguido Ford con los automóviles, si bien los primeros antecedentes hay que buscarlos en el año 1905, cuando los establecimientos Edmond Coignet iniciaron la prefabricación de piezas moldeadas de hormigón. Hacia el año 1925 hizo su aparición el procedimiento de fabricación de tubos por centrifugación. En la Unión Soviética y en los países de su órbita, aunque también en Israel y, en menor medida, en países occidentales, como Francia, se desarrolló una prefabricación pesada, cerrada en sí misma, que consiguió racionalizar procesos y abaratar costes, con el inconveniente generalizado de caer en la repetición y la monotonía. En España se vieron ejemplos en la proliferación de pasos superiores de vigas prefabricadas con la construcción de las primeras autopistas de pago en la década de los 70 y 80. Más inteligente y con más posibilidades fue el desarrollo de una prefabricación abierta, donde diversos componentes pueden utilizarse en sistemas abiertos y variados.
Os dejo algunos vídeos donde se han conseguido batir récords constructivos con la prefabricación, como el que ha conseguido realizar un hotel en sólo dos días en China. Espero que os gusten.
Una chimenea es una excavación de dimensión reducida y una inclinación superior a los 45º. Son típicas en minería y su longitud pueden superar los 100 m. Normalmente, se utilizan para unir galerías de distinto nivel cerrando los circuitos de ventilación para el paso de mineral y estériles.
Un método para la excavación de chimeneas es el denominado “Jaula Jora”, que consiste en una máquina construida por Atlas Copco específicamente para este fin. Sus principales componentes son la plataforma de trabajo, la jaula de transporte, el mecanismo de elevación y en chimeneas inclinadas el carril guía.
El procedimiento constructivo consta de varias fases. En la primera se perfora un barreno piloto (75-100 mm de diámetro) y en la segunda se montan los equipos y herramientas. Posteriormente, en la tercera fase, tiene lugar la perforación y la voladura.
El campo propicio para este método está entre los 30 y 100 m. El problema que podemos tener es la desviación del barreno piloto. Además, en cada pega debe desengancharse la jaula. El barreno central tiene la ventaja de que permite la entrada de aire fresco y de que sirve de hueco de expansión en los cueles paralelos, con los que se consiguen avances de entre 3 y 4 m por disparo.
Un caso habitual en la construcción consiste en la utilización de varias máquinas cuyos ciclos individuales de trabajo tienen un intervalo común. Por ejemplo, una cargadora con varios camiones, o bien un equipo de mototraíllas convencionales ayudadas en su carga por un tractor. En estos casos, los ciclos individuales de las máquinas se pueden agrupar formando un ciclo del equipo que se repite periódicamente.
Al recurso que limita la producción de un equipo se le denomina cuello de botella. Su identificación es esencial porque cualquier cambio introducido en el funcionamiento repercutirá en la capacidad de producción del equipo, y por ende, en su productividad. El recurso que causa el estrangulamiento es el que determina la producción del equipo. Se define como factor de acoplamiento o “match factor” a la relación entre la máxima producción posible de los equipos auxiliares respecto a la máxima producción posible de los equipos principales. El coste más bajo de producción se obtiene para factores de acoplamiento próximos a la unidad, pero por debajo de ella.
Para aclarar estos conceptos tan importantes en el cálculo de producciones y costes en las máquinas de movimiento de tierras, os paso este Polimedia para divulgar los conceptos básicos. 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. (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
YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.
Dulcinea (Herrenknecht EPB Shield S-300). 4.364 toneladas de peso, longitud: 100 m (aprox.), diámetro exterior: 15,20 m, empuje: 316.000 kN, rendimiento máximo: 36 m/día y una potencia de 22.000 kW
Las tuneladoras EPB (en inglés, Earth Preasure Balance), son escudos de presión de tierras que se utilizan normalmente en la excavación de terrenos cohesivos. Pertenecen al grupo de tuneladoras que denominamos escudos, y que se diferencian de los topos por la carcasa metálica exterior que sostiene provisionalmente el frente de avance hasta que se coloca el sostenimiento definitivo. Los escudos EPB han sido utilizados con éxito en la construcción de túneles, aunque también puede utilizarse con la técnica de hinca de tubos. Como ventajas se encuentran sus elevados rendimientos, trabajando incluso bajo el nivel freático, su versatilidad y respeto medioambiental, aunque requieren de una elevada inversión económica.
El sostenimiento del frente de excavación se realiza con la propia tierra excavada, que se aloja en una cámara de extracción para mantener la presión sobre el frente y minimizar asientos en superficie. Esta función se puede reforzar añadiendo espumas al material extraído, lo cual amplía la aplicabilidad de la máquina, al aumentar la plasticidad de los terrenos.
El material se extrae mediante un tornillo de Arquímedes, que en función de su velocidad de extracción y bajo el control de la fuerza de avance proporcionada por los cilindros de propulsión, permite controlar la presión de balance de las tieras. El material excavado se deposita en una cinta transportadora a través de un tornillo sinfín. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones.
El sostenimiento definitivo del túnel se consigue mediante un revestimiento de dovelas prefabricadas, formadas normalmente por unas siete piezas. En el siguiente enlace, se muestra un esquema con los componentes principales de nuestra tuneladora EPB para la colocación de dovelas.
Esquema básico de un escudo EPB
1. Rueda de Corte.
2. Accionamiento.
3. Cámara de excavación.
4. Sensor de presión.
5. Esclusa de aire comprimido.
6. Erector de dovelas.
7. Dovelas.
8. Cilindros de propulsión.
9. Cinta transportadoras
10. Sinfín de extracción.
Esta máquina puede dividirse en tres partes principales: el escudo y rueda de corte, el back up y el tren de avance. El escudo es la parte principal, donde se encuentra la rueda de corte, los cilindros de empuje y los de guía; también se aloja en esta parte el tornillo sinfín y el erector de dovelas, entre otros. El back up, que normalmente tiene más de 80 m de longitud, aloja la cabina de mando, los motores principales, la cinta de extracción de tierras, la ventilación, el transformador eléctrico, el equipo inyector de espuma y mortero así como las vías del tren. Por último, el tren dispone de vagones para el escombro, un vagón para el mortero de relleno y algún vagón para el transporte de material o personal.
Pero una imagen vale más que mil palabras. Os paso varios vídeos sobre el funcionamiento de estas máquinas que espero os gusten.
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.
La plataforma trepadora ALIMAK se emplea, desde 1957, en la perforación de chimeneas donde no es posible el acceso superior (frente al Jaula Jora o Raise Boring), necesitando un nivel de trabajo en el subsuelo. Es un método flexible y económico. Consta de los siguientes elementos: jaula, plataforma de trabajo, motores de accionamiento, carril guía y elementos auxiliares. La elevación de la plataforma se realiza a través, de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diésel. La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje, y tanto las tuberías de aire como de agua necesaria para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección.
Las fases en la construcción de la chimenea son las siguientes:
perforación y carga de los barrenos (operación realizada con martillo perforador)
descenso de la plataforma y voladura (cada vez que hay una voladura, hay que retirar la plataforma)
ventilación y riego
elevación de la plataforma y saneo del techo.
Entre las ventajas de estos equipos se encuentran las siguientes: se pueden usar en chimeneas de pequeña o gran longitud y en cualquier inclinación (la chimenea más larga efectuada hasta ahora tiene 1.040 m y una inclinación de 45º; es posible cambiar la sección y geometría de la chimenea cambiando la plataforma; se pueden excavar secciones desde 3 a 30 m²; es posible cambiar la dirección e inclinación de las chimeneas mediante el uso de carriles curvos y, además, es fácil extraer los detritus.
Os dejo un pequeño vídeo donde se puede ver este procedimiento constructivo.
Referencias:
López Jimeno, C. (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. 2ª edición. Instituto Tecnológico Geominero de España, IGME. Madrid.
Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.
Eugenio Pellicer, Víctor Yepes, José C. Teixeira, Helder P. Moura, Joaquín Catalá
ISBN: 978-1-118-53957-6
336 pages
November 2013, Wiley-Blackwell
Human beings build houses, roads, bridges, tunnels, ports, airports, factories, shopping centres, offices, warehouses, etc. Public and private organisations participate in the execution of these projects with the collaboration of architects, engineers, companies, financial entities, etc. The scope of the “construction” term includes the primary sector (quarries), secondary sector (equipment and construction materials) and tertiary sector (engineering and architecture consulting companies), that is, industrial, commercial and service activities. Therefore, it includes private initiatives and the activities of the public administrations.
Construction is set within a sensitive socio-political environment, affected by the need to protect the fundamental rights of persons, such as public health, homes, road safety, environmental integration, etc. It is easy to understand the problems in establishing a set of economic activities in an ordered and coherent framework, taking place in an environment with many players from various sectors , with conflicting interests and branches towards many other economic sectors. In a broader sense, construction is an important motor and, at times, an obstacle to economic growth.
In view of this scenario, this book is focused exclusively in the construction phase of that process. The contractor’s point of view is chosen, even though the links with the owner are always taken into account. An envisioned outline of the management at the construction site is looked for, from the signing of the contract to the beginning of the operational phase.
Aiming to develop a useful and applied text for students in post-graduate construction programmes, five authors work together. They all have a wide experience in the construction industry; in fact, this book is based on their previous experience in several Leonardo da Vinci projects financed by the European Union. Four of the authors develop their main task as professors in two different universities: Eugenio Pellicer, Víctor Yepes and Joaquín Catalá at the Universitat Politècnica de València, and José Teixeira at the Universidade do Minho; Helder Moura works for the Portuguese Highway Agency. Each author has led those chapters in which they can add more value to the work due to their professional and academic practice. Nevertheless, all of us have contributed to the whole. Continue reading «Construction Management. Wiley Blackwell»→
La ingeniería romana declinó después de 100 d.C., siendo a partir de ese momento sus avances modestos. De hecho, hay quien opina que uno de los factores clave que contribuyeron a la caída del Imperio Romano, fue, precisamente, el estancamiento producido en la ciencia y la ingeniería. Aunque el año 476 d.C. indica dicha caída, es probable que las leyes impuestas cerca de 301 d.C. por Diocleciano, por las que pretendía reformar el control de precios y salarios, fuesen el inicio del declive. Dichas leyes, orientadas a proporcionar estabilidad económica, obligaban a todo hombre del imperio a seguir el oficio de su padre. No deja de sorprender cómo las crisis económicas no son algo nuevo. Pero sigamos con lo que estamos. Continue reading «¿Qué ingeniería podemos destacar en el periodo bizantino?»→
Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando una camisa o entubación para contener las paredes de la perforación. Podrían distinguirse dos tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
