Aquí nos vamos a ocupar de la distancia crítica de transporte. En un movimiento de tierras, por ejemplo, es aquella distancia en la que el equipo de cargadoras y camiones está equilibrado. Es decir, ni sobran ni faltan camiones o cargadoras. O dicho de otra forma, es la distancia de transporte en la que no existen esperas en las máquinas. Esta es una distancia teórica, puesto que para calcularla debemos conocer todos los datos de antemano, y estos no son deterministas. Por otra parte, en obra ocurre lo contrario: tenemos una distancia de transporte como dato, pero en este caso se trataría de saber cuántos camiones y cargadoras serían necesarios para que no existiesen demoras. Afortunadamente en obra se puede corregir rápidamente cualquier desfase. Para entender este concepto os paso un laboratorio virtual que usan nuestros alumnos para facilitar la comprensión de este concepto. Espero que os guste.
Resumen: Las infraestructuras de transporte terrestre y particularmente la infraestructura vial son fundamentales en el desarrollo económico y social. El nivel de calidad percibido por el usuario viene determinado, principalmente, por el pavimento. A nivel mundial se invierte anualmente más de 400 mil millones de dólares en la construcción y el mantenimiento de pavimentos; tareas que aumentan en un 10% el impacto ambiental generado por la circulación de vehículos. Surge así la necesidad de incorporar un enfoque sostenible en la evaluación de alternativas de conservación que considere aspectos técnicos, económicos, medioambientales, políticos e institucionales de forma integrada y armónica a lo largo de su ciclo de vida. La presente investigación tiene por objeto estudiar los modelos y prácticas en la evaluación económica y ambiental de pavimentos para analizar las ventajas y las limitaciones de la práctica actual e identificar oportunidades para mejorar su gestión sostenible. Una de las principales limitaciones identificadas es la escasez de modelos que consideren de forma integrada los aspectos económicos y ambientales. Se detecta la necesidad de modelos que consideren el efecto sobre los usuarios en zonas de trabajo así como el uso de nuevas tecnologías y materiales reciclados más respetuosos con el medio ambiente.
Palabras clave: Evaluación del ciclo de vida, administración de activos, pavimentos, sostenibilidad.
Referencia: TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; YEPES, V.; PELLICER, E.; (2014). Current models and practices of economic and environmental evaluation for sustainable network-level pavement management. Revista de Construcción, 13(2): 49-56.
El paradigma de la máquina empleada en ingeniería civil es la topadora, explanadora, buldócer, o como lo conocemos habitualmente en inglés, el bulldozer. Aunque se trata de un tractor sobre cadenas, también podemos encontrarlo sobre neumáticos (turnadozer), aunque es más raro. Pues bien, nuestro protagonista no nació de sopetón, sino que fue poco a poco mejorando de ideas previas. Si empezó su trayectoria en el mundo de la agricultura, ha pasado por la guerra y por la ingeniería civil y la minería. Veamos, en dos pinceladas, cuál fue el oscuro nacimiento del bulldozer.
La historia del bulldozer, tal y como hoy la conocemos, surgió de mejoras sucesivas que tuvieron su comienzo con el invento del tractor sobre orugas. Su aparición exacta en el tiempo es un poco oscura, pero en 1713, Frenchman M. D’Hermand propuso un tractor de este tipo traccionado por cabras. Hubo que esperar a 1770 para que Richard Lovell Edgeworth patentara el sistema pero propulsado a vapor. Otros inventos posteriores que mejoraron el sistema fue el desarrollado en 1826 por George Calley, unas orugas a las que denominó “vía férrea universal” (continuous track system, en inglés). Otro invento, el denominado “carruaje con orugas movibles”, fue obra de Dimitri Sagryazhsky, pero no pasó de ser un dibujo sobre un papel. Otra patente fue la de James Boydell, que registró “una rueda de vía férrea sin fin”. En la Guerra de Crimea (1853-1856) ya se usaron los primeros tractores de este tipo propulsados a vapor.
En 1877, Fyodor Blinov creó un vehículo al que denominó “carromato movido sobre raíles sin fin”. Aunque era un vehículo arrastrado por caballos, al año siguiente patentó el mismo vehículo autopropulsado a vapor. Años más tarde, entre 1881 y 1888 desarrolló dicho vehículo.
Carromato de Blinov traccionado por caballos
Otra patente es la de Bramah Joseph Diplock, que inventó en 1903 un sistema curioso de tracción sobre martillos “pedrail wheel”, capaz incluso de subir escaleras. Aunque esta tentativa se alejó del resultado final que conocemos hoy día.
Figura. “Pedrail wheel” de Diplock. http://www.wikiwand.com/en/Bramah_Joseph_Diplock
Sin embargo, hay que adentrarse en el siglo XX para que Alvin Orlando Lombard introdujera, en 1901, las orugas en vehículos para mejorar la tracción sobre la nieve. Era una especie de arrastrador de troncos accionado a vapor, con aspecto de locomotora. Posteriormente, estas máquinas acabaron accionándose mediante motores de combustión interna.
El término genérico “caterpillar” (tractor de oruga) fue utilizado por primera vez en 1909. En 1914 su silueta era poco diferente de los actuales. La provechosa unión del tractor de oruga y la cuchara requirió cierto tiempo.
A pesar del éxito de Lombard, no fue hasta que el pionero de la construcción Benjamín Holt transformó este invento en la popular máquina de movimiento de tierras que hoy conocemos. Holt fue jefe de Holt Manufacturing Co. en Stockton, California. Empezó a experimentar con sus tractores sobre orugas en 1906 y tuvo sus problemas con Lombard, que pensaba que el tractor de Holt era una copia de sus ideas. Al otro lado del charco, en Inglaterra, David Roberts, ingeniero jefe de R. Hornsby & Sons, patentó un sistema propio de oruga en 1904. Sin embargo, las ventas no fueron tan exitosas como las de Holt, por lo que le vendió su patente a Holt en 1914.
Figura. Tractor de David Roberts a vapor, sobre 1908
Figura. Tractor Hornsby, 1909
Holt empezó a aplicar motores de gasolina a los tractores. En 1906 Holt y su sobrino Pliny empezaron a probar su primer motor, hasta que en 1908 vendieron el primer tractor sobre orugas, el llamado Modelo 40, accionado por un motor de combustión interna, con 25 caballos de potencia. Estos primeros tractores tuvieron un uso agrícola, pero al aplicarles una cuchilla al frente del tractor, nació el bulldozer, tal y como lo conocemos.
Figura. Tractor Holt 120, sobre 1914
El invento de poner una hoja empujadora ya tuvo sus primeras versiones en el siglo XIX, pero con propulsión animal. Además, estas palas debían accionarse manualmente. Su versatilidad en terrenos blandos para la explotación forestal y construcción de carreteras llevó directamente a que se conviertan en el tanque blindado en la Primera Guerra Mundial.
Figura. Tractor Holt en la batalla del Somme, 1917
Sin embargo, hacia 1920 fue cuando ya se montan las primeras hojas sobre tractores de cadenas. En 1925, año en que se fundó la empresa Caterpillar, se fabrica la primera hoja de empuje de mando hidráulico, sin buenos resultados, por lo que siguió utilizando un sistema de cabrestante, cables, etcétera. Es en el año 1929 cuando se empezó a fabricar el primer modelo de bulldozer, en donde el conductor iba sentado en la parte de arriba sin una cabina cerrada que lo protegiera. En 1931, se sienta lo que sería una de las grandes bases de crecimiento y utilización de estas máquinas en obra con la introducción del motor Diesel por las casas Caterpillar y Hanomag. La hoja de empuje con mando hidráulico, y aceptables en cuanto a funcionamiento y rendimiento, aparece en el mercado en 1935. Otro gran avance tecnológico fue la introducción del convertidor de par en 1940. En el año 1968, Komatsu introduce el sistema de control por radio para un bulldozer diseñado para trabajar en zonas peligrosas, así como un modelo anfibio para profundidades de hasta 7 m. En 1970 aparece con Komatsu un bulldozer totalmente submarino que trabaja hasta 60 m en el fondo del mar.
Versiones más primitivas del buldócer han sido completadas en el siglo XIX agregando palas a los caballos, pero el tractor sobre orugas podía incrementar su poder exponencialmente. Las primeras palas sujetadas a los tractores tenían que ser propulsadas moviéndolas manualmente con timones a mano. Experimentación con buldóceres mejoró al comienzo de los años 1920s, con el primer dócer operado hidráulicamente fabricado en 1925 por LaPlant-Choate Manufacturing Co. en Cedar Rapids, Iowa. Esta cuchilla era enganchada al tractor en un bastidor rectangular, pivotando en el marco del tractor sobre orugas, y controlado por un cilindro hidráulico en la parte posterior del tractor.
El movimiento de la cuchilla fue mejorado con el desarrollo del PCU (Unidad de Poder), introducido por Robert Gilmour Le Tourneau en 1928. La nueva unidad era controlada por el uso de embragues y frenos, y estaba disponible con cuatro cabrias. La unidad de poder también fue usado en un amplio rango de otros accesorios, incluyendo escrepas de jalón y escarificadores.
Mientras que inicialmente el desarrollo de la cuchilla fue realizado separado de los tractores, compañías individuales comenzaron a unirse con fabricantes de tractores, creando un producto más sólido y unificado. Baker se unió con Allis-Chambers, Bucyrus-Erie se unió con International, y Le Tourneau se unió con Caterpillar. En los años 1940s, fabricantes de tractores integraron el desarrollo de cuchillas en sus instalaciones. Diez años después, los tractores y las cuchillas ya no eran piezas individuales, más bien, eran producidas para crear un vehículo ya muy parecido al actual.
Figura. Bulldozer actual. Caterpillar D11N.
Referencias:
YEPES, V. (2009). Breve historia de la ingeniería civil y sus procedimientos.Universidad Politécnica de Valencia.
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
Los terrenos expansivos suponen un auténtico dolor de cabeza para los ingenieros. Si sumamos un terreno soluble y corrosivo, tenemos un buen problema a solucionar, tal y como nos comenta Enrique Montalar en su blog respecto a la construcción del túnel de El Regajal. Todas estas circunstancias obligaron a diseñar complejos procesos constructivos durante la ejecución del túnel con unos revestimientos estructurales de gran rigidez que, en muchos casos, debían quedar finalizados muy cerca del frente de excavación.
El túnel de El Regajal es uno de los elementos más importantes de la línea de alta velocidad Madrid-Castilla La Mancha-Comunidad Valenciana-Región de Murcia, tanto por su complicada ejecución desde el punto de vista geológico y geotécnico, como por el valor medioambiental de la infraestructura. Este túnel se incluye en el tramo Aranjuez-Ontígola, de 4,7 km de longitud, que discurre entre los términos municipales de Aranjuez (Madrid) y Ontígola (Toledo), y cuyas obras de plataforma cuentan con un presupuesto de 113,82 millones de euros. El proyecto lo hizo SENER, la empresa constructora fue la UTE ACCIONA-OBRAS SUBTERRÁNEAS y la asistencia técnica corrió a cargo de GETINSA, aunque cuando vieron lo que tenían entre manos entraron también en juego la UPM, la UPC y el CEDEX.
Os paso a continuación un vídeo que presenta el túnel de El Regajal, así como el proceso constructivo del túnel y singularidades de la obra.
El puente de Vidin-Calafat o puente II del Danubio es un puente carretero y ferroviario abierto en junio de 2013 entre las poblaciones de Vidin (Bulgaria) y Calafat (Rumanía). El puente atraviesa el Danubio, constituyéndose en el segundo nexo sobre este río entre ambos países. El puente ha sido diseñado por la ingeniería española Carlos Fernández Casado, Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) se hizo cargo de levantar el puente y la vía ferroviaria a un coste aproximado de 225 millones de euros, mientras que el acceso a la plataforma corrió a cuenta de la también empresa española Azvi. Consta de tres partes claramente diferenciadas: el viaducto de acceso para el ferrocarril, en tierra. Las dos restantes suponen la construcción de un puente de dovelas prefabricadas, de 13 vanos, con luces entre 80 m en el canal no navegable y 180 m en el canal navegable.
La construcción comenzó oficialmente el 13 de mayo de 2007. Es el mayor proyecto de construcción búlgaro, el segundo puente sobre el Danubio, tiene una longitud total de 1.951 m. Consiste en la construcción de un puente combinado para tráfico rodado y ferroviario, que consta de cuatro carriles, ferrocarril de vía sencilla, carril bici y dos aceras para peatones y servicio y adicionalmente la construcción de las infraestructuras necesarias para el tráfico rodado y ferroviario, que incluyen una nueva estación de mercancías, 17 nuevos kilómetros de ferrocarril, la rehabilitación de la estación de pasajeros existente y la ejecución de siete enlaces a distinto nivel.
Hasta ahora, las dos ciudades estaban únicamente comunicadas por un ferry que no partía hasta que no se completaba el pasaje. El trayecto y los trámites aduaneros suponían hasta tres horas de tiempo que con el nuevo puente se verán reducidas a menos de quince minutos.
Os dejo varios vídeos explicativos de este puente. Espero que os gusten.
Eurotunel es un túnel ferroviario que cruza el canal de la Mancha, uniendo Francia con el Reino Unido. La construcción del túnel fue iniciada en 1986 y terminado en 1994, con una inversión total de 14,7 mil millones de euros. En la actualidad, cerca de 500 trenes circulan por el túnel cada día, con un tiempo de travesía de unos 35 minutos entre Calais/Coquelles (Francia) y Folkestone (Reino Unido). Tiene una longitud de 50,5 km, 39 de ellos submarinos, siendo así el segundo túnel submarino más largo del mundo, con una profundidad media de 40 metros, detrás del Túnel Seikan, cuya longitud es de 53 km. El servicio ferroviario por el Eurotúnel tiene dos variantes: el Eurostar, para pasajeros, y el Shuttle, que transporta camiones, automóviles y motos.
Está formado por tres galerías:
Dos túneles de 7,6 m de diámetro reservados para el transporte ferroviario, uno de ida y otro de vuelta (A).
Una galería de servicios de 4,8 m, preparada para la circulación de vehículos eléctricos (B).
Sección transversal del túnel. Wikipedia.
Estas tres galerías están unidas cada 375 m por otras galerías transversales de auxilio y mantenimiento (C) y (D), que permiten que haya una corriente de aire para disminuir la presión, evitando así la propagación del humo en caso de incendio, así como la resistencia aerodinámica al paso de los trenes que circulan a 140 km/h. Cada túnel ferroviario contiene una sola vía, catenaria y dos pasarelas que se utilizan para las evacuaciones de emergencia, incluyendo un cruce submarino que permite a los trenes pasar de un túnel a otro para facilitar las operaciones de mantenimiento.
La construcción de un túnel que uniera Inglaterra con Francia fue propuesto por primera vez en 1802. El proyecto, sin embargo, no se materializó debido a la ausencia de técnicas apropiadas para la construcción de este tipo de túneles. La construcción del Eurotúnel no fue nada fácil. Un total de 11 tuneladoras, cada una con un peso de aproximadamente 450 toneladas, se emplearon para excavar los túneles. Los dientes montados en su parte frontal están hechos de un metal extremadamente duro y al girar van penetrando en el terreno, haciendo espacio para que la máquina pueda seguir avanzando. La perforadora empleada en el Eurotúnel tenía 8,78 m de diámetro y 200 m de longitud, con un peso total de 11.000 toneladas.
La planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda exige disponer de técnicas eficientes de optimización de rutas. El sistema de optimización de rutas disponible, no sólo afecta el desarrollo de operaciones sino, también las decisiones tácticas y estratégicas como el tamaño óptimo de flota, estimación de costes, políticas de publicidad y rotura de servicio, etc. Por ejemplo, es habitual la venta de paquetes turísticos que incluyen el transporte; los precios se fijan mucho antes de que la demanda de transporte sea conocida, siendo frecuentes las cancelaciones de última hora y la llegada de nuevos clientes. Si el número de pasajeros que debe ser transportado es pequeño, en comparación con la máxima capacidad de carga del vehículo óptimo a la distancia correspondiente, los beneficios o pérdidas generadas por el transporte dependen críticamente de la eficiencia del sistema de optimización de rutas. La Figura describe la influencia de la optimización de operaciones en la planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda.
Planificación y Gestión de Redes de Distribución de Baja Demanda
El transporte de materiales a una obra normalmente se hace por carretera, alguna vez por ferrocarril o en embarcaciones, pero rara vez con medios aéreos. En este caso se trata de la rehabilitación del Caminito del Rey, considerada durante algún tiempo el camino más peligroso del mundo. Se trata de un paso peatonal construido en las paredes del desfiladero de los Gaitanes, en El Chorro, entre Álora y Ardales, en la provincia de Málaga (España). Tiene una longitud de 3 km con largos tramos con una anchura de apenas 1 m colgando hasta 100 m de altura sobre el río, en unas paredes casi verticales.
Las necesidades de mantenimiento de los saltos del Gaitanejo y del Chorro, obligaron a la Sociedad Hidroélectrica del Chorro a construir entre 1901 y 1905 un acceso entre ambos a través del desfiladero de los Gaitanes, cordillera Bética, Málaga. Cuatro años se tardó en abrir un camino a lo largo de los trece kilómetros de la garganta abierta por el río Guadalhorce, que muestra dos estrechamientos con una zona abierta entre ambos. El situado en el lado sur es el más espectacular de ambos. Fue en mayo de 1921 cuando Alfonso XIII recorrió esta pasarela para asistir a la inauguración del Embalse del Conde del Guadalhorce, título que el Rey dio al ingeniero responsable de aquella obra.
El paso del tiempo y el abandono de su mantenimiento hizo mella en el Caminito: en los años 90 presentaba un estado lamentable, con la barandilla desaparecida en casi todo su recorrido, numerosas secciones derrumbadas y las que quedaban amenazando con hacerlo. Precisamente fue su peligrosidad uno de los factores que contribuyó a su fama. Muchos excursionistas se dirigían a El Chorro para recorrer el Caminito (aunque también por su zona de escalada, una de las más importantes de Europa). Esto propició numerosos accidentes (algunos mortales) a lo largo de los años y acrecentó su leyenda negra.
Os paso un par de vídeos. Uno sobre el transporte de materiales y otro sobre el propio Caminito del Rey.
Grabado realizado en 1881 del canal de Suez. Wikipedia
El canal de Suez es una vía artificial de navegación situada en Egipto que une el mar Mediterráneo con el mar Rojo. Su longitud es de 163 km entre Puerto Saíd (en la ribera mediterránea) y Suez (en la costa del mar Rojo). Esto hizo posible permitir un tránsito marítimo directo entre Europa y Asia, eliminando la necesidad de rodear toda África como venía siendo habitual hasta entonces, lo que impulsó un gran crecimiento en el comercio entre los dos continentes.
Las obras de excavación del canal se iniciaron oficialmente el 10 de abril de 1859 promovidas por el francés Ferdinand de Lesseps, autorizado por las autoridades egipcias de la época. Fue inaugurado en 1869. En el momento fue realizada una de las más grandes obras de la ingeniería del mundo por decenas de miles de nativos (fellahs) llevados por la fuerza desde todas las regiones de Egipto. Al principio no se disponía de maquinaria y todo tenía que hacerse a mano. Mueren miles de personas por fatiga, ritmo de trabajo, clima tórrido, cólera, zona sin agua, etc. El trabajo se aceleró después de la introducción de las dragas de cangilones. Al final de 1865 se contabilizan, entre Puerto Saíd y Suez 50 dragas, 20 grúas de vapor, 129 barcazas, 30 aparatos elevadores y 20 locomotoras. El 17 de febrero de 1867 un primer barco atravesó el canal, aunque la inauguración oficial se realizó el 17 de noviembre de 1869 con la presencia de la emperatriz Eugenia de Montijo.
La construcción del canal de Suez marcó un hito en la historia de la tecnología ya que, por primera vez, se emplearon máquinas de excavación especialmente diseñadas para estas obras, con rendimientos desconocidos hasta esa época. En algo más de dos años se excavaron más de 50 millones de metros cúbicos, de los 75 millones del total de la obra.
Vista del Canal de Suez. http://olinalzin18.wordpress.com/
La ingeniería española también estuvo implicada en la construcción del canal con Cipriano Segundo Montesino, Eduardo Saavedra y Nemesio Artola. En este enlace podéis leer un poco más al respecto. Para conocer más detalles sobre el Canal de Suez, puedes visitar la web oficial de Suez Canal Authority (en inglés, pero altamente recomendable).
Algunos datos desde su inauguración:
1869, inauguración
1875, gobierno británico compra las acciones egipcias
1888, por convenio internacional canal abierto a todas las naciones
1936, Británicos reciben los derechos de mantener fuerzas militares en el canal
1948, egipcios regulan uso de canal por barcos que sirven a puertos israelitas
1954, acuerdo para retirada británica a los 7 años
1956, junio, retirada británica
1956, 26 de julio, Egipto nacionaliza el canal
1956, 31 de octubre, ataques de Francia y Gran Bretaña para abrir el canal a todos los barcos. Egipto amenaza con hundir 40 barcos que había en el canal
1957, marzo, reapertura del canal, O.N.U. interviene
1967, junio, guerra de los seis días, cierre del canal
1975, 5 de junio, reapertura del canal
1979, uso sin restricciones para Israel tras acuerdo de paz
Pero lo mejor será ver el vídeo que nos presenta la serie Megaestructuras, del Canal Historia. Espero que os guste.
También os dejo un “timelapse” sobre el recorrido del canal.
Me ha parecido interesante rescatar una pequeña publicación, que ya tiene 10 años, donde se aplicaba un algoritmo de optimización heurística curioso: Old Bachelor Acceptance, o “algoritmo del solterón“. En este caso, aplicado a la optimización de redes de transporte con flotas heterogéneas. Resulta curioso ver cómo determinados comportamientos sociales (colonias de hormigas), principios naturales (teoría de la evolución) o recreaciones de nuestro cerebro (redes neuronales) son capaces de resolver problemas complejos de optimización.
Espero que os sea de interés.
GDE Error: Error al recuperar el fichero. Si es necesario, desactiva la comprobación de errores (404:Not Found)
