Figura 1. Encofrado a medida en tres dimensiones. https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/encofrado-especial/freeform-formwork.html
En este apartado se incluyen aquellos encofrados no incluidos en los habituales encofrados verticales y horizontales. Algunas características de estos encofrados especiales serían las siguientes:
Geometrías complejas: Se trata de formas que no pueden lograrse mediante encofrados estándar o tradicionales. Suelen ser construcciones con diversas curvaturas, que requieren modelos tridimensionales (Figura 1).
Altas presiones o cargas: Requieren encofrados con un mayor refuerzo.
Acabados singulares: Son encofrados que buscan una terminación de una calidad especial (Figura 2).
Condiciones especiales de obra: En el caso de que la obra no permita usar encofrados convencionales. En estos casos se diseñan encofrados a medida o se instalan estructuras auxiliares o de apoyo, siendo comunes en obras marítimas (Figura 3).
Figura 2. Museum of Tomorrow. https://www.peri.es/proyectos/cultural-buildings/museum-of-tomorrow.html
Para aumentar la rentabilidad y la reutilización de los elementos, los encofrados especiales aprovechan al máximo las piezas normalizadas de las estructuras auxiliares existentes en el mercado. La madera es el material que más se adapta a cualquier tipología, siendo reforzada con correas metálicas. Otras veces los encofrados son de acero o incluso de aluminio, lo que permiten unas 1000 puestas. Es habitual el uso en proyectos con unidades repetitivas, como es el caso de las viviendas sociales en países en desarrollo.
Figura 3. Contradique de obras de abrigo de Valencia. https://rubricaingenieria.com/es/rubrica-proyecto/contradique-obras-de-abrigo-valencia/
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.
Figura 1. Encofrado de losa. https://www.ulmaconstruction.es/es-es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-losa-recuperable-rapid
El encofrado horizontal se configura como una estructura provisional auxiliar compuesta por elementos prefabricados metálicos y madera. Estos componentes se ensamblan para sostener y dar forma al hormigón fresco hasta que adquiera la resistencia adecuada. Se utiliza para la ejecución de estructuras horizontales, tales como forjados, vigas o losas. En otros artículos de este mismo blog ya se describieron los encofrados para los forjados reticulares y las mesas encofrantes o sistemas premontados.
Es importante comprobar la disposición correcta del armado del forjado o de la losa, así como la propia preparación del encofrado, el vertido del hormigón, el control de la temperatura y la humedad relativa, así como el empleo de desencofrantes, entre otros factores.
Figura 2. Encofrado horizontal con vigas metálicas. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-vigas-metalicas-btm
Según la forma de ejecución, los forjados se clasifican en los siguientes tipos:
Forjados in situ: Empleados en la construcción de losas y forjados bidireccionales, ya sean macizos o aligerados. Requieren la instalación de un encofrado y un apuntalado o cimbrado integral. Además, el aligeramiento, como en el caso de los casetones, puede ser recuperable o perdido.
Forjados parcialmente prefabricados: Utilizados en los forjados unidireccionales mediante viguetas o semiviguetas. Este sistema implica la necesidad de un encofrado y apuntalamiento completos de la superficie. Aquí se incluye el forjado con chapa colaborante como encofrado perdido (chapa grecada), donde solo se requiere el apuntalamiento o cimbrado (Figura 3).
Forjados completamente prefabricados: Construidos con prelosas nervadas o aligeradas, generalmente unidireccionales. Solo es necesario el encofrado y el apuntalamiento o cimbrado en algunas zonas específicas (Figura 4).
Figura 3. Chapa colaborante. https://mundopanelpalma.com/productos/mg-60-220-encofrado-perdido-y-colaborante/
Figura 4. Tareas de aproximación y fijación de la losa alveolar por parte del operario con sistema de protección anticaídas. https://equiposdetrabajoenaltura.lineaprevencion.com/equipos-de-trabajo/encofrados/descripcion-general-y-aplicaciones-2/encofrados-horizontales
El encofrado horizontal lo integra la superficie encofrante, la estructura resistente y los elementos sustentantes que transfieren las cargas al suelo. Se pueden distinguir, entre otros, los siguientes elementos:
Las correas reticulares, longitudinales o sopandas soportan el peso del forjado y la carga de trabajo, distribuyéndola a los puntales. Sus extremos presentan enganches que facilitan su ensamblaje. En la parte inferior del perfil, se disponen pivotes para ubicar los puntales y repartir las cargas.
El portacorreas reticular, transversal o portasopanda posiciona las correas a distancias predefinidas y permite nivelarlas. Al igual que las correas, los portacorreas pueden ser perfiles de acero laminado o vigas de madera.
El cabezal recuperable o basculante se localiza sobre la correa longitudinal y sirve para la recuperación parcial del encofrado. Incluye un pasador que facilita su montaje y desmontaje al retirar los tableros de apoyo. Cuenta con un seguro o soporte de seguridad para prevenir desmontajes involuntarios.
El cabezal de carga, con forma de horquilla o en U, actúa como elemento de sustentación.
El cabezal de caída posibilita la retirada del encofrado recuperable, mediante un giro de cuña, sin dejar caer los elementos al suelo.
Los tableros, comúnmente de madera, se emplean para cubrir el área donde se vierte el hormigón. Sus dimensiones y geometría varían según las características del forjado o losa. Existen distintos tipos de tableros que permiten acabados y texturas específicas, incluyendo versiones reforzadas que mejoran la resistencia y reducen la deformación bajo las cargas.
El puntal, esencial para el apeo del forjado o losa de hormigón, suelen ser telescópicos de acero. Consisten en dos tubos que pueden desplazarse uno dentro del otro, y se eligen en función de su protección contra la corrosión, de su resistencia y su longitud de extensión máxima.
Adjunto unos vídeos que os pueden servir para tener una mayor idea de este tipo de encofrado.
Os dejo un catálogo de ULMA sobre un encofrado horizontal, que espero os sea de utilidad.
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.
En lo que respecta a la seguridad y salud en el uso de encofrados y cimbras, existen un conjunto de normativas, recomendaciones y buenas prácticas que incluyen normativas básicas, leyes y reglamentos de cumplimiento obligado. Además, se encuentran las normativas técnicas UNE, las cuales consisten en especificaciones técnicas no vinculantes, a menos que se indique lo contrario. Por último, se incluyen las Notas Técnicas de Prevención (NTP), que se presentan como guías de buenas prácticas y se consideran recomendaciones no obligatorias, a menos que se establezca lo contrario. Veamos estas normas a fecha de hoy (AFECI, 2021); no obstante, si se detecta que alguna está obsoleta o que existen nuevas normativas, se agradecería se comunicara para actualizar el listado:
Normativas básicas, leyes y reglamentos de obligado cumplimiento:
Constitución Española: en su artículo 40.2, encomienda a los poderes públicos velar por la seguridad e higiene en el trabajo.
Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales.
Ley 54/2003, de 12 de diciembre, de reforma del marco normativo de la prevención de riesgos laborales.
Directiva 92/57/CEE del Consejo, de 24 de junio, relativa a las disposiciones mínimas de seguridad y de salud que deben aplicarse en las obras de construcción temporales o móviles.
Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción.
Real Decreto 2177/2004, de 12 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura.
Real Decreto 171/2004, de 30 de enero, por el que se desarrolla el artículo 24 de la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales, en materia de coordinación de actividades empresariales.
Real Decreto 604/2006, de 19 de mayo, por el que se modifican el R.D. 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el reglamento de los servicios de prevención, y el R.D. 1627/97, de 24 de octubre, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción.
Orden Circular 3/2006 sobre medidas a adoptar en materia de seguridad en el uso de instalaciones y medios auxiliares de obra.
Normativas técnicas UNE
UNE 180201:2022 Encofrados. Diseño general, requisitos de comportamiento y verificaciones.
UNE-EN 795:2012 Protección contra caídas de altura: Dispositivos de anclaje. Requisitos y ensayos.
UNE-EN 341:2011 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Dispositivos de rescate.
UNE-EN 353-1:2014 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje. Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje rígida.
UNE-EN 353-2:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje flexible.
UNE-EN 354:2011 Equipos de protección individual contra caídas. Equipos de amarre.
UNE-EN 355:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Absorbedores de energía.
UNE-EN 360, 361, 362 y 363 Equipos de protección individual contra caídas de altura (dispositivos retráctiles, arneses, conectores y sistemas contra caídas, respectivamente).
UNE-EN 795:2012 Equipos de protección individual contra caídas. Dispositivos de anclaje.
UNE-EN 813:2009 Equipos de protección individual contra caídas. Arneses de asiento.
UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
UNE-EN 358:2018 Equipo de protección individual para sujeción en posición de trabajo y prevención de caídas de altura. Cinturones y equipos de amarre para posicionamiento de trabajo o de retención.
UNE-EN 360:2002 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas retráctiles.
UNE-EN 13374-2013 Sistemas provisionales de protección de borde. Especificaciones del producto. Métodos de ensayo.
UNE-EN ISO 14122-4:2017 Seguridad de las máquinas. Medios de acceso permanentes a máquinas. Parte 4: Escalas fijas.
UNE-CEN/TR 15563 IN Equipamiento para trabajos temporales de obras. Recomendaciones de seguridad y salud.
UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
UNE-EN 13414-1:2004+A2:2008 Eslingas de cables de acero. Seguridad. Parte 1: Eslingas para aplicaciones generales de elevación.
NTP 719: Encofrado horizontal. Puntales telescópicos de acero – Año 2006.
NTP 803: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (I) – Año 2008.
NTP 804: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (II) – Año 2008.
NTP 816: Encofrado horizontal. Protecciones individuales contra caídas de altura – Año 2008.
NTP 834: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (I) – Año 2009.
NTP 835: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (II) – Año 2009.
NTP 836: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (I) – Año 2009.
NTP 837: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (II) – Año 2009.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.
Figura 1. Encofrado vertical para muro. Imagen: V. Yepes
La correcta utilización del encofrado es fundamental para garantizar tolerancias aceptables en las estructuras de hormigón. Según el Anejo 14 del Código Estructural, el sistema de tolerancias que adopte el autor del proyecto debe quedar claramente establecido en el pliego de prescripciones técnicas particulares, bien por referencia a este anejo, bien completado o modificado según se estime oportuno. En dicho anejo se recogen las tolerancias dimensionales a las que deben ajustarse los elementos de hormigón.
Es esencial destacar que tanto el encofrado como las cimbras requieren un mantenimiento específico y criterios para evaluar cuándo debe repararse, limpiarse o retirarse.
Para asegurar una ejecución adecuada, es necesario considerar el deterioro que el tiempo y el uso pueden provocar en las estructuras de los encofrados. La norma UNE 180201 proporciona tablas con valores admisibles para estas tolerancias y niveles de calidad.
Además, esta norma establece tres tipos fundamentales de acabado:
Clase E1 (Convencional): Se refiere al hormigón que no necesita una calidad estética, ya sea porque no es necesario o porque se le aplicará un tratamiento posterior.
Clase E2 (Para hormigón visto): Hace referencia al hormigón que requiere cierta estética y generalmente no lleva ningún recubrimiento o este es mínimo.
Clase E3 (Con control estricto de las deformaciones del encofrado): Se utiliza en estructuras singulares donde se exige un acabado superior, como en el caso de acabados con hormigón blanco.
Estas clases E1, E2 y E3 se corresponden con los grupos 5, 6 y 7, respectivamente, de la Norma DIN 18202.
La calidad de la superficie encofrante, es decir, el material que entra en contacto con el hormigón fresco, desempeña un papel crucial en este proceso. A continuación se describen los criterios de comprobación empleados en la evaluación del acabado del hormigón.
Al examinar la superficie encofrante, es esencial considerar los siguientes aspectos:
Defectos en la geometría superficial: Se deben tener en cuenta valores específicos en función de las calidades obtenidas, medidos con una regla de 3 metros para evaluar la desviación en el punto medio.
Presencia de huecos o protuberancias en la superficie: La determinación de la aceptabilidad del material para su reutilización o la necesidad de reparación dependerá de los valores obtenidos mediante mediciones.
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial: Se realiza un análisis exhaustivo de la superficie encofrante para verificar su compatibilidad con la clase de encofrado. En este punto, se examinan agujeros permitidos, distintos de los presentes en el sistema, considerando su tamaño. Además, se evalúan cortes, arañazos, muescas, fisuras, entre otros, aplicando sus respectivos criterios de aceptación. En el reverso y considerando el marco resistente, no se aceptan en ningún caso acumulaciones de hormigón en esquinas, bastidores y orificios destinados a elementos sustentables.
En el caso de superficies encofrantes de acero o aluminio, se requiere evaluar las abolladuras y determinar su profundidad máxima aceptable, a pesar de que este factor no esté contemplado en la norma UNE 180201. Es fundamental aplicar estos criterios de manera rigurosa para garantizar la calidad y conformidad del acabado del hormigón.
Criterios de comprobación
Calidad convencional
Calidad de hormigón visto
Calidad especial
Defectos en la geometría superficial
Desviación admisible medida con regla de 3 m
≤ 13 mm
≤ 5 mm
≤ 3 mm
Huecos o protuberancias en algún punto de la superficie
Profundidad o altura admisible del hueco o la protuberancia
≤ 8 mm
≤ 5 mm
≤ 2 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial
Limpieza de superficie
Se admiten restos de hormigón y lechada
Sin presencia de restos de hormigón, se admite lechada
Ningún resto de hormigón y/o lechada
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial
Agujeros admisibles distintos de los propios del sistema
≤ 8 mm
≤ 4 mm
0 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial (*)
Cortes, arañazos, muescas y fisuras con profundidad (**) y apertura admisible
≤ 8 mm
≤ 5 mm
≤ 2 mm
Abolladuras con profundidad (**) admisible en superficies metálicas en encofrados verticales u horizontales
≤ 20 mm
≤ 5 mm
(*) Aplicable únicamente a superficies fenólicas en encofrados verticales u horizontales.
(**) A menos que influyan en la resistencia, rigidez o funcionalidad, según lo indicado en el manual de instrucciones del fabricante, el cual se seguirá para determinar las dimensiones permitidas en cuanto a apertura y profundidad.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.
Figura 1. Energía específica requerida para diferentes sistemas de excavación.
La energía específica, también conocida como Specific Energy (SE) en inglés, se define como la cantidad de energía consumida para excavar un volumen unitario de roca. Esta medida se expresa en diversas unidades, tales como MJ/m, KW-h/m3, hp-h/yd3 o hp-h/t, que relacionan la energía consumida con el volumen excavado.
Es importante destacar que la energía específica tiende a aumentar cuando se busca producir partículas de un tamaño menor en una misma roca. Este incremento está directamente relacionado con el aumento de la resistencia a compresión de la roca en cuestión.
La energía específica requerida para la excavación de una determinada roca dependerá de dos factores clave: la separación de los cortadores (S) y su profundidad de ataque (P). El ratio entre estos dos parámetros, denominado S/P, se convierte en un elemento crucial al seleccionar equipos. Para rozadoras tipo “drag”, este ratio varía entre 2 y 4, mientras que para cortadores de discos oscila entre 10 y 20.
En términos prácticos, la energía específica desempeña un papel esencial al determinar los ratios de avance (m/h o m/día) de una máquina. Esta información se revela como un indicador clave para optimizar la eficiencia y el rendimiento de los equipos utilizados en la excavación de rocas.
La Figura 1 presenta el espectro de la energía específica necesaria para la fragmentación de una roca mediante diversos sistemas de excavación comúnmente utilizados.
El ratio de producción instantáneo (IPR, en inglés) de un equipo se puede calcular de la siguiente forma:
El ratio lineal de avance (ROP, en inglés) de un equipo se calcula de la siguiente forma:
El ratio de avance diario (AR, en inglés) de un equipo es:
La tabla que se presenta a continuación resulta útil para anticipar el ratio de producción (IPR) y el ratio de avance (AR) de un equipo mecánico, todo ello fundamentado en la energía específica.
Referencias:
MARTÍNEZ-PAGÁN, P. (2023). Laboreo de minas. 3.º Curso – GIRME – Ingeniería de Minas. Universidad Politécnica de Cartagena.
ROSTAMI, J. (2011). Mechanical Rock Breaking. In SME Mining Engineering Handbook, 3rd Edition, Darling, P. (Ed.), Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 417-434.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Figura 1. https://www.robbinstbm.com/products/mining-machines/mine-development-machine/
La Máquina de Desarrollo Minero “Mine Development Machine” (MDM) es un equipo especializado diseñado para la perforación de secciones no circulares, específicamente rectangulares, en entornos de rocas con una resistencia a la compresión de hasta 200 MPa. Este dispositivo está equipado con un cabezal de corte rotativo que cuenta con cortadores de disco para garantizar una eficiente excavación.
Hasta ahora, la excavación de galerías mineras y túneles de acceso se ha llevado a cabo mediante una metodología de perforación y voladura a menudo lenta y ardua. Históricamente, los métodos de túneles mecanizados han carecido de la personalización necesaria para agilizar las actividades mineras. El MDM ofrece una tasa de excavación el doble de rápida que la perforación y voladura, en el caso del modelo Robbins MDM5000. El perfil rectangular elimina la necesidad de verter una solera o cortar el invertido, lo que permite su uso inmediato por la flota de vehículos de la mina.
Su aplicación principal se encuentra en la construcción de infraestructuras mineras, especialmente en el desarrollo de túneles de acceso o galerías con dimensiones de 5,0 m de ancho por 4,5 m de alto. La solera resultante del túnel queda en condiciones óptimas para ser utilizada por los equipos mineros que operan sobre ruedas, facilitando así el transporte y movimiento en el interior de la mina.
Figura 2. https://www.robbinstbm.com/products/mining-machines/mine-development-machine/
El MDM utiliza gran parte de la misma tecnología que una máquina perforadora de túneles, incluyendo cortadores de disco que se desplazan en la misma pista durante un ciclo de perforación. Durante la perforación, los agarres se extienden contra las paredes del túnel, reaccionando al impulso hacia adelante de la máquina, al igual que en las TBM estándar. Los cilindros hidráulicos de propulsión se extienden, empujando los cortadores hacia la roca. La transferencia de este alto impulso a través de los cortadores de disco giratorios crea fracturas en la roca, provocando que los fragmentos se desprendan de la cara del túnel. Un sistema único de agarre flotante presiona contra las paredes laterales y se bloquea en su lugar mientras los cilindros de propulsión se extienden, permitiendo que la viga principal avance el MDM. Además, se coloca soporte continuo inmediatamente detrás del cabezal cortador en un patrón que cumple con los estándares de la mina. El soporte y la instalación de servicios públicos como tuberías, ventilación e iluminación se realizan simultáneamente a la perforación. Dado que la roca se fractura mecánicamente, no se requiere trituración secundaria y la roca rota es adecuada para el transporte mediante cintas transportadoras.
Existen algunas diferencias clave: mientras que una TBM estándar tiene un movimiento circular constante coincidente con el eje del túnel durante la perforación, el MDM utiliza un movimiento oscilante del cabezal cortador. El cabezal cortador del MDM oscila hacia arriba/abajo alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje del túnel. La evacuación de material en el MDM es bastante diferente a la de una TBM estándar, con el material desplazándose hacia atrás desde el cabezal cortador en cada barrido descendente hacia una cinta transportadora o cadena instalada en el invertido. Esencialmente, la carga de la cinta transportadora se ejecuta mediante el barrido descendente del cabezal cortador en lugar de que los cucharones de material se vacíen sobre una cinta transportadora mientras el cabezal cortador gira, como en la configuración de una TBM estándar.
El MDM presenta diversas ventajas para las minas en comparación con otros métodos, como la perforación y voladura. La perforación con el MDM tiene tasas de avance aproximadamente el doble de las de una perforación y voladura, lo que resulta en paredes de túneles más uniformes, menos desprendimiento excesivo y un menor requerimiento de soporte estructural. El aumento en las tasas de avance se debe en parte al progreso continuo de la máquina, a diferencia de las operaciones de perforación y voladura, donde los equipos deben salir del túnel durante la detonación por motivos de seguridad. Además, la instalación simultánea de soporte estructural aumenta aún más las tasas generales de avance en comparación con las operaciones de perforación y voladura que deben instalar el soporte estructural de manera secuencial.
Este avanzado equipo ha demostrado su eficacia en la mina de plata de Fresnillo, ubicada en México. Su rendimiento se destaca con avances notables de 10-12 metros por día en condiciones de rocas con una resistencia inferior a 100 MPa, y de 7-10 metros por día en terrenos más desafiantes, con resistencia en el rango de 100-150 MPa. La máquina ha perforado a velocidades de hasta 52 metros en una semana y 191 metros en un mes en andesita y esquisto con intrusiones de cuarzo que desafiaron intentos previos de excavación con rozadoras.
La versatilidad y eficiencia de la MDM la convierten en una herramienta crucial para la ejecución de proyectos mineros, mejorando la productividad y la seguridad en el desarrollo de túneles y galerías en condiciones diversas.
Os dejo algunos vídeos de esta máquina.
Os dejo, también, un artículo explicativo de esta máquina.
DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Río Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Figura 1. Cat HW300 Highwall Miner, https://h-cpc.cat.com/cmms/v2?&f=subfamily&it=group&cid=406&lid=en&sc=CA&gid=18296377&nc=1
Dentro de los equipos empleados en la excavación mecánica en minería a cielo abierto destacan los “Highwall Miners”. Estos avanzados equipos mineros desempeñan un papel crucial en la extracción de minerales al excavar sobre paredes o muros verticales. Constituyen una combinación ingeniosa entre un minador continuo (CM) y la estructura exterior que proporciona el soporte necesario para el minador. Su aplicación se centra en la explotación de capas delgadas de carbón, yeso u otras rocas de dureza media a blanda, siendo especialmente idóneos para la minería de contorno.
Con la capacidad de extraer minerales de carbón con potencias de hasta 1,5 metros, estos equipos representan una solución eficiente y productiva para la industria minera. La versatilidad de estos dispositivos permite alcanzar grandes producciones, llegando hasta las 110,000 toneladas al mes, con tan solo cuatro personas operando el equipo.
Destacando entre sus características, el equipo Cat HW300 Highwall Miner demuestra su capacidad al trabajar en bermas de hasta 18 metros. Esta notable amplitud de acción amplía las posibilidades de extracción y facilita la labor minera en entornos desafiantes.
Figura 2. https://cinmine.com/products/highwall-miner-products/
Además de su eficiencia en la producción, estos equipos demuestran su valía al recuperar hasta un 70% del carbón presente en las capas explotadas, lo que contribuye significativamente a maximizar la rentabilidad de las operaciones mineras.
En resumen, estos equipos de vanguardia no solo destacan por su capacidad para extraer minerales en condiciones específicas, sino que también ofrecen eficiencia, productividad y rentabilidad, convirtiéndose en piezas clave para el éxito de la industria minera en la extracción de recursos en capas delgadas.
Os dejo a continuación algunos vídeos para que veáis el funcionamiento de estos equipos.
Referencias:
DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Figura 1. https://www.epiroc.com/es-es/products/rock-drilling-tools/geotechnical-drilling-tools/large-diameter-drilling-solustions/cluster-drills
El sistema Cluster-Drill constituye un avance en la técnica de perforación rotopercutiva diseñado especialmente para perforaciones de gran diámetro. Este sistema está conformado por un conjunto de martillos en fondo (DTH) que resulta ideal para la construcción de chimeneas.
Los diámetros de las perforaciones abarcan desde 915 mm hasta 1778 mm. Este sistema permite alcanzar grandes profundidades, llegando hasta los 300 m en roca dura y abrasiva.
Además de posibilitar la perforación de cada martillo TDH de manera independiente, también incorpora un módulo rotativo que los contiene. Este módulo principal puede extenderse para recoger los detritos generados durante el proceso.
Figura 2. https://www.epiroc.com/es-es/products/rock-drilling-tools/geotechnical-drilling-tools/large-diameter-drilling-solustions/cluster-drills
Os paso un vídeo de Atlas Copco de este sistema de perforación.
Referencias:
DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Hemos presentado en la 7th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering una comunicación sobre la implementación de un modelo que considere la interacción entre el suelo y la estructura (SSI) en el diseño óptimo de pórticos de hormigón armado en edificación. El trabajo propone una metodología para simular la interacción suelo-estructura en los procesos de optimización estructural, utilizando un modelo tipo Winkler que considera la deformación adicional de la superestructura durante la carga, lo que conduce a diseños sostenibles más eficientes y duraderos. El objetivo es crear un escenario más realista considerando el asentamiento del suelo y su influencia en el coeficiente de rigidez, que no se tiene en cuenta en los métodos tradicionales de soportes rígidos o articulados, lo que lleva a un diseño de superestructura ineficiente. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El estudio compara los diseños optimizados de las estructuras con los soportes clásicos (métodos tradicionales) y el modelo sugerido, lo que demuestra la influencia de considerar la interacción entre el suelo y la estructura en la eficiencia del diseño de la superestructura. Los resultados muestran que el uso de soportes tradicionales conduce a diseños ineficientes, lo que pone de relieve la necesidad de modelos más realistas que tengan en cuenta esta interacción.
El documento también analiza el comportamiento de los diferentes tipos de suelo y cómo se refleja en el modelo propuesto. Considera tanto los suelos cohesivos como los granulares, destacando los asentamientos diferenciales y las tensiones adicionales que se producen en los modelos con interacción, y que no ocurren en los modelos con soportes rígidos.
Los resultados de este estudio se pueden resumir de la siguiente forma:
Los diseños optimizados de los modelos con interacción generan más emisiones que los modelos tradicionales, lo que indica que la superestructura de los modelos que consideran el SSI está más estresada. Sin embargo, esto no significa que no tener en cuenta la interacción sea más beneficioso.
Las estructuras con soportes rígidos requieren menos material en la superestructura, pues están menos estresadas, pero no reflejan los asentamientos diferenciales que existen en la práctica.
Los suelos granulares son más propensos a los asientos diferenciales, y el aumento de la curvatura resultante de los asientos diferenciales afecta más a las columnas que a las vigas.
Las diferencias más significativas entre los modelos con SSI y los modelos con soportes clásicos se observan en el estudio de caso en el que la carga axial que llega a los cimientos es mayor debido a un nivel adicional, lo que agudiza el fenómeno del asiento diferencial.
Los resultados demuestran la influencia del SSI en la eficiencia del diseño de la superestructura, y destacan la necesidad de modelos más realistas que tengan en cuenta el SSI para diseños sostenibles más eficientes y duraderos.
Abstract:
This paper proposes a methodology to simulate the soil-structure interaction (SSI) in structural optimization processes. The aim is to create a scenario more aligned with reality, which is not reflected in the traditional methods of considering perfectly rigid or articulated supports. A Winkler-type model is proposed where a hyperbolic equation that relates the pressure p with the settlement S is used to calculate the stiffness coefficient k. This coefficient simulates the interaction that causes additional deformation of the superstructure during the loading process, increasing internal forces. Several reinforced concrete frame structures with traditional rigid supports and the proposed SSI model are optimized to demonstrate the influence of this phenomenon. The results show that using traditional supports, as is commonly done, leads to inefficient superstructure design. Therefore, the proposed methodology is conducive to creating more realistic models that allow for more efficient and durable sustainable designs.
NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Model for considering soil-structure interaction and its implementation in the optimal design of RC frame structures. 7th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering, CMMoST 2023. 29 nov – 01 dec, Málaga (Spain).
Os paso a continuación un artículo que acabamos de publicar en la revista ANUARI d’Arquitectura. El trabajo analiza el impacto de la crisis económica de 2008 en el sector de la vivienda en España, que provocó un envejecimiento del parque de viviendas y dificultades para acceder a la vivienda. Destaca la necesidad de rehabilitación social de las viviendas existentes y la importancia de una vida sostenible. El artículo enfatiza el cambio hacia la rehabilitación de viviendas existentes en lugar de construir otras nuevas, lo que presenta un nuevo desafío para que la arquitectura aborde las necesidades de la sociedad.
Se pueden aportar las siguientes contribuciones del trabajo:
El trabajo destaca el impacto de la crisis económica de 2008 en el sector de la vivienda en España, que provocó un envejecimiento del parque de viviendas y dificultades para acceder a la vivienda.
Hace hincapié en la necesidad de la rehabilitación social de las viviendas existentes como respuesta a las demandas de la sociedad y en la importancia de promover una vida sostenible.
El documento analiza la demanda social de viviendas con características específicas, como los balcones y la eficiencia energética, y la importancia de adaptar los edificios a las nuevas demandas.
Explora el uso de herramientas de simulación del rendimiento de edificios (herramientas BPS) para facilitar los análisis especializados y mejorar el impacto ambiental de los edificios.
El documento también destaca los avances en los materiales y técnicas de construcción, como el uso de materiales puzolánicos y el sistema de aislamiento térmico externo (ETIS), para mejorar la utilización de los recursos, la durabilidad y la eficiencia energética.
Alinea el concepto de renovación de edificios con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, en particular el ODS 11 (ciudades y comunidades sostenibles) y el ODS 9 (infraestructura resiliente e industrialización sostenible)
Resumen:
El año 2008 se desencadenó una crisis económica mundial que hizo temblar los cimientos de la sociedad y produjo cambios en su visión. En España, esta crisis afectó con crudeza al sector inmobiliario, dejando miles de viviendas vacías. En la actualidad, aún quedan vestigios de esta herida en la sociedad: un parque de vivienda envejecido y la dificultad de acceso a la vivienda, entre otros factores. Este contexto social, sumado a la necesidad de trabajar para conseguir una manera de habitar más sostenible, justifica una necesidad social que se está convirtiendo en una realidad. Rehabilitar vivienda en lugar de construir nueva. Un nuevo reto para la arquitectura en respuesta a la sociedad. Un nuevo reto para el que se están planteando diferentes soluciones.
Palabras clave:
BIM; rehabilitación de edificios; sostenibilidad; vivienda
