Nos acaban de publicar en la revista Sustainaibility (segundo cuartil en Web of Science) un artículo donde se aplica la toma de decisiones multicriterio (AHP y Vikor) para seleccionar el tipo de puente de vano corto más idóneo desde el punto de vista de la sostenibilidad en el contexto de Brasil.
Se trata del fruto del trabajo conjunto desarrollado por el profesor Moacir Kripka, catedrático de estructuras en la Universidade de Passo Fundo, que estuvo de estancia en nuestra universidad hace unos meses.
Este artículo forma parte de nuestra línea de investigación DIMALIFE en la que se pretenden optimizar estructuras atendiendo no sólo a su coste, sino al impacto ambiental y social que generan a lo largo de su ciclo de vida.
Como se trata de una publicación en abierto, os dejo a continuación el artículo completo para su descarga.
Ayer 1 de marzo de 2019 tuvo lugar la defensa de la tesis doctoral de D. Jorge Salas Herranz denominada «Vulnerabilidad urbana, nueva caracterización y metodología para el diseño de escenarios óptimos», dirigida por Víctor Yepes Piqueras. La tesis recibió la calificación de «Sobresaliente cum laude» por unanimidad. Presentamos a continuación un pequeño resumen de la misma.
Resumen:
La vulnerabilidad urbana es un problema a cuya solución la planificación estratégica urbana puede realizar una importante contribución, y cuya evaluación ha despertado un interés creciente en diferentes países. En España, este interés ha cristalizado en forma de Observatorio de Vulnerabilidad Urbana, donde se ofrece una evaluación que clasifica barrios en vulnerables o no vulnerables de acuerdo a tres indicadores básicos. Esta evaluación, sin embargo, no se ajusta aún a los requisitos actuales en materia de planificación estratégica, dificultando así su implementación en este tipo de procesos y haciendo necesaria su actualización.
La tendencia actual en planificación estratégica urbana se caracteriza por una serie de atributos que han sido objeto de desigual interés por parte de la comunidad científica, dando lugar a diferentes grados de avance en los métodos con los que implementarlos. Estos métodos tienen por objetivo posibilitar el empleo de enfoques cognitivos, e incorporar procesos participativos en el diseño de estrategias como medio de legitimarlas y para captar las preferencias de los diferentes interesados. También persiguen modelizar la naturaleza dinámica y multi-escala de los aspectos tanto temporales como político-administrativos que afectan a los problemas de planificación propios de este campo. La capacidad estratégica es, así mismo, otra cualidad demandada, para lo cual el empleo de enfoques multi-objetivo ofrecen una alternativa válida a la hora de localizar estrategias con las que hacer frente a los diversos problemas que acucian a nuestra sociedad.
Flamante doctor junto con el tribunal (Montserrat Zamorano, Javier Ordóñez y Eugenio Pellicer) y el director de la tesis
Toda estrategia, además, cifra buena parte de sus posibilidades de éxito en una correcta apreciación de las circunstancias que la rodean lo cual, por otro lado, la hace dependiente de las incertidumbres asociadas. En el ámbito de la planificación estratégica urbana, la creciente necesidad de incorporar estas incertidumbres a los procesos decisionales ha marcado la evolución que ha experimentado dicho campo, dando lugar al desarrollo de diferentes métodos de evaluación basados en la generación de escenarios y el análisis de alternativas bajo estos supuestos. Estos métodos analizan el comportamiento de diferentes estrategias a lo largo de un conjunto de escenarios que pueden ser óptimos o pésimos, pero no ambos. Esta laguna supone una limitación a la hora de identificar estrategias a la vez robustas frente a los escenarios más adversos, y sensibles frente a los más favorables. Entre estas técnicas, además, no figura ningún intento por incorporar la incertidumbre relacional, característica en sistemas de infraestructura implementados a lo largo de diferentes escalas político-administrativas.
Esta investigación propone solucionar dichas carencias mediante un sistema de soporte decisional integrado por diversos módulos que, en sintonía con los atributos actualmente exigibles a toda herramienta de planificación estratégica, cubra el proceso decisional completo. Partiendo de la selección de un modelo apropiado de evaluación de vulnerabilidad urbana, el sistema propuesto genera alternativas de planificación con las que hacerla frente, y permite seleccionar aquella que ofrezca un balance adecuado de riesgos y oportunidades. Así mismo, al final del proceso se ofrece un conjunto óptimo de medidas, en forma de sistema relacional, con las que acompañar la implementación de la alternativa elegida a través del tejido político-administrativo de un territorio.
Como consecuencia, es de esperar que la aplicación de la metodología propuesta contribuya a una mejor distribución de los importantes recursos movilizados para reducir la vulnerabilidad urbana y mejorar la resiliencia. Además, el sistema decisional está compuesto por una serie de métodos de caracterización, propuesta de alternativas y evaluación de incertidumbres, aplicables a problemas similares que puedan resultar de interés en el campo de la planificación estratégica urbana.
Referencias:
SALAS, J.; YEPES, V. (2019). VisualUVAM: A Decision Support System Addressing the Curse of Dimensionality for the Multi-Scale Assessment of Urban Vulnerability in Spain.Sustainability, 11, 2191. Doi:10.3390/su11082191
SALAS, J.; YEPES, V. (2019). MS-ReRO and D-ROSE methods: assessing relational uncertainty and evaluating scenarios’ risks and opportunities on multi-scale infrastructure systems.Journal of Cleaner Production, 216:607-623. DOI:10.1016/j.jclepro.2018.12.083
SALAS, J.; YEPES, V. (2018). Urban vulnerability assessment: Advances from the strategic planning outlook.Journal of Cleaner Production, 179:544-558. DOI:1016/j.jclepro.2018.01.088
SALAS, J.; YEPES, V. (2018). A discursive, many-objective approach for selecting more-evolved urban vulnerability assessment models.Journal of Cleaner Production, 176:1231-1244. DOI:1016/j.jclepro.2017.11.249
Uno de los problemas habituales, pero fáciles de resolver en el cálculo de costes y producciones de los movimientos de tierras, es no tener en cuenta los cambios de volumen que experimenta el terreno cuando se excava, transporta y compacta. A continuación os voy a contar algunos de estos conceptos. Por cierto, el material de este artículo forma parte del curso que puedes seguir en línea, en el siguiente enlace: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/
El “peso específico de un suelo“, como relación entre el peso y su volumen, es un valor dependiente de la humedad, de los huecos de aire y del peso específico de las partículas sólidas. Para evitar confusiones, las determinaciones de los ensayos de laboratorio facilitan, por un lado, el “peso específico seco” y por otro la humedad. Fijémonos que este término es diferente de la “densidad del suelo“, que establece una relación entre la masa y el volumen. Por tanto, en las siguientes definiciones, aunque hablemos de densidad, en propiedad deberíamos hablar de peso específico. Sin embargo, a efectos prácticos no hay problemas en los cálculos (uso de kilogramos-masa frente a kilogramos-fuerza o Newtons en el Sistema Internacional).
La densidad de un terreno, esto es, la masa por unidad de volumen, es una característica dependiente del estado del suelo o de las rocas. Los componentes sólidos del terreno, su ordenación, humedad, grado de compactación, índice de huecos, granulometría, son rasgos que alteran la densidad de un terreno, siendo, por tanto, necesario, referir en cada momento, qué tipo de densidad estamos tratando.
Se denomina densidad aparente a la masa de una porción de terreno por unidad de volumen. Dicha masa estaría constituida por las partículas sólidas más el agua.
Se define densidad en banco o “in situ”dBa la densidad aparente del terreno en su estado natural, antes de su extracción. El movimiento de tierras va a provocar, mediante acciones mecánicas sobre los terrenos, una reordenación de sus elementos integrantes y, por tanto, una variación de dicha densidad aparente, bien sea aumentando el volumen de los mismos (excavación), o bien disminuyéndolos (compactación). Si no existieran incrementos o disminuciones de humedad durante la manipulación del terreno, se mantendría constante el producto del volumen por la densidad aparente, es decir, la masa de la porción del terreno considerado.
Figura 2. Esponjamiento y factores de conversión
La excavación de un material va a provocar un aumento de volumen, y, por tanto, una disminución de su densidad aparente, que llamaremos densidad del material suelto dL. Esta circunstancia debe ser considerada en los cálculos de producción tanto de excavación como de transporte. Se denomina factor de esponjamientoFW —también llamado “Factor Volumétrico de Conversión FVC”, al cociente entre los volúmenes aparentes en banco y del material suelto. Dicho factor, es evidentemente, menor a la unidad. También se denomina en la bibliografía Factor de Conversión de Esponjamiento (F.C.E.).
Otra relación sería el porcentaje de esponjamiento SW, que expresaría el tanto por ciento entre el incremento de volumen y el del material en banco. Ambos conceptos se podrían referir a las densidades aparentes en banco y suelta, siempre que no hubiese variación de humedad en la manipulación, al no variar la masa total.
donde,
SW = Porcentaje de esponjamiento.
VB = Volumen que ocupa el material en banco.
VL = Volumen que ocupa el material suelto.
De la Tabla 1 pueden tomarse valores característicos de peso específico en banco y factor volumétrico de conversión, aconsejándose la determinación real para casos donde precisemos afinar mediciones o productividades.
MATERIAL
gB (t/m3)
FW
CALIZA
2,61
0,59
ARCILLA
estado natural
2,02
0,83
seca
1,84
0,81
húmeda
2,08
0,80
ARCILLA Y GRAVA
seca
1,66
0,86
húmeda
1,84
0,84
ROCA ALTERADA
75% Roca-25% Tierra
2,79
0,70
50% Roca-50% Tierra
2,28
0,75
25% Roca-75% Tierra
1,06
0,80
TIERRA
seca
1,90
0,80
húmeda
2,02
0,79
barro
1,54
0,81
GRANITO FRAGMENTADO
2,73
0,61
GRAVA
natural
2,17
0,89
seca de 6 a 50 mm.
1,90
0,89
húmeda de 6 a 50 mm.
2,26
0,89
ARENA Y ARCILLA
2,02
0,79
YESO FRAGMENTADO
3,17
0,57
ARENISCA
2,52
0,60
ARENA
seca
1,60
0,89
húmeda
1,90
0,89
empapada
2,08
0,89
TIERRA Y GRAVA
seca
1,93
0,89
húmeda
2,23
0,91
TIERRA VEGETAL
1,37
0,69
Tabla 1.- Peso específico en banco y factor de esponjamiento para distintos materiales.
La compactación consiste en someter al terreno a esfuerzos de compresión que produzcan movimientos de sus partículas, de modo que le lleven a posiciones de mayor compacidad. Ello, evidentemente, comporta una disminución del volumen aparente del material. Se denominará factor de compresibilidad FC a la relación entre el volumen del material compactado y en banco.
donde,
FC = Factor de compresibilidad.
VC = Volumen que ocupa el material compactado.
VB = Volumen que ocupa el material en banco.
Otro tipo de definiciones usadas para expresar la relación entre los componentes de un terreno, serían las siguientes:
Contenido de humedad:relación entre la masa del agua y de los sólidos.
Grado de saturación, Sr: relación entre el volumen de agua y el volumen de huecos.
Índice de poros, e: relación entre el volumen de huecos y el volumen de sólidos.
Porosidad, n: volumen de huecos referida a la totalidad del volumen.
Os dejo un vídeo donde se explican estos conceptos. Espero que os sea útil.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
Figura 1. Muro de mampostería. Fuente: http://www.generadordeprecios.info/
Los muros de fábrica están constituidos por piedras naturales, ladrillos o bloques de hormigón, que se construyen de forma manual.
Se denominan muros de sillería aquellos formados por piedras labradas finamente, de forma que las piedras se sostienen mutuamente por yuxtaposición, asentándose sobre otras mediante mortero.
Los muros de mampostería están formados por piedras sin labrar o labradas toscamente, que se colocan en dos paramentos, realizándose posteriormente su relleno (Figuras 1 y 2). La forma en la que se disponen las piezas se denomina aparejo. Los mampuestos pueden unirse mediante una argamasa o mortero o bien sin ella, en los llamados muros secos.
Figura 2. Arquitectura popular. Muro de mampostería de granito, La Torre (Ávila). Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mamposter%C3%ADa_1.JPG
Os dejo a continuación un vídeo corto sobre cómo se construye un muro de piedra.
Aquí os dejo cómo se hace un muro de piedra en Los Pedroches. Destaca este oficio que se pierde en el tiempo.
Hay intentos de industrialización de este tipo de muros, pero no acaban de generalizarse. Os dejo un artículo al respecto, pero en este caso, restringido a la técnica del tapial.
La perforación rotativa por corte tuvo su máximo desarrollo en la década de los 40 en las minas de carbón americanas. Hoy día su uso se limita a las rocas blandas y de pequeños diámetros, aunque en los trabajos a cielo abierto este sistema entra en competencia con el arranque directo y en los trabajos subterráneos con la perforación rotopercusiva.
Con este sistema, la fuerza de avance trata de mantener en contacto el útil de corte con la roca, de forma que el filo sea el encargado de realizar los sucesivos cortes.
El corte se realiza con bocas que presentan elementos de carburo de tungsteno u otros materiales como los diamantes sintéticos, pudiéndose distinguir varios tipos:
Bocas bilabiales o de tenedor, en diámetros de 36 a 50 mm
Bocas trialetas o multialetas, en diámetros de 50 a 115 mm
Bocas de labios reemplazables, con elementos escariadores y perfil de corte escalonado, en diámetros de 150 a 400 mm
Figura 2. Tipos de bocas para perforación por corte
El ángulo de ataque α del útil de corte varía entre 110º y 140º, siendo más obtuso cuanto más dura sea la roca. El ángulo del labio de corte β varía entre 75º y 80º. El ángulo de corte γ oscila entre -6º y 4º, siendo positivo en rocas blandas y negativo en las duras.
Figura 3. Ángulos característicos de un útil de corte
Figura 4. Trayectoria de un punto de la boca
Existe una relación empírica entre el diámetro de perforación, la velocidad de penetración y el tipo de roca:
donde
Vp = Velocidad de penetración
μ = Coeficiente de fricción de la roca
E = Empuje sobre la boca
Vr = Velocidad de rotación
re = Radio efectivo de la roca
Ev = Energía específica de la roca
Ar = Área de la sección transversal del barreno
Sin embargo, en la práctica existe una desviación importante de los datos, pues el coeficiente de fricción depende del empuje y la velocidad de rotación se limita por el desgaste continuo que se produce en las bocas al aumentar el número de revoluciones.
Figura 5. Relación entre el empuje y la velocidad de penetración
En la práctica, se pueden definir dos campos claros de operatividad de este sistema de perforación rotativa:
Aquellas rocas de resistencia a compresión menor a 80 MPa
Rocas con contenido en sílice menor al 8%, para evitar un desgaste excesivo
La eliminación del detrito de perforación suele realizarse con un fluido de barrido que puede ser aire, en los trabajos a cielo abierto o agua o aire húmedo en los trabajos de interior. Emplear aire con inyección de agua no sólo facilita la evacuación del detritus y favorece la velocidad de avance, sino que también refrigera las bocas de perforación y disminuye su desgaste. Además, evita el colmatado de la perforación y elimina el polvo. Se necesita aproximadamente de 1000 a 1500 l/min de aire y por cada perforadora unos 250 cm3/min de agua.
En rocas muy blandas (30 a 40 MPa) puede emplearse varillaje helicoidal, de paso mayor cuanto más grande sea la velocidad de penetración, para evacuar el residuo de la perforación.
Figura 6. Varilla helicoidal y bocas de perforación
Os dejo a continuación un vídeo donde explico, en general, la perforación rotativa de rocas. Espero que os complemente la información anterior.
Referencias:
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Ed. IGME. Madrid, 500 pp.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Índice h a partir de un gráfico de citas decrecientes para artículos estimados. Wikipedia
En algunos artículos anteriores he comentado las dificultades que se tienen para medir de una forma objetiva, por ejemplo, a las universidades. Resulta una tarea muy compleja, pues la calidad de una institución de este tipo es poliédrica, depende de muchos indicadores y resulta difícil ponderar y comparar resultados para establecer listas ordenadas que reflejen la calidad final.
Lo mismo ocurre con la valoración que se tendría que dar a los profesores universitarios, pues éstos conjugan labores docentes, investigadoras, de gestión y de transferencia tecnológica. El problema es que estas mediciones presentan consecuencias importantes. Por ejemplo, un estudiante puede disponer de una beca para determinada institución en función de su posición en el ranking correspondiente a su área de conocimiento. Del mismo modo, un profesor universitario puede promocionar en su carrera profesional dependiendo de la forma en que se mida su curriculum. Y como siempre, estas medidas pueden ser cuantitativas, pero también cualitativas. Y ahí está el principal problema.
En este artículo me voy a centrar en la medición de la calidad de los investigadores científicos. Esta tarea ya se presupone que va a ser difícil y depende, como no puede ser de otra forma, del área de conocimiento y perfil de cada uno de los investigadores. Voy a centrarme en el índice h propuesto por Jorge Hirsch, de la Universidad de California. Se trata de medir la calidad de los trabajos realizados por los científicos, en función de la cantidad de citas que han recibido sus artículos científicos. Un científico o investigador tiene índice h si ha publicado h trabajos con al menos h citas cada uno.
Este índice, muy extendido a nivel internacional, presenta debilidades o inconvenientes, sobre todo cuando se trata de evaluar a los investigadores jóvenes. Una forma de paliar este problema es el uso del índice m, también propuesto por Hirsch, que es la relación h/n, donde n es el número de años transcurridos desde la fecha de la primera publicación hasta el momento actual. Sin embargo, no sirve para medir lo mismo que el índice h.
Otras críticas del índice es que éste depende del área de conocimiento. Esto sería fácilmente subsanable si se realizan comparaciones entre científicos del mismo área de conocimiento. De esta forma, el índice h se valora de forma relativa y no absoluta. Para aquellos de vosotros que queráis una discusión a fondo sobre las ventajas e inconvenientes de este indicador, os recomiendo la página https://grupodih.info/, realizada por el Grupo DIH (Grupo para la Difusión del Índice h) en base a la versión ISI Web of Knowledge) que la FECYT ofrece gratuitamente a las universidades españolas. Es evidente que el índice h depende de la base de datos utilizada, por tanto un ranking solo tiene sentido si se usa la misma base de datos para todos los investigadores. En los trabajos realizados por el Grupo DIH, el protocolo «Web of Science Core Collection» («Colección principal de Web of Science«) y la base de datos «Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED) –1900-present». En las áreas de COMPUTER SCIENCE, PSICOLOGY, PSYCHIATRY y BEHAVIORAL SCIENCES, se usa, además, «Social Sciences Citation Index (SSCI)».
Para poner un ejemplo de cómo se pueden ver los listados de científicos de un área determinada, voy a utilizar la relativa a CIVIL ENGINEERING, que es a la que pertenezco por mis líneas de investigación. En la imagen de abajo se puede ver el listado correspondiente a los investigadores residentes en España de este área de conocimiento. En dicha lista solo aparecen los investigadores con un índice h igual o superior a 19. En este caso, aparecen 13 investigadores, cuyo índice h medio es de 25. En cambio, en otra área como es CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY, el indicador h medio es de 30. De esta forma, se puede calcular un índice relativo Fh, como cociente entre el índice h de este campo respecto a la media de esta lista. De esta forma, se pueden comparar investigadores de distintas áreas de conocimiento (por ejemplo, un investigador con h=21 en CIVIL ENGINEERING, está mejor posicionado de forma relativa en su Fh que otro con h=25 en CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY). Os recomiendo que visitéis la página del Grupo DIH para que veáis todo el estudio y los detalles.
Como siempre, nunca este tipo de indicadores gustan a todos, especialmente a aquellos cuyo perfil no se adapta a lo que se está midiendo. Por ejemplo, un profesor universitario no puede medirse exclusivamente con este índice. Pero igual sí que se pueden establecer criterios de calidad para seleccionar, en ambientes muy competitivos de proyectos de investigación, qué tipo de puntuación se puede dar a la calidad científica de un equipo. Os dejo, por tanto, con la reflexión.
«Whether you like it or not, … the h-index is here to stay”. However, … “it is always a problem to reduce research work to one number. We should be careful using it and should be aware of its limitations.” (Michael Schreiber, citado por Phillip Ball, Nature 448, 16, 2007)
Por acuerdo del Consejo de Gobierno de fecha 20 de diciembre de 2018, me han concedido la MEDALLA XXV AÑOS DE LA UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA. Dicha Medalla se entregó por parte del Rector el 20 de febrero de 2019, en el Paraninfo de la Universidad.
Para mí ha sido un orgullo y un honor recibir esta distinción. Es por ello que he reservado uno de los post de mi blog para realizar públicamente mi agradecimiento. Muchas gracias.
Entre los buenos momentos de la inauguración de la XXV Semana de la Ingeniería Civil y el Medio Ambiente 2019 #SICMA ayer estuvo la proyección, durante la presentación realizada por el Vicerrector de alumnado, cultura y deportes, José Luis Cueto, de este vídeo que nos dejó sin palabras: «He construido un puente».
Se trata de una escena de la película Margin Call, en la que un responsable, entre otros, de la gran caída del sistema financiero mundial, un broker, tras ser despedido se plantea lo absurdo del trabajo que ha estado realizando, comparándolo con un trabajo anterior, de ingeniero con el que en lugar de hundir en la miseria a las personas, las ayudó a ahorrar tiempo en sus vidas.
Creo que vale la pena ver estos casi dos minutos impagables.
Figura 1. Perforación para anclaje en muro de micropilotes. Imagen: V. Yepes
En un artículo anterior se repasó el concepto y la clasificación de los anclajes. A continuación, se van a comentar brevemente los aspectos más relevantes de la ejecución de un anclaje.
Para ejecutar un anclaje, se introduce la armadura en una perforación previamente realizada en el terreno, quedando ambas unidas con la lechada de cemento que se inyecta a continuación. Las operaciones son las siguientes:
Perforación.
Colocación del cable o bulón y ejecución del bulbo de anclaje para su fijación en el fondo de la perforación.
Tensado del cable, en su caso.
Inyección de la lechada y cierre de la cabeza del anclaje.
La perforación, que normalmente se realiza a rotación o rotopercusión, tiene un diámetro de entre 68 y 200 mm para barras de 25 mm, y de más de 200 mm para anclajes más complejos. En cuanto al resto de sus componentes, los anclajes pueden ser diferentes en función de la resistencia del propio anclaje y del terreno. La figura 1 muestra la perforación de una viga riostra sobre un muro de micropilotes para realizar un anclaje al terreno. Las Figuras 2 y 3 muestran detalles de la maquinaria empleada para realizar las perforaciones de los anclajes.
Figura 2. Maquinaria de perforación a rotopercusión. www.desdeelmurete.com
Figura 3. Detalle de la perforación para anclaje en muro pantalla. www.desdeelmurete.com
En los anclajes activos es primordial que el cable quede sujeto en el fondo de la perforación antes de tesar. Para ello, se emplean diversos sistemas en función del tipo de anclaje, con dispositivos que aíslan el bulbo de anclaje del resto de la perforación. De esta forma, se impide que la lechada inyectada en la zona de empotramiento se extienda al resto del cable antes del tensado. El dispositivo más frecuente es un obturador o casquillo expansivo. La inyección en esta zona se realiza a través de una tubería de PVC situada en el interior de la vaina que cubre el cable, a una presión que puede llegar a unos 2,5-3,0 MPa. Estas tuberías van provistas de válvulas antirretorno que pueden taponarlas a diferentes profundidades para obtener una mayor penetración al inyectar.
Una vez asegurado el empotramiento, se tensa el cable con gatos hidráulicos, se bloquea el extremo en la placa de anclaje con tuercas o conos de anclaje y se controla el diagrama de tensiones-alargamientos, que debe coincidir con el teórico si la fijación en el fondo es efectiva (ver Figura 4).
Figura 4. Tesado de cables de un anclaje activo. http://www.fernandeztadeo.com/anclajes.htm
Con el cable en tensión, se inyecta la lechada en el resto de la perforación a una presión de alrededor de 3 MPa. No deben pasar más de 8-12 horas tras la perforación para que las paredes del terreno se alteren y se descompriman lo menos posible. Cuando la rosca está sana, los esfuerzos del cable pueden transmitirse al terreno directamente a través de la lechada; en caso contrario, que es lo más común, los esfuerzos se transmiten de forma independiente al terreno mediante una vaina en la que se inyecta la lechada y los productos anticorrosivos. La lechada se dosifica con abundante cemento, con una relación agua/cemento entre 0,4 y 0,6 (0,4 para el sellado entre la armadura y las vainas anticorrosión) y una resistencia mínima a compresión simple de 25 MPa. Es necesario el uso de aditivos. El fraguado tarda entre 3 y 7 días. En la Tabla 1 se reflejan las características de los cables más empleados.
Tabla 1. Características de los cables más empleados actualmente (Y 1860 S7 15.20)
Límite elástico (N/mm2)
1670
Carga de rotura (N/mm2)
1860
N.º de alambres
7
Diámetro nominal (pulgadas – milímetros)
0,6 – 15,2
Área (mm2)
140
Límite elástico unitario (kN)
260
Módulo de deformación (N/mm2)
200 000
En los anclajes pasivos, el diámetro de las armaduras está comprendido entre 16 y 40 mm. Se emplean aceros dúctiles que presentan alargamientos en rotura superiores al 4 % para reducir la probabilidad de rotura frágil del perno. En estos anclajes, la transferencia de esfuerzos entre la armadura y el terreno es directa a través de la lechada. Su ejecución es más sencilla que la de los anclajes activos. La armadura se introduce en la perforación y, una vez fijada (algunos pernos van provistos de un casquillo expansivo situado en su extremo que los fija en el fondo de la perforación), se rellena inyectando una lechada con una dosificación similar a la de otros anclajes.
La longitud de un bulón, por razones constructivas, suele estar comprendida entre 1,5 y 10 m. Se colocan en el interior del terreno desde una superficie libre mediante un taladro. Sin embargo, la fuerza que puede soportar cada bulón es relativamente reducida, lo que implica una densidad de aplicación elevada. Es habitual usar barras de acero de 20 a 40 mm de sección, con cargas de entre 10 y 25 t.
En el caso de los cables, la lechada los protege y transmite las tensiones entre la armadura y el terreno. Se colocan centradores que garantizan la correcta colocación del tirante, con un recubrimiento mínimo de 10 mm entre el terreno y el elemento metálico. Por lo general, las tensiones de trabajo de los aceros de los anclajes permanentes son del 60 % de su límite elástico y del 75 % en los anclajes provisionales. En la Tabla 2 se indican las características de las barras de anclaje más comunes.
Tabla 2. Características de las barras de anclaje más habituales.
Tipo de barra
Límite elástico (N/mm2)
Carga de rotura (N/mm2)
Corrugada, Gewi o similar
500
550
Dywidag
850
1050
Os he preparado un vídeo explicativo que espero que os resulte interesante.
Os dejo a continuación algunos vídeos que espero sean de vuestro interés.
En situaciones difíciles, como estratos de arcilla compacta o roca blanda, cuando la técnica de la inyección del agua no es apropiada, se puede optar por una perforación vertical previa mediante una barrena helicoidal de un diámetro bastante inferior al pilote. Al utilizar una perforación previa, se protege el pilote de un hincado demasiado difícil y, además, se reduce el ruido y las vibraciones. El diámetro del prebarrenado dependerá del tamaño y la forma del pilote, así como de las características del terreno. Suele ser 100 mm inferior que la diagonal de la sección de pilotes cuadrados o en H, y 25 mm inferior en caso de sección circular. Sin embargo, si el terreno es muy resistente, a veces el diámetro del prebarrenado es igual a la mayor dimensión exterior del pilote.
Esta técnica es aplicable a la hinca de pilotes muy próximos a otra infraestructura, de forma que el desplazamiento radial del terreno puede afectarla. También sería de interés en el caso de que la hinca del pilote transmitiera fuertes presiones hidráulicas a distancias considerables. Otro caso sería en terrenos de gran susceptibilidad tixotrópica, donde los pilotes pueden levantarse varios metros debido a la recuperación de las propiedades del suelo.
En otras ocasiones, se recurre a la técnica del punzonado cuando los pilotes son pequeños. Esta técnica consiste en hincar un perfil pesado de acero laminado para romper estratos duros. El punzón se debe extraer antes de hincar el pilote.
A continuación, os dejo un vídeo en el que se realiza un prebarrenado antes de hincar un pilote metálico de sección en H.
Nos acaban de publicar en la revista Sustainaibility (segundo cuartil en Web of Science) un artículo donde se aplica la toma de decisiones multicriterio (AHP y Vikor) para seleccionar el tipo de puente de vano corto más idóneo desde el punto de vista de la sostenibilidad en el contexto de Brasil.
