El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón.
Las fases para su fabricación son las siguientes:
Fragmentado y molido. En esta primera fase, la piedra calcárea y la arcilla se fragmentan y se muelen hasta quedar reducidas a polvo.
Dosificación y mezcla. En una gran cuba o cisterna se mezclan las cantidades exactas de cada material y se amasan hasta obtener la textura adecuada.
Cocción. Se efectúa en un horno giratorio en forma de cilindro de hasta 100 m de largo. El material recorre lentamente el tubo y se cuece a una temperatura de 1.300 a 1.500 °C. De él sale en forma de pequeñas bolas; es lo que se llama clínker.
Molido del clínker. El clínker que hemos obtenido se muele hasta que se convierte en un polvo finísimo, que recibe el nombre de cemento.
Almacenamiento y empaquetamiento. El cemento se almacena en silos. Después se empaqueta en sacos de 50 kg, listo para su comercialización y para ser utilizado.
Esquema del proceso de fabricación del cemento Portland, mostrando los posibles puntos de control de calidad, en los cuales el productor extrae muestras.
Sin embargo, para entender mejor este proceso, dejo unos cuantos vídeos explicativos que espero resulten de vuestro interés.
Esta es la versión post-print de autor. La publicación se encuentra en: http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.10.013, siendo el Copyright de Elsevier.
El artículo debe ser citado de la siguiente forma:
Yepes, V.; Martí, JV.; García-Segura, T. (2015). Cost and CO2 emission optimization of precast prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm. Automation in Construction. 49:123-134. doi:10.1016/j.autcon.2014.10.013.
La ingeniería del valor «value engineering» constituye una metodología para resolver problemas, identificar y eliminar costos inútiles de un producto, al mismo tiempo que mejora los requerimientos funcionales y de calidad. Se trata de aumentar el valor de los productos para suministrarlos a los precios más bajos posibles. Su objetivo es satisfacer los requisitos de rendimiento del producto y las necesidades del cliente con el menor coste posible. En un proyecto de construcción ello implica un estudio cuidadoso de los costes, de la disponibilidad de los materiales, de los métodos constructivos, de los costes de transportes, de las limitaciones o restricciones, de la planificación y organización de la obra o de los análisis de costes/beneficio.
Los conceptos manejados en la ingeniería del valor se emplean, de una u otra forma, en el trabajo realizado por los proyectistas, ya sean arquitectos o ingenieros. En efecto, los proyectistas que no consideran la máxima economía en la selección y uso de los métodos y los materiales de construcción, simplemente no están realizando su trabajo. El análisis del valor de un producto, servicio o proceso es más efectivo cuando se hace en la etapa inicial, donde es posible influir en el diseño, reduciendo costes y mejorando sus prestaciones. Algunos beneficios que pueden obtenerse es la reducción del coste del ciclo de vida, la mejora de la calidad, la reducción de los impactos ambientales, etc.
Sin embargo, es el constructor el que más partido puede sacar a la ingeniería del valor. Así, si bien el proyectista ha decidido los materiales y procedimientos constructivos que mejor pueden adecuarse a la obra tras un análisis de las condiciones medias del mercado, es el constructor el que conoce perfectamente sus equipos, medios humanos y condiciones para hacer frente a la obra. De hecho, en algunas licitaciones de obra pública se valoran las mejoras que puede aportar el licitador en costes, en procedimientos constructivos, etc., de forma que no merme la calidad ni la funcionalidad de la obra.
La metodología de la ingeniería del valor comprende los siguientes aspectos:
Identificar los principales elementos de un producto, servicio o proyecto.
Analizar las funciones que realizan los elementos del proyecto.
Desarrollar diseños alternativos para ejecutar esas funciones.
Evaluar las alternativas.
Asignar costes a las alternativas.
Desarrollar las alternativas prometedoras.
El constructor puede aplicar dicha metodología en la mejora de los procedimientos constructivos, lo cual puede aportar reducciones significativas en los costes del proyecto. Esta reducción de costes puede beneficiar al promotor de la obra que, si facilita la transparencia y la libre competencia entre las empresas constructoras, puede adjudicar la obra a aquel que presente costes más bajos.
Os dejo algún vídeo sobre el tema.
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.
La perforación a percusión con cable se basa en el golpeteo con una pesada herramienta de corte (trépano) que se eleva con un cable y que cae por gravedad, fragmentando el suelo. Resulta evidente, por tanto, que los sondeos realizados por esta máquina deben ser verticales.
Este sistema empezó a utilizarse en China en el 4000 A.C., consistiendo en un balancín que se contrapesaba con un grupo de hombres que efectuaban el tiro en un extremo de una cuerda, mientras que de otra colgaba la sarta de perforación construida con cañas de bambú.
Su ámbito de aplicación se centra en terrenos de dureza media a baja o bien en aquellos otros duros que sean frágiles. Sin embargo, se encuentran contraindicados en terrenos detríticos no cohesionados, muy duros, abrasivos y plásticos.
La frecuencia de golpeo se encuentra en el entorno de 40 a 50 impactos/minuto, en función de los parámetros mecánicos del suelo perforado. Con ello se consiguen unos rendimientos medios de 2 a 4 m/día en materiales duros y de 10 a 20 m/día en materiales blandos. La percusión se consigue mediante un movimiento de balancín y manivela proporcionado por la máquina. La altura de caída del trépano dependerá de la dureza del terreno y de la profundidad del fondo de perforación. En máquinas normales, esta altura oscila entre 20 y 60 cm.
La perforación comienza hincando un tramo de tubería, generalmente de longitud inferior a 2 m y con un diámetro mayor al diámetro a perforar (700-800 mm), de forma que sirva de guía inicial al trépano. La entubación sólo es necesaria en casos de inestabilidad del terreno, en cuyo caso se entuban tuberías auxiliares recuperables aprovechando la percusión.
Con este sistema de perforación se hace necesario el uso de agua para facilitar la recogida del detritus formado. Este suelo fragmentado mezclado con agua forma un lodo viscoso que se recoge periódicamente mediante una válvula o cuchara de limpieza que se introduce cuando se detiene el golpeteo.
Estas cucharas consisten en una tubería terminada en su parte inferior en una válvula, que puede ser plana o de dardo. La plana, también llamada de charnela o de chapeta, hace mejor la limpieza del sondeo. La de dardo o lanza se usa fundamentalmente en pruebas de caudal.
La sarta de perforación se encuentra compuesta por los siguientes elementos:
Trépano: Se trata de la herramienta de corte, que permite la perforación. Su peso permite penetrar, triturar, escariar y mezclar el terreno.
Barra de carga o barrón: Es una barra cilíndrica de acero forjado que provee a la sarta de perforación del peso necesario y también guía el movimiento alternativo de la sarta. Lleva en su parte inferior una rosca hembra para recibir la rosca macho del trépano, y en su parte superior una rosca macho que conecta con la tijera o montera en su caso. Su longitud varía entre 3 y 5 m, con un peso entre 400 y 1000 kg.
Tijera o destrabador: Elemento situado encima del barrón que sirve para desatrancar la herramienta en caso de atasco. Está formada por dos eslabones que permiten un cierto juego longitudinal del orden de 10 a 20 cm.
Montera o giratoria: Es el elemento de unión entre la sarta y el cable, permitiendo el giro alrededor de su eje longitudinal.
TERRENO
PESO RELATIVO DE LA SARTA COMPLETA
Blando
1.5-2.5 kg/mm diámetro
Medio
3.0-4.0 kg/mm diámetro
Duro
4.0-6.0 kg/mm diámetro
Muy duro
6.0-8.0 kg/mm diámetro
Entre sus aplicaciones principales de la perforación a percusión con cable se encuentra la captación de aguas subterráneas. Otros usos menos frecuentes, pero que igualmente encuentran eficiencia óptima son en el área de las perforaciones con fines de recarga artificial de aguas subterráneas, procedente de las lluvias o de otras perforaciones de captación próximas, pues su mayor diámetro permite espacios anulares que posibilitan tanto la ejecución de potencias cementadas, sellos o empaques graduados, así como la instalación de tuberías y filtros adecuados.
Como ventajas más importantes de este sistema de perforación es el empleo de maquinaria de coste moderado, la simplicidad de las operaciones, la necesidad de poco personal, el escaso consumo de agua, no usar lodos o mezclas tixotrópicas y la consecución de diámetros importantes de perforación (1.100 mm). Como inconvenientes se podría señalar la necesidad de personal cualificado, la interrupción de la perforación para la limpieza, el avance lento en rocas duras, la dificultad de avance en materiales no consolidados, la pérdida de diámetro en materiales abrasivos, las entubaciones frecuentes y la limitación de la profundidad práctica de perforación, que no resulta económica a partir de 150 m.
En el Polimedia que os presento a continuación os dejo las ideas más importantes de este sistema de perforación a percusión con cable. Espero que os sea útil.
Os dejo algunos vídeos donde podéis ver el trabajo de esta perforadora. Espero que os gusten.
[politube2]65112:450:358[/politube2]
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 2009.
Sección vertical y horizontal del encofrado de un muro de tapial. Wikipedia.
Se denomina tapia a un muromacizo construido apisonando tierra arcillosa húmeda dentro de un molde de madera. Se trata de de una técnica milenaria empleada con profusión en la Península Ibérica, tanto en la arquitectura monumental –baste recordar el complejo de la Alhambra de Granada- como popular, aunque llegó a desaparecer casi por completo en España a mediados del siglo XX. Sin embargo, a mediados de los años ochenta del siglo pasado comienza a renacer el interés por esta técnica.
Se utiliza el material del propio lugar, generalmente tierra -minimizando el coste de adquisición y transporte de materiales- que se conforma por apisonado dentro de una cajonera denominada tapial. Una vez colocado el tapial sobre el cimiento, se vierte el barro en su interior y se prensa. Antiguamente se vertía la tierra con espuertas que se elevaban con la ayuda de una polea sujeta al tapial. Cuando esta formado el muro, la cajonera se retira y se deja secar al aire libre. La tapia puede conformar enteramente el muro o bien quedar entre pilares de otros materiales.
El tapial tiene un excelente comportamiento térmico por su bajo índice de conductividad calórica, cálido en invierno y fresco en verano, siendo un buen aislante acústico, sobre todo cuando el acabado es rugoso (reducción de unos 50-60 decibelios para un muro de 40 cm , para una frecuencia de 500 Hz). También es resistente al desgaste y punzonamiento, como se puede comprobar en las reformas de casas antiguas. Con el fuego, este material mejora su dureza, pues se convierte en ladrillo cocido.
http://www.artifexbalear.org/tapial.htm
Pero mejor será que os deje un vídeo explicativo de la profesora Laliana Palaia Pérez, de la Universitat Politècnica de València. Espero que os sea de interés.
[politube2]8930:450:253[/politube2]
Os dejo también otros vídeos al respecto.
Referencias:
Cuchí, A. (1996). La técnica tradicional del tapial. Actas del Primer Congreso Nacional de Historia de la Construcción, Madrid, 19-21 septiembre 1996, eds. A. de las Casas, S. Huerta, E. Rabasa, Madrid: I. Juan de Herrera, CEHOPU, pp. 159-165. (enlace)
Font, E.; Hidalgo, P. (2011). La tapia en España. Técnicas actuales y ejemplos. Informes de la Construcción, 63(523):21-34. (enlace)
Un diferencial es el elemento mecánico que permite compensar las diferencias en la velocidad de giro de las ruedas exteriores e interiores de un vehículo, según éste se encuentre tomando una curva hacia un lado o hacia el otro. Permite, por tanto, la transmisión de par a distintas revoluciones a ambas ruedas simultáneamente. Sus inventores fueron los chinos, que hace ya 3.000 años ya utilizaban un mecanismo diferencial en sus carros. Gracias al diferencial la conducción es más predecible, los neumáticos se gastan menos y no hay tensiones extra en chasis y ejes, así que, en definitiva, tenemos una conducción más segura.
El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de «U» en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas.
Os paso a continuación varios vídeos explicativos sobre este elemento (algunos en inglés). Espero que os sean útiles.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Turbocompresor (corte longitudinal). En rojo, estátor de fundición y rotor de la turbina. En azul estátor de aluminio y rotor del compresor. Wikipedia
La incorporación de la sobrealimentación a los motores de combustión interna permite aumentar su potencia sin necesidad de aumentar sus dimensiones. Esta sobrealimentación puede aumentar la potencia hasta en un 40 % en comparación con un motor igual no sobrealimentado. La solución pasa por incrementar el volumen de aire que accede a la cámara de combustión en motores atmosféricos. Los turbocompresores son, por tanto, turbomáquinas que comprimen el aire y están compuestos por una turbina solidaria a un eje que impulsa el compresor de aire de admisión en su otro extremo. Este motor funciona con la energía que normalmente se pierde en los gases de escape. Se pueden clasificar en turbocompresores de geometría fija o variable. La mejora de los materiales ha hecho posible la instalación de estos sistemas de sobrealimentación. Cuanto mayor sea la eficiencia adiabática, mejor será el rendimiento final del sistema.
Los turbos de geometría variable disponen de un sistema de aletas o álabes que, dependiendo de la presión de los gases de escape, se sitúan en una u otra posición para aumentar la velocidad del flujo que debe pasar a través de la turbina y mantenerla girando a su velocidad óptima a cualquier régimen del motor.
En los motores diésel, el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel trabaja con exceso de aire al no tener mariposa, lo que significa que, a igual cilindrada unitaria e igual régimen motor (rpm), entra mucho más aire en un cilindro diésel.
Turbo de geometría variable. Fuente: http://www.motorpasion.com/
A continuación os dejo un vídeo explicativo que explica el funcionamiento de esta máquina.
En el siguiente vídeo de la universidad de La Laguna se explica el funcionamiento de un sistema turbocompresor.
En este vídeo se explica el turbo de geometría variable.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Estoy convencido de que la experiencia nos ha enseñado mucho sobre el uso del hormigón en obra. Sin embargo, parafraseando el título de una famosa película de Woody Allen, os paso a continuación una serie de tuits que puse para mis alumnos durante varios días sobre algunos consejos prácticos relacionados con la fabricación y puesta en obra del hormigón. Estoy convencido de que muchos de los temas que traté los conocéis muy bien. Pero otras veces no estoy tan convencido, ya que vemos cómo en la práctica se olvidan muchas de las cosas ya sabidas en la teoría. La idea de recoger toda la información en esta entrada es para tenerla reunida y que no se pierda. Si os gustan, podéis difundirlos.
Cada litro de agua de amasado añadido de más a un m3 de hormigón equivale a robar 2 kg de cemento pic.twitter.com/ZPSVdY46tH
En las estructuras de edificación resulta interesante emplear forjados de losas planas por las ventajas funcionales, constructivas y económicas que presentan. Dentro de las soluciones de techo plano, los forjados reticulares con casetones recuperables de aligeramiento o bien perdidos de hormigón o poliestireno. Estos forjados tienen cada vez mayor presencia en el mercado como consecuencia de su adaptabilidad a geometrías en planta irregulares o complicadas, la facilidad que permiten en su replanteo de las perforaciones requeridas por las cada vez más numerosas instalaciones y su versatilidad para adecuarse a las exigencias de resistencia a fuego.
Un forjado reticular es un tipo de forjado constituido por una cápsula de nervios de hormigón armado, de pequeña anchura y a corta distancia unos de otros. Este sistema permite suprimir las vigas, macizando únicamente las zonas cercanas a los apoyos, dichos macizados son denominados capiteles y son los encargados de recibir las cargas del forjado y distribuirlas por los pilares.
Los casetones resisten el peso de los operarios. Sin embargo, representan una dificultad en cuanto a la circulación durante el proceso de puesta en obra de las armaduras y durante los trabajos de hormigonado.
Para garantizar que se ha realizado un buen montaje de este tipo de encofrado, hay que revisar una serie de puntos clave antes del hormigonado:
Verticalidad de los puntales. Ello garantizará que los puntales trabajen a compresión, tal y como se diseñaron.
La palanca del puntal debe estar hacia abajo, de esta forma se garantiza la máxima fricción entre las planchuelas y la caña del puntal, impidiendo que la caña descienda.
El encofrado debe arriostrarse a todos los pilares para evitar desplazamientos horizontales.
Refuerzo del apuntalamiento en las áreas macizadas.
Os paso el siguiente vídeo (www.cefaestructures.com) que explica la construcción forjado reticular mixto con pilares metálicos.
También os paso un vídeo de la Universidad de Alicante donde se puede ver el proceso constructivo detalle pilar extremo sobre muro de contención y enlace en forjado reticular para la asignatura de Construcción de Estructuras I.
También os paso el vídeo de Enrique Alario sobre el montaje de este tipo de forjado reticular de casetones recuperables.
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón.
