Además de la bomba de hormigón de pistones de trompa, también es posible encontrar bombas con un sistema de corredera plana para impulsar el hormigón. En ambos casos, son sistemas de doble pistón, conectados por una válvula. Ambos pistones provocan un movimiento alternativo que genera una especie de lingote de hormigón en estado fresco que se impulsa a una presión casi constante.
Los dos cilindros se unen a la tubería de impulsión formando una Y. Su principio de funcionamiento consiste en impulsar el hormigón alternativamente por uno u otro cilindro en un régimen continuo de alimentación. Esto se consigue con dos válvulas correderas situadas bajo la tolva y al comienzo de la impulsión. Por tanto, mientras un tubo aspira el hormigón, el otro lo impulsa a través de la tubería. Tienen el inconveniente del desgaste de las válvulas correderas.
Estas bombas de pistones con sistema de correderas permiten desde presiones bajas a muy altas, dando muy buenos resultados en aplicaciones pesadas con alta o muy alta presión.
Os dejo unos vídeos explicativos.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Hormigonera y autobomba de hormigón. https://www.hormigonescarral.com/fullscreen-page/comp-jrt5h5d4/8d695975-f455-4ffc-8f63-42c63f186bf7/45/%3Fi%3D45%26p%3Dbuk8m%26s%3Dstyle-jrt5h5ev
La elección de los medios más apropiados para transportar el hormigón hasta el punto de vertido están supeditados a un conjunto de factores relacionados con:
Las características del hormigón
Las condiciones de la obra
El volumen de hormigón y la distancia de transporte. En general deben evitarse transportes prolongados especialmente con hormigones poco consistentes en los que puedan producir más fácilmente fenómenos de segregación
Los medios utilizados continuos o discontinuos, deben preverse coordinando el volumen de hormigón de llegada con el ritmo de vertido y los medios de compactación. Como medios de transporte discontinuo pueden emplearse camiones hormigonera, camiones volquete, tolvas móviles, cubas, carretillas, dumpers, blondines, etc. Para el suministro continuo del material, los medios más usuales son la cinta transportadora y la impulsión o bombeo del hormigón por tubería.
Cualquiera que sea la forma de transporte, deben cumplirse las siguientes condiciones:
Durante el transporte no deben segregarse los áridos gruesos, lo que provocaría en el hormigón pérdidas de homogeneidad y resistencia. Deben evitarse las vibraciones y choques, así como un exceso de agua, que favorecen la segregación. Los áridos rodados son más propicios a segregarse que los de machaqueo, dado el mayor rozamiento interno de estos últimos.
Debe evitarse que el hormigón se seque durante el transporte.
Si al llegar al tajo de colocación el hormigón acusa un principio de fraguado, la masa debe desecharse y no ser puesta en obra.
Cuando se empleen hormigones de diferentes tipos de cemento, se limpiará cuidadosamente el material de transporte antes de hacer el cambio.
Os dejo a continuación un vídeo Politube donde se explica con mayor detenimiento este tema. Espero que os sea útil.
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Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
By Farina Destil (cassaforma rampante Destil) [Public domain], via Wikimedia Commons
Un encofrado trepante (“jump form”, en inglés) es una estructura de soporte de encofrado que, mediante soluciones hidráulicas y mecánicas, se eleva sin necesidad alguna de grúa, levantando consigo el encofrado. La gran ventaja de este sistema constructivo es que no necesita apoyarse en el suelo. Los sistemas trepantes, mediante anclajes instalados en cada fase de hormigonado, se apoyan en el hormigón ya fraguado de la fase anterior y sirven para conformar una plataforma de trabajo en altura. Se basa en guías de acero fijadas a la propia estructura con anclajes recuperables que sustentan plataformas de trabajo donde se sitúan a su vez los encofrados verticales.
El sistema de encofrado trepante es ideal para construir elementos verticales de hormigón en estructuras de gran altura, como muros de corte, núcleos de edificios, ascensores, escaleras y pilotes de puentes. Estos elementos se construyen en un proceso escalonado y se caracteriza por su alta productividad, aumentando la velocidad y eficiencia mientras se minimiza el tiempo de trabajo y el uso de grúas.
En los primeros encofrados trepantes no existía conexión entre el encofrado y el andamio. Ello implicaba bajar en encofrado al suelo en cada trepada, lo que consumía grandes tiempos de grúa y varios días en la ejecución de cada tongada. Hoy en día el encofrado y el andamio forman un conjunto fuertemente estandarizado, de forma que se consigue una trepa diaria.
La presión del hormigón en los encofrados trepantes a dos caras se absorbe mediante los anclajes pasantes que atan los encofrados de las caras opuestas del elemento a hormigonar. Este no es el caso de los encofrados trepantes a una cara (caso de un pozo contra el terreno), y tampoco en el caso de que la distancia entre caras opuestas sea tan grande que haga inviable la utilización de anclajes pasantes (por ejemplo, un bloque de presa).
Estos encofrados se utilizan cuando la altura de la estructura es considerable. Con ello se consiguen distintos objetivos:
Evita las altas presiones de hormigonado
Reutiliza y amortiza el material del encofrado
Adapta el ritmo de hormigonado de la estructura al proceso constructivo general (ferrallado, etc.)
Trabajar con seguridad en altura
Los sistemas de encofrado trepante son normalmente modulares y pueden unirse para formar longitudes largas que se adapten a diversas geometrías de construcción. Se pueden clasificar según el tipo de movimiento que realizan, el tipo de encofrado (a una o dos caras) y el tipo de consola de trepado (consola fija o móvil). En cuanto al movimiento, existen dos tipos: aquellos en los que la plataforma de trabajo y el encofrado se mueven por separado con grúa de una fase a otra, y aquellos en los que ambos se desplazan conjuntamente a la siguiente fase.
Cuando se desplaza conjuntamente la plataforma de trabajo y el encofrado, se pueden diferenciar tres tipos principales:
Encofrado trepante convencional: Las unidades se levantan individualmente de la estructura y se reubican en el siguiente nivel de construcción utilizando una grúa.
Encofrado trepante guiado: También utiliza una grúa, pero ofrece una mayor seguridad y control durante el levantamiento, ya que las unidades permanecen ancladas o guiadas por la estructura.
Encofrado autotremante: No requiere una grúa, pues asciende por rieles en el edificio mediante gatos hidráulicos o mediante el desenganche de las plataformas de recesos internos en la estructura. Es posible conectar los gatos hidráulicos y elevar múltiples unidades en una sola operación.
Figura 2. Encofrado trepante con grúa.https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/sistemas-de-trepado/cb-climbing-formwork.html
La secuencia básica de construcción utilizando este tipo de encofrado es la siguiente:
Se ensamblan el encofrado y la plataforma de acceso en el suelo.
Esta combinación de encofrado y plataforma de acceso se eleva mediante una grúa y se fija a anclajes o rieles incorporados (soportes de escalada) atornillados a los elementos de pared inferiores.
Una vez que el hormigón vertido ha alcanzado suficiente resistencia, se retira el ensamblaje de la nueva/corriente losa de hormigón y se eleva mediante grúa a la siguiente posición. Para los sistemas de autoascenso, esto se ejecuta utilizando gatos hidráulicos.
Este ciclo completo puede completarse en poco tiempo, y su duración depende del tamaño y la complejidad de la construcción.
Figura 1. http://tecnologia-maritima.blogspot.com.es/
La draga de inyección de agua, también conocida como jet dredger o wid en inglés, es una máquina autopropulsada o remolcable que funciona por medio de la agitación de agua a baja presión sobre materiales finos, creando una pulpa de menor densidad que se desplaza por gravedad por la diferencia de gradiente de densidad y las corrientes marinas. Este método es adecuado cuando el material se encuentra en un plano inclinado descendente. Con una pendiente de 1:1000 se pueden mover fangos hasta una distancia de 1 km. Se originó en Países Bajos a principios de los años 80 y se utiliza principalmente en el dragado de puertos. En Estados Unidos, se emplea ampliamente en el dragado de ríos y cauces fluviales.
Por otro lado, las dragas niveladoras o de remoción se emplean para mover materiales corta distancia o para ayudar en las tareas de dragado de otros equipos. Sin embargo, su principal característica es que no extraen el material del fondo marino fuera del agua, sino que lo transfieren de un punto a otro, siempre por debajo del nivel del agua.
El equipo está compuesto por la unidad propulsora, la toma de agua, la escala, los cables de elevación y los inyectores de agua. Se controla y se mueve mediante sus hélices de proa y popa, lo que le permite operar en áreas pequeñas.
Entre sus ventajas se destacan su alta eficiencia y productividad en condiciones adecuadas, su maniobrabilidad y bajo calado. Sin embargo, la producción depende de la capacidad de los jets, la longitud del brazo y la inclinación del fondo marino, mientras que la profundidad no tiene una gran influencia en su rendimiento. Lamentablemente, su uso está restringido a materiales finos y sueltos y no es viable en presencia de fuertes corrientes contrarias. Además, su efectividad está estrechamente ligada a las pendientes del lecho marino y se limita a desplazamientos de material locales. Es importante tener en cuenta la posibilidad de fallos debido a obstáculos. Además, se desconoce el destino final del material removido, lo que puede dificultar las labores de medición con ciertos equipos hidrográficos si se remueve excesivamente sedimento de la zona a dragar.
Método de operación:
—Posicionamiento de la draga
—Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de material
—Inyección de agua a baja presión
—Desplazamiento de la draga hacia delante (dirección de desplazamiento de la pulpa) hasta la zona de acumulación del material
El funcionamiento del ciclo de estos equipos presenta una desventaja: solo se puede utilizar el trayecto de ida de la embarcación para realizar la impulsión del material fluidificado. Durante la vuelta, es necesario levantar el cabezal y retroceder o girar la embarcación y navegar hacia adelante hasta el punto de partida. En cualquier caso, el tiempo invertido en el trayecto de regreso no contribuye a aumentar la producción.
Figura 2. Ciclo de producción de las dragas de inyección de agua (Bray et al, 1997)ecnologia-maritima.blogspot.com.es
La draga de inyección de agua tiene limitaciones en su uso. La profundidad máxima a la que se puede operar varía en función del tipo de barco y la manera en que está conectado el equipo inyector. Con el empleo de equipos rígidos, se pueden trabajar solo en aguas menos profundas de 15 m. Sin embargo, si se usan conductos flexibles, se puede operar en profundidades más grandes. En cualquier caso, la utilización efectiva de esta draga depende de sus características particulares, aunque también se pueden establecer límites en función de la viabilidad económica.
Las limitaciones en cuanto a profundidad de operación para dragas pequeñas son de un mínimo de 3 m, mientras que para las dragas grandes con un conductor rígido son de un máximo de 15 m. El equipo es sensible al oleaje, siendo la altura máxima de ola permitida es de 0,5 m. En cuanto al tipo de terreno, se puede dragar en aquellos que sean muy blandos y de baja cohesión, así como en terrenos muy sueltos o con una granulometría fina disgregada.
Os dejo un vídeo para que veáis su funcionamiento.
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Referencias:
BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2nd edition, Willey, 434 pp.
CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.
SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.
La perforación dirigida horizontal es un método de perforación empleado para la instalación de tuberías que evita la apertura de zanjas a cielo abierto minimizando el movimiento de tierras. Se utiliza fundamentalmente para la instalación de líneas de comunicación (fibra óptica, cables de datos), líneas eléctricas, gaseoductos, oleoductos y conducciones de agua a presión.
Esta tecnología opera mediante una máquina que perfora el suelo a lo largo de toda la trayectoria de la instalación, siendo orientada y seguida desde la superficie mediante un localizador que indica la posición, sin necesidad de pozos verticales, ya que la obra comienza desde la superficie.
El procedimiento constructivo se puede describir de la siguiente forma: una vez instalada la máquina para que la cabeza de perforación se introduzca en el suelo, se procede a lo siguiente: (1) ejecución de la perforación guía o piloto, (2) ampliación del diámetro de la perforación piloto mediante los escariadores adecuados, y (3) instalación de la tubería en el interior de la perforación realizada.
Os paso varios vídeos para que podáis ver la ejecución de este procedimiento constructivo. En el primero veremos la PDH de mayor longitud y tamaño realizada hasta la fecha. Se realizó en Alcira (Valencia) en el 2007. Se trataba de la instalación de una nueva conducción para el abastecimiento de agua potable. Espero que os gusten.
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Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
¿Qué maquinaria es necesaria para la fabricación del hormigón? Existen múltiples equipos para realizar esta tarea, desde plantas fijas, móviles, más o menos automatizadas, hasta los propios camiones hormigonera.
Sea cual sea el procedimiento, es muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento, agua y, normalmente, aditivos. No hay una mezcla óptima que sirva para todos los casos. La dosificación adecuada debe tener en cuenta la resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como el tipo de ambiente a que estará sometido. Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla homogénea de todos los componentes. El árido debe quedar bien envuelto por la pasta de cemento. Posteriormente la mezcla se debe transportar al tajo de obra de forma que no varíe la calidad del material.
Pero para tener una visión clara sobre este tema, os dejo la presentación del profesor Julián Alcalá, que espero os sea de utilidad.
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Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Uno de los problemas que afecta a la ingeniería civil y otras disciplinas es conocer una o varias características y propiedades del subsuelo. Para ello se emplea la ciencia de la geofísica.
La geofísica es una ciencia aplicada que estudia los fenómenos naturales de nuestro planeta desde el punto de vista físico y matemático. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra.
Originalmente fue desarrollada como un método efectivo para la prospección del petróleo y otros depósitos minerales, pero actualmente tiene aplicaciones específicas en el campo de la ingeniería civil.
Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos,magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).
Os dejo una presentación interesante sobre la aplicación de la geofísica a la ingeniería civil. Espero que os guste.
Las bombas de émbolos de hormigón de tubo o trompa oscilante (trompa de elefante) son bombas alternativas compuestas por dos cilindros sumergidos en el hormigón dispuestos en tándem y conectados a la tubería de impulsión. La conexión entre ellos se efectúa por medio de un tramo de tubo o trompa que oscila alternativamente para acoplarse por un extremo sucesivamente a cada cilindro, mientras que por el otro se mantiene acoplado a la conducción. Resultan ser más eficaces con hormigones que son más difícilmente bombeables.
Su sencillez hace que sea cómo para hormigones difíciles de bombear. Tenemos varios tipos:
De trompa rápida (CS y C), más frecuente en autobombas. Altas presiones de hormigón (hasta 57 bar) y elevados caudales (hasta 56 m³/h). Permite utilizar sin problemas mangueras largas.
De tubo oscilante (S), más frecuente en equipos estacionarios y para bombas de hormigón sobre remolque. Este sistema incorpora cilindros unidos a cilindros hidráulicos que van girando alternadamente. Con hormigón en la tolva, y la bomba funcionando, el hormigón del cilindro se retrae, amoldándose dentro del cilindro. Altos caudales (67 – 80 m³/h) y elevadas presiones (75 – 50 bar). Presenta un rendimiento alto con pocas carreras.
Os dejo a continuación unos vídeos donde podemos ver el funcionamiento de este tipo de bombas. El primero de ellos muestra el funcionamiento de un modelo de tubo oscilante S.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Paso superior de hormigón postesado en Liria (Valencia)
Con este post continuamos una serie iniciada con el predimensionamiento de muros que puede servir para encajar presupuestos y soluciones iniciales para el caso de puentes losa pretensados empleados en carreteras (ya publicamos dos posts sobre historia y construcción de puentes viga). Para más adelante dejaremos más información sobre puentes losa pretensados macizos o bien otros empleados para ferrocarriles. Una información en detalle de estos aspectos la podéis consultar en la publicación de Yepes et al (2009).
Los tableros losa construidos “in situ” mediante cimbra se utilizan para luces cortas y medias, en torno a 30 m, pero que pueden alcanzar los 50 ó 60 m. Esta tipología, según indica Manterola (2006) representa un compromiso entre la facilidad constructiva y las condiciones resistentes. La supresión de juntas, la reducción de momentos flectores principales cuando el tablero es continuo y una mayor libertad en forma y en la colocación de las pilas son algunas de las ventajas de estas estructuras frente a las prefabricadas de vigas. Los puentes losa suelen proyectarse en tramos continuos hiperestáticos, en hormigón pretensado casi siempre. El encofrado normalmente se fabrica para cada tablero, por lo que se adaptan a cualquier trazado, prestándose a diseños más cuidados. La estética constituye, además, un aspecto importante, pues con frecuencia son las únicas obras visibles para el usuario que circula bajo ellas.
El estudio de caso es un método bien conocido que se aplica con frecuencia en la enseñanza y el aprendizaje, sobre todo a nivel de postgrado. Si se utiliza un estudio de caso basado en un proyecto de construcción real durante un semestre o incluso un curso académico, tendremos una aplicación que presenta muchas ventajas en el proceso del aprendizaje de los alumnos. Esta metodología se viene aplicando desde el año 2010 en el Máster en Planificación y Gestión de la Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Su objetivo es el desarrollo de las competencias genéricas del título, así como la coordinación y la cohesión de los contenidos. Esta aplicación se amplía con el uso del portfolio para mejorar la evaluación del curso y sus competencias. Así, cada asignatura se implica ofreciendo información adicional extraída del proyecto y se explica, a priori, los resultados de aprendizaje que se esperan. Para que se pueda alcanzar el éxito con esta metodología, es preciso aumentar la coordinación entre las asignaturas, con sus contenidos y competencias, de forma que cada una de ellas se especialice en determinados aspectos complementarios. Además, cada una de las asignaturas debe diseñar una rúbrica con criterios de evaluación comunes. Por último, una guía indicará los pasos que los estudiantes tienen que seguir con el fin de resolver los problemas.
Referencia:
JIMÉNEZ, J.; SEGADO, S.; YEPES, V.; PELLICER, E. (2015). Students’ guide as a reference for a common case study in a master degree in construction management. 9th International Technology, Education and Development Conference INTED 2015, Madrid, 2nd-4th of March, 2015, pp. 4850-4857. ISBN: 978-84-606-5763-7.
Además de la bomba de hormigón de pistones de trompa, también es posible encontrar bombas con un sistema de corredera plana para impulsar el hormigón. En ambos casos, son sistemas de doble pistón, conectados por una válvula. Ambos pistones provocan un movimiento alternativo que genera una especie de lingote de hormigón en estado fresco que se impulsa a una presión casi constante.
