Parque eólico en Picu el Gallo, Tineo, Asturias. Wikipedia
El parque eólico es una central eléctrica en la que la energía eléctrica se produce a partir de la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que aprovechan las corrientes de aire. Para producir electricidad en una central eólica, es necesario que el viento sople entre 3 y 25 m/s. Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. Este está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico, ambos ubicados en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.
La energía eólica es de las más limpias, renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores eléctricos no producenemisiones contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos…) y no contribuyen, por lo tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación. No obstante, también existen factores negativos, como el impacto visual, el impacto sobre las aves, la modificación de la fauna y la flora, el efecto sonoro, el impacto por erosión o las interferencias electromagnéticas.
Un proyecto de un parque eólico puede dividirse en fase de ejecución, fase de explotación y fase de clausura. La vida útil de un parque eólico es de unos 20 años y su desmantelamiento no conlleva grandes dificultades. En la fase de ejecución o construcción se pueden diferenciar los siguientes procesos: construcción de accesos, construcción de plataformas de montaje, construcción de edificaciones anejas, instalación eléctrica y montaje de los aerogeneradores. Os dejo varios vídeos en los que se describe cómo se construye un aerogenerador.
Endesa nos facilita un vídeo donde se puede ver el funcionamiento de un aerogenerador.
En una central hidroeléctrica se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad. Estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria de la masa de agua de un cauce natural debido a un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua, en su caída entre dos niveles del cauce, pasa por una turbina hidráulica, que transmite la energía a un generador, donde se transforma en energía eléctrica.
Podemos clasificar las centrales hidroeléctricas en tres tipos: de embalse, de flujo o de pasada y de bombeo:
En las centrales de embalse, el esquema funcional incluye una presa que intercepta la corriente de agua y permite que se acumule hasta alcanzar una cota o altura determinada. El agua fluye del embalse por la gravedad y viaja a través de una tubería de descarga hasta las máquinas de la central, donde, mediante turbinas hidráulicas, se genera electricidad en los alternadores.
Las centralesfluyentes o de pasada. Estas funcionan igual que las centrales hidroeléctricas de embalse, pero no tienen capacidad de almacenamiento del agua.
Las centrales reversibles o de bombeo constan de dos embalses situados a distintas cotas y sus máquinas tienen la peculiaridad de poder funcionar indistintamente como turbinas y como bombas. En los momentos en que el sistema eléctrico demanda más electricidad, el agua del embalse superior se dirige al embalse inferior, generando electricidad. Cuando la demanda de energía eléctrica es baja, el agua se bombea al embalse superior.
Pero quizás sea mejor ver unos vídeos explicativos sobre el tema. Espero que os gusten.
Las grúas autodesplegables son máquinas de elevación capaces de desplegarse por sí mismas, sin necesidad de una grúa auxiliar. Este tipo de grúas es habitual en los modelos de grúas de torre de un solo vano. Son rápidas de montar (en aproximadamente media hora, según el modelo), aunque son algo más caras y tienen un alcance más limitado. El despliegue se facilita mediante articulaciones y mecanismos precisos. Este tipo de grúas plegables permite ser transportadas por carretera, sin desmontar ninguna pieza. Incluso si son transportadas en góndola, tampoco requieren otra grúa auxiliar para su descarga.
Como una imagen a veces vale más que mil palabras, os paso un pequeño vídeo de apenas 8 minutos donde se muestra cómo se pueden montar de forma autónoma varios modelos de grúa torre. En este caso, los modelos son Terex Comedil CBR-28, CBR-32 y CBR-40. Espero que os sea de utilidad.
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.
¿Qué significa que un tuit sea favorito o que sea muy retuiteado? Probablemente, ha llamado la atención por algún motivo: es útil, interesante, ingenioso, presenta alguna fotografía espectacular o bien está tocando un tema candente. Pues bien, os dejo una muestra no exhaustiva de unos cuantos tuits que se han difundido por la red que tienen que ver con el mundo de la construcción, la ingeniería o la arquitectura. Seguro que seguirán aumentando sus retuits y más que seguro que se me olvidan muchos. He usado para ello la herramienta Favstar. Espero que os gusten. Por cierto, me podéis seguir en @vyepesp
"Carretera del Karakórum, entre Pakistán y China. La carretera internacional más alta del mundo." pic.twitter.com/0kKL9CHvmY
Las tablestacas autoportantes o pantalla de tablestacas en ménsula son un sistema de sostenimiento del terreno que utiliza tablestacas o pantallas y no requiere elementos adicionales. Trabajan estos elementos en ménsula, siendo una solución sencilla que trabaja por empotramiento en el terreno.
El procedimiento constructivo es sencillo y rápido, pues no resultan necesarios el arriostramiento ni los apuntalamientos intermedios. Una vez instaladas las tablestacas, el interior de la excavación queda totalmente libre de obstáculos para realizar el vaciado de tierras y demás trabajos necesarios (hormigonado, colocación de instalaciones, etc.). En principio, no existen limitaciones en cuanto a las dimensiones en planta del recinto a excavar, aunque sí que está limitada la profundidad de la excavación, dependiente del tipo de terreno.
La longitud de tablestaca incluye la profundidad de excavación, la longitud de empotramiento y un sobrante superior para que las pinzas de los equipos de vibración puedan coger la tablestaca durante la hinca y la extracción.
La naturaleza es más sabia de lo que sospechamos. ¿Quién diría a un ingeniero estructural que una simple luciérnaga sería capaz de sonrojarle e incluso de enseñarle trucos para diseñar puentes, no solo más baratos, sino también más respetuosos con el medio ambiente? Pues bien, no solo es cierto, sino que también podemos aprender del comportamiento social de las luciérnagas para optimizar las estructuras. Efectivamente, las luciérnagas se comportan como un colectivo de manera inteligente. Las luciérnagas basan su comportamiento social en la luminosidad que emiten (luciferina). La característica más distintiva de las luciérnagas es su cortejo nocturno. Los machos patrullan en busca de pareja con un vuelo característico, mientras emiten secuencias de destellos de luz propias de cada especie. Las hembras de la misma especie pueden responder con destellos específicos y así el apareamiento puede ocurrir. En la resolución de problemas, la luminosidad de una luciérnaga depende tanto de la calidad de la solución encontrada como de la distancia desde la que las demás compañeras buscan soluciones. Cada luciérnaga selecciona, mediante un mecanismo probabilístico, un vecino con un valor de luciferina mayor que el suyo y se mueve hacia él. De esta forma, se pueden optimizar los puentes.
Dentro del proyecto de investigación HORSOST, nos acaban de aceptar un artículo científico en la revista Automation in Construction, que es una revista de primer nivel en el ámbito de la tecnología de la construcción (Factor de impacto en 2013: 1,822, posición 9 de 58 en el ámbito de Construction & Building Technology, y posición 19 de 124 en el ámbito de Civil Engineering, en función del impacto de las revistas indexadas en el JCR).
En este trabajo se describe una metodología para minimizar las emisiones de CO2 y los costes de los puentes de carretera de vigas de hormigón pretensado prefabricadas con sección transversal en doble U. Para ello, se ha utilizado un algoritmo híbrido de optimización por enjambre de luciérnagas (glowworm swarm optimization, GSO) y el recocido simulado (simulated annealing, SA), denominado SAGSO. La estructura se define por 40 variables, que determinan la geometría, los tipos de materiales y las armaduras de la viga y de la losa. Se emplea hormigón de alta resistencia autocompactante para la fabricación de las vigas. Los resultados constituyen para los ingenieros proyectistas una guía útil para el predimensionamiento de puentes prefabricados de este tipo. Además, los resultados indican que, en promedio, una reducción de 1 euro en costes permite ahorrar hasta 1,75 kg de emisiones de CO₂. Además, el estudio paramétrico realizado muestra que las soluciones de menor coste presentan un resultado medioambiental satisfactorio, que difiere en muy poco respecto a las soluciones que provocan menores emisiones.
Resultados interesantes:
El coste C, en euros, y las emisiones de CO₂, en kg, varían de forma parabólica con la luz (L) del vano, en metros:
C=48.088L2+613.99L+31139
kgCO2=63.418L2+2392.3L+13328
Si se minimiza el coste, también se reducen las emisiones de CO₂, de forma que el ahorro en 1 euro equivale a ahorrar 1,75 kg de CO₂.
La esbeltez de los puentes de mínimo coste (L/18,08) y de emisiones mínimas (L/17,57) siempre es inferior a L/17.
El espaciamiento entre las vigas se sitúa en torno a 5,85 m, con un rango de 5,65 a 5,95 m.
Las estructuras de coste mínimo precisan 42,35 kg/m² de armadura pasiva, mientras que si se optimizan las emisiones, se necesitarían 37,04 kg/m².
Sorprende observar que, aunque el hormigón de alta resistencia parece ser el adecuado para el prefabricado de vigas, las estructuras óptimas se alejan de dicho supuesto. De hecho, el hormigón para el coste mínimo en las vigas prefabricadas oscila entre 40 y 50 MPa, alejado de los 100 MPa que permitía la optimización.
Por último, un análisis de sensibilidad de costes en los resultados optimizados indica que un aumento del 20% en los costes del acero haría que el coste total de la estructura aumentara un 10,27 %, lo que disminuiría el volumen de acero empleado. Sin embargo, si sube en un 20 % el precio del hormigón, el coste total solo subiría un 3,41 % y apenas variaría el volumen de hormigón consumido.
Referencia:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; 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 (link)
Las mezclas en frío pueden ser abiertas o densas. Las mezclas abiertas, las más difundidas en España por motivos económicos, presentan un contenido de huecos superior al 25%, un bajo contenido de finos y un escaso contenido de fíller inferior al 2%. Las mezclas densas utilizan áridos finos en su composición, emplean como ligante una emulsión de betún puro y, una vez compactada, tienen un contenido de huecos en mezcla menor del 10%. Según el contenido de ligante, las mezclas densas en frío pueden clasificarse en aglomerados densos en frío o en grava-emulsiones.
Se pueden elaborar las mezclas abiertas en frío mediante dos sistemas diferentes:
En plantas fijas muy simples, al no ser necesario el calentamiento de los áridos, y puesta en obra con extendedora convencional.
Con mezcladores móviles sobre camión que fabrican y extienden en un proceso continuo.
Las plantas fijas constan de los siguientes elementos:
Tolvas de dosificación volumétrica de áridos. Normalmente, son tres tolvas, con un mínimo de dos.
Sistema de cintas transportadoras hasta el mezclador.
Depósitos de ligante con dosificación mediante bomba de paletas o de engranajes y contador de vueltas o manómetro.
Mezcladora continua, que suele ser de doble eje horizontal. Con una cuba de capacidad fija, el tiempo de permanencia o ciclo de amasado se regula mediante la inclinación del mezclador respecto a la horizontal y la energía de amasado, determinada por la velocidad de giro de las paletas.
A continuación, os dejo un vídeo explicativo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, sobre el diseño y la ejecución de las lechadas bituminosas y de los microaglomerados en frío. Espero que os sea de utilidad.
Asimismo, dejo algunos vídeos al respecto. Espero que os gusten.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
Figura 1. Detalle de la estructura de un muro reforzado con geotextil. Fuente: geotexan.com
También se pueden construir muros compuestos por geosintéticos resistentes a las tracciones producidas por la presión del suelo (Figura 1). En los muros pueden utilizarse distintos tipos de geosintéticos: geotextiles, geomallas y geocompuestos de refuerzo.
El geotextil es un material textil plano, permeable, deformable, formado por fibras poliméricas. Su función es la de refuerzo, trabajando a tracción, además de evacuar el agua. Se introduce una longitud mínima de anclaje para evitar deslizamientos (Figura 2). El refuerzo se introduce junto con el relleno en capas de unos 50 cm, coincidiendo con el espesor del terraplenado. Son muros económicos y fáciles de construir. Presentan una gran flexibilidad y deformación. Además, la capa de geotextil puede convertirse en una superficie débil que favorezca los desplazamientos. Otro inconveniente es la susceptibilidad del geotextil a la formación de compuestos por la luz solar. A menudo, se hidrosiembra el paramento visible para formar un muro vegetalizado (Figura 2).
Figura 2. Longitud de anclaje del geotextil. Fuente: https://geosynthetics.files.wordpress.com
Las geomallas también pueden reforzarse con una malla metálica, que aporta cierta rigidez al terraplén. Su función es la misma que la del geotextil y se usa cuando la tracción requerida supera la del geotextil. De este modo, las capas no constituyen superficies de debilidad, aunque el efecto de anclaje es menor que el de los geotextiles. El inconveniente es que hay que prever la corrosión del material que forma la malla, así como que el paso del agua no se corta por capilaridad, lo que puede llegar al cimiento.
Los geocompuestos de refuerzo son una combinación de los geotextiles y las geomallas. Proporcionan la resistencia a la tracción necesaria y evitan el paso del agua al cimiento.
Figura 3. Detalle de un muro de suelo reforzado con malla. Fuente: www.orbemedioambiente.es
Os dejo un breve vídeo en el que podemos ver cómo se ejecuta esta unidad de obra.
Os dejo un vídeo de geotecnia.online sobre el uso de los geosintéticos.
Las bombas peristálticas o de rotor para hormigón están compuestas por dos rodillos de presión giratorios, instalados en una carcasa, cuyo interior se encuentra a una presión inferior a la del exterior. Al girar, los rodillos comprimen el vacío en una manguera flexible fabricada con malla de acero de alta resistencia, a través de la cual se impulsa el hormigón. La operación se realiza en un vacío de 0,8-0,9 bar y, de esta forma, el tubo recupera su forma produciendo el efecto de succión.
Así, debido a la diferencia de presión entre la carcasa y el agitador, el hormigón sufre un efecto de succión que lo hace fluir de forma constante hacia la manguera. El caudal depende del diámetro de la tubería y de la velocidad de rotación del rotor. A diferencia de las bombas de pistón, la unión entre la manguera y la conducción es directa, sin desvíos ni cambios de sección.
Llenado del rotor de la bomba.
La presión de bombeo es media o baja, con una muy buena estanqueidad; el mantenimiento es sencillo y las piezas que más se desgastan son el propio rotor y la manguera flexible. Sin embargo, solo se pueden bombear hormigones muy trabajables.
El equipo puede montarse en un camión y la bomba hidráulica que acciona el rotor puede estar acoplada al motor diésel del camión. En caso de ir la bomba remolcada, dispone de un motor de accionamiento propio.
Principales ventajas:
Economía
Simplicidad de funcionamiento
Sencillez en el acoplamiento y regulación
Sin problemas de desgaste de válvulas y prácticamente la única pieza que requiere una reposición relativamente frecuente por desgaste de la misma es la manguera y al cabo de unos 2000-2500 m³. Además, estos primeros fallos pueden apreciarse en las manchas que las salpicaduras de hormigón dejan en las ventanas de la carcasa.
Aplicaciones:
Para obras pequeñas o medianas con alcances no excesivos (20-25 m)
Posibilidad de instalación en equipos móviles o estacionarios.
Posibilidad de uso para gunitado por vía húmeda
Veamos algunos vídeos para ver cómo funciona la bomba.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
El mundo necesita energía desesperadamente. Pero cada vez cuesta más encontrar petróleo y gas. Las prospecciones se llevan a cabo en sitios complicados. Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusión, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo después, las herramientas de cables fueron sustituidas por la perforación rotatoria, que permitía perforar a mayor profundidad y en menor tiempo. En 1989 se alcanzó un récord en el pozo Kola Borehole al norte de Rusia, que alcanzó 12.262 m de profundidad, usando un motor de perforación no rotatoria en el fango.
Una plataforma petrolífera, o plataforma petrolera, es una estructura de grandes dimensiones cuya función es extraer petróleo y gas natural de los yacimientos del lecho marino, que luego serán exportados hacia la costa. También sirve como vivienda de los trabajadores que operan en ella y como torre de telecomunicaciones.Dependiendo de las circunstancias, la plataforma puede estar fija al fondo del océano, flotar o ser una isla artificial.
1, 2) Plataformas convencionales fijas; 3) Plataformas de torre autoelevable; 4, 5) Plataformas flotantes tensionadas; 6) Plataformas Spar; 7,8) Plataformas semisumergibles; 9) Plataformas en barcos perforadores; 10) Plataformas sustentadas en el zócalo y unidas a instalaciones de extracción en el fondo marino. Wikipedia
Os dejo un vídeo en el que podéis ver una plataforma petrolífera de récord. Es tan alta como la Torre Eiffel y pesa unas 20.000 toneladas. La compañía Shell ha tardado un año y medio en construirla.
