Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando una camisa o entubación para contener las paredes de la perforación. Podrían distinguirse dos tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
Pilote in situ de extracción con entubación recuperable: Este tipo de pilote se ejecuta excavando el terreno y utilizando una camisa (tubo metálico a modo de encofrado), que evita que se derrumbe la excavación. Una vez completado el vaciado, y según se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente la camisa, que puede ser reutilizada nuevamente. Normalmente se usa como pilotaje de poca profundidad trabajando por punta, apoyado en roca. También como pilotaje trabajando por fuste en terreno coherente de consistencia firme, prácticamente homogéneo.
Pilote in situ de extracción con camisa perdida: Se ejecuta por el mismo sistema del tipo in situ de extracción con entubación recuperable, con la diferencia de que la camisa metálica no se extrae, sino que queda unida definitivamente al pilote. Usualmente como pilotaje trabajando por punta apoyado en roca o capas duras de terreno y siempre que se atraviesen capas de terreno incoherente fino en presencia de agua, o exista flujo de agua y en algunos casos con capas de terreno coherente blando; cuando existan capas agresivas al hormigón fresco. La camisa se utilizará para proteger un tramo de los pilotes expuesto a la acción de un terreno agresivo al hormigón fresco o a un flujo de agua. La longitud del tubo que constituye la camisa será tal que, suspendida desde la boca de la perforación, profundice dos diámetros por debajo de la capa peligrosa.
En la siguiente fotografía se puede ver el detalle de la conexión entre los tramos de la camisa.
La vigilancia tecnológica, según viene definido en la norma UNE 166006, es un proceso organizado, selectivo y permanente, de captar información del exterior y de la propia organización sobre ciencia y tecnología, seleccionarla, analizarla, difundirla y comunicarla, para convertirla en conocimiento para tomar decisiones con menor riesgo y poder anticiparse a los cambios.
A través de la vigilancia tecnológica, se detectan fuentes de información esenciales para hacer frente a las decisiones tecnológicas que tiene que afrontar las empresas y organizaciones, se extrae información relevante sobre tendencias tecnológicas, novedades, invenciones, potenciales socios o competidores, aplicaciones tecnológicas emergentes, a la vez que se contemplan aspectos regulatorios y de mercado que pueden condicionar el éxito de una innovación tecnológica. Toda esta información codificada y analizada brinda a un decisor, ya sea una empresa o institución científica, la posibilidad de trazar planes y formular estrategias tecnológicas, minimizando la incertidumbre.
En el siguiente vídeo de AINIA nos explican brevemente en qué consiste la vigilancia tecnológica.
Cedetel se convierte en la primera empresa de Castilla y León en obtener la certificación de Vigilancia Tecnológica, veamos cómo lo explican en el siguiente vídeo.
Cuando se habla de productividad en el sector de la construcción, siempre se dice que ésta es baja en relación con otro tipo de industrias. Incluso también es común opinar sobre la baja productividad que tienen los trabajadores en un país o en otro, lo cual influye fuertemente en la competitividad. Parece evidente que, cuanto más seamos de producir con unos recursos dados, más competitivos podremos ser. En este post vamos a divulgar, de forma sencilla, un par de ideas en relación con este concepto tan importante y de tanta transcendencia en nuestro sector.
La productividades la relación entre los bienes y servicios producidos y los recursos empleados para ello. Existen otros ratios que se refieren sólo a uno o a varios de los recursos empleados: productividad de la mano de obra directa, de la indirecta, de la maquinaria, de los materiales, del dinero, etc. La productividad es vital para el desarrollo de cualquier actividad empresarial, pues aquellas que no la mejoran respecto a su competencia están condenadas a desaparecer.
El estudio y la medición del trabajo son técnicas que han demostrado en la industria su eficiencia para mejorar la productividad. La construcción es un sector caracterizado por su trashumancia, por series de fabricación o unidades de obras limitadas, con un bajo grado de especialización, con personal contratado temporal elevado, con la existencia de subcontratistas, etc. Sin embargo ello no es óbice para la mejora de la productividad y la reducción de los costes.
Un incremento en la producción no refleja necesariamente un incremento en la productividad. Por ejemplo, si las entradas crecen en forma proporcional a las salidas, entonces la productividad es la misma. Para conseguir aumentar la productividad se debe buscar la eficiencia en todos los procesos que constituyen la actividad de la empresa. Según la OIT (Oficina Internacional del Trabajo), los medios directos para aumentar la productividad pueden resumirse en los siguientes:
a) Inversión de capital:
Idear nuevos procedimientos básicos o mejorar fundamentalmente los existentes.
Instalar maquinaria o equipo más moderno, de mayor capacidad o modernizar los existentes.
b) Mejor dirección:
Reducir el contenido de trabajo del producto.
Reducir el contenido de trabajo del proceso.
Reducir el tiempo improductivo, ya sea imputable a la dirección o a los trabajadores.
La productividad no debe confundirse con el rendimiento, que es la relación entre lo realizado y lo previsto, ya sea en relación con la producción o con el tiempo destinado a realizar una actividad. El rendimiento contribuye a aumentar o disminuir la productividad sin modificar los medios de producción, sino su eficiencia.
La pérdida de productividad se debe, en lo que al tiempo de ejecución de los trabajos se refiere, a que el tiempo total invertido en la operación presenta ineficiencias por diversas causas. Así, el tiempo de trabajo se puede descomponer en (ver Figura):
Tiempo total invertido en un trabajo
a) Contenido base de trabajo: la cantidad de trabajo, expresada en horas-hombre y horas-máquina, que sería necesario emplear para fabricar el producto o para desarrollar la actividad si el proyecto fuese perfecto, si el procedimiento o método de fabricación o de ejecución estuviesen perfectamente puestos a punto, si no existiesen pérdidas de tiempo imputables a cualquier causa (a parte de las pausas concedidas al ejecutor para el oportuno descanso). Por tanto el contenido base de trabajo es el tiempo mínimo irreducible de ejecución.
b) Trabajo innecesario: es un trabajo suplementario debido a un mal diseño o especificaciones del producto, o bien a métodos ineficaces de producción o de funcionamiento.
c) Tiempo inefectivo o improductivo: debido a una deficiente dirección o imputable al trabajador.
La técnica Rocket Plough es un procedimiento de instalación de tuberías que utiliza un arado preparado como máquina de tracción. De este modo, se abre un surco en la tierra a través del que se tracciona una tubería premontada en el exterior. El uso habitual es la instalación de tuberías a presión, normalmente de fundición, de hasta 300 mm de diámetro nominal.
Este procedimiento constructivo tiene gran interés cuando existe una gran longitud de tubería a instalar y muy pocas conexiones. Sería el caso de una zona poco poblada donde existan pocas infraestructuras y obstáculos a sortear.
Lo más impresionante es la rapidez con la que se extraen los tubos, con sólo una grieta el 5-10 cm de ancho en la tierra se pueden instalar más de 400 m de tubería en sólo tres horas.
En la figura siguiente se puede observar cómo se realiza la instalación de la tubería. Los componentes del proceso son básicamente el vehículo de tracción, cabestrante del cable y un arado. Se conecta al vehículo de tracción mediante un cable de acero. La brecha inicial, que se inclina descendentemente, conduce el tubo hasta la profundidad de instalación apropiada y una vez la alcanza se conecta a la paleta del arado. Durante este proceso la paleta desplaza el material de excavación al terreno circundante gracias a la fuerza de arrastre del cabestrante del cable, creando una cavidad que se rellena de inmediato con el tubo a instalar.
En esta técnica, es especialmente importante considerar la protección exterior de las tuberías debido a que éstas habitualmente se entierran sin ningún tipo de lubricantes (bentonita o similares). El desconocimiento de las condiciones exactas del suelo aconsejan que esta protección exterior sea capaz de soportar las cargas e impactos exteriores.
Os dejo algunos vídeos para que veáis este procedimiento de instalación de tuberías.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.
Aspecto de diversas soluciones al problema de rutas
Los problemas de distribución física consisten básicamente en asignar una ruta a cada vehículo de una flota para repartir o recoger mercancías. Los clientes se localizan en puntos o arcos y a su vez pueden presentar horarios de servicio determinados; el problema consiste en establecer secuencias de clientes y programar los horarios de los vehículos de manera óptima. Los problemas reales de transporte son extraordinariamente variados. Yepes (2002) propone una clasificación que contiene un mínimo de 8,8·109 combinaciones posibles de modelos de distribución. Si alguien fuese capaz de describir en un segundo cada uno de ellos, tardaría cerca de 280 años en enunciarlos todos. La investigación científica se ha centrado, por tanto, en un grupo muy reducido de modelos teóricos que además tienden a simplificar excesivamente los problemas reales. Son típicos problemas de optimización matemática combinatoria. Continue reading «¿Por qué son tan complicados los problemas de distribución física?»→
Hoy me toca hablar de Tatiana García Segura. Es una brillante ingeniera de caminos, canales y puertos, máster en ingeniería del hormigón e investigadora en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), que acaba de ganar el primer premio de la Cátedra CEMEX SOSTENIBILIDAD a su Tesis Fin de Máster en materia de sostenibilidad y medio ambiente presentada en el curso 2012-13. La tesis se denomina «Métricas para el diseño eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo», dirigida por Víctor Yepes Piqueras y Julián Alcalá González. Dicho trabajo obtuvo la calificación de 10 sobresaliente con matrícula de honor. De este trabajo ya se han aceptado varios artículos internacionales en revistas científicas de primer nivel. Este premio constituye un espaldarazo al proyecto de investigación HORSOST (BIA2011-23602), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, de la cual Tatiana es becaria FPI y yo mismo investigador principal. En este momento Tatiana está desarrollando su tesis doctoral aplicando los resultados obtenidos de su trabajo en el diseño automático de puentes óptimos postesados de sección en cajón basándose en criterios sostenibles multiobjetivo aplicado al ciclo completo de vida de la estructura y utilizando hormigones no convencionales.
Creo que es de interés transcribir a continuación el resumen de dicha Tesis Fin de Máster:
«El diseño eficiente de estructuras de hormigón ha estado ligado con la potenciación de sus características resistentes, constructivas y económicas. Durante las últimas décadas ha habido un incremento en la producción científica relacionada con los hormigones no convencionales. Los hormigones de alta resistencia, autocompactables y reforzados con fibras son cada vez más empleados en el ámbito de la ingeniería civil y la arquitectura. Estos materiales tienen ciertas propiedades como son la alta resistencia, la facilidad de colocación y la durabilidad, que le confieren características adicionales al hormigón convencional. A pesar de ello, se ha detectado un vacío en el conocimiento de las métricas que permiten valorar su contribución a la sostenibilidad.
Existen varias herramientas que permiten analizar la sostenibilidad de un proyecto estructural. Algunas de ellas son capaces de medir el impacto global de una construcción, pero no llegan a discernir entre los distintos tipos de hormigones. Otras permiten la comparación entre hormigones, pero no contemplan el ciclo de vida completo de la estructura. En este trabajo se valoran las distintas herramientas existentes y se propone una metodología que sirva para evaluar la sostenibilidad de una estructura.
Para alcanzar dicho objetivo, se aborde en primer lugar un estado del arte de las metodologías existentes. Seguidamente, se lleva a cabo un estudio del ciclo de vida de una estructura de hormigón para detectar los principales puntos a tratar en el análisis posterior. Asimismo, la descripción y evaluación de las propiedades de los hormigones no convencionales nos conduce a una valoración más precisa. Una vez finalizado el estudio de la metodología se proponen cuatro casos prácticos que consideran el uso de cementos con adiciones, hormigones autocompactables, de alta resistencia y reforzados con fibras. Por último se realiza un estudio estadístico de las variables más influyentes.
La metodología propuesta tiene un enfoque multiobjetivo que contempla las características de los hormigones no convencionales. Además, permite analizar el ciclo de vida completo de la estructura, incluyendo su durabilidad. Se comprueba su eficacia para encontrar estructuras más durables, con menor impacto ambiental y económicamente viables. Finalmente se valora el coste y la emisión anual«.
Referencias:
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2014). Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability.International Journal of Life Cycle Assessment, 19(1):3-12. DOI 10.1007/s11367-013-0614-0 (link)(descargar versión autor)
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; ALCALÁ, J. (2014). Optimization of concrete I-beams using a new hybrid glowworm swarm algorithm. Latin American Journal of Solids and Structures, 11(7):1190 – 1205. ISSN: 1679-7817. (link)
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; PÉREZ-LÓPEZ, E. (2015). Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges.Engineering Structures, 92:112-122. DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.03.015 (link)
En ocasiones asociamos la prefabricación con una baja calidad cuando pensamos en los típicos barracones de obra. Sin embargo esta visión se encuentra alejada de la realidad. Lo cierto es que el control de calidad en fábrica y las modernas técnicas constructivas permiten realizar construcciones prefabricadas con una fiabilidad igual o mayor que la conseguida con la construcción tradicional.
Después de la II Guerra Mundial las necesidades de reconstrucción llevaron a diversos países a intentos sucesivos de dar el salto para industrializar la propia construcción. De este modo se desarrolla la prefabricación, con el objeto de reproducir en la edificación lo que en los años veinte había conseguido Ford con los automóviles, si bien los primeros antecedentes hay que buscarlos en el año 1905, cuando los establecimientos Edmond Coignet iniciaron la prefabricación de piezas moldeadas de hormigón. Hacia el año 1925 hizo su aparición el procedimiento de fabricación de tubos por centrifugación. En la Unión Soviética y en los países de su órbita, aunque también en Israel y, en menor medida, en países occidentales, como Francia, se desarrolló una prefabricación pesada, cerrada en sí misma, que consiguió racionalizar procesos y abaratar costes, con el inconveniente generalizado de caer en la repetición y la monotonía. En España se vieron ejemplos en la proliferación de pasos superiores de vigas prefabricadas con la construcción de las primeras autopistas de pago en la década de los 70 y 80. Más inteligente y con más posibilidades fue el desarrollo de una prefabricación abierta, donde diversos componentes pueden utilizarse en sistemas abiertos y variados.
Os dejo algunos vídeos donde se han conseguido batir récords constructivos con la prefabricación, como el que ha conseguido realizar un hotel en sólo dos días en China. Espero que os gusten.
El Puente de Verrazano-Narrows, diseñado por O.H. Ammann y C. Whitney, es un puente colgante situado a la entrada al puerto de Nueva York, que conecta los distritos de Staten Island y Brooklyn a través del estrecho que comunica las partes superior e inferior de la Bahía de Nueva York. La construcción del puente comenzó 13 de agosto 1959, y la cubierta superior se abrió el 21 de noviembre de 1964, con un coste de 320 millones de dólares. La longitud de su tramo central es de 1.298 m, lo que lo convirtió en el puente colgante más largo del mundo desde el término de su construcción hasta 1981, cuando fue superado por el puente de Humber en Inglaterra.
El puente lleva el nombre del explorador florentino Giovanni da Verrazzano, el primer navegante europeo que se sabe entró en la Bahía de Nueva York y el Río Hudson. Constituye un nexo crítico en el sistema vial local y regional, siendo muy conocido como el punto de partida de la Maratón de la Ciudad de Nueva York. La mayor parte del tráfico marítimo con destino a los puertos de Nueva York y Nueva Jersey debe pasar bajo el puente.
El puente está formado por dos grandes vigas trianguladas en los bordes de 7,3 m de canto. A pesar de tener doble plataforma de tráfico, tiene una esbeltez de 1/178. Ello no quita que el tablero tenga suficiente rigidez a torsión y flexión para evitar la inestabilidad debida a los efectos del viento. Las torres son dos pilares independientes unidos en cabeza por un diafragma de gran canto.
Según el Departamento de Transporte de los Estados Unidos:
Cada una de las dos torres contiene 1 millón de pernos y 3 millones de remaches.
El diámetro de cada uno de los cuatro cables de suspensión es de 36 pulgadas. Cada cable se compone de 26.108 cables que ascienden a un total de 143.000 millas de longitud
Debido a la altura de las torres y su distancia, la curvatura de la superficie de la Tierra tenía que ser tomado en cuenta en el diseño del puente-las torres son 1 5/8 pulgadas más lejos en su parte superior que en sus bases.
Debido a la expansión térmica de los cables de acero, la calzada del puente es 12 pies más bajo en verano que en invierno.
Os paso un par de vídeos históricos sobre su construcción que espero os gusten.
Una chimenea es una excavación de dimensión reducida y una inclinación superior a los 45º. Son típicas en minería y su longitud pueden superar los 100 m. Normalmente, se utilizan para unir galerías de distinto nivel cerrando los circuitos de ventilación para el paso de mineral y estériles.
Un método para la excavación de chimeneas es el denominado “Jaula Jora”, que consiste en una máquina construida por Atlas Copco específicamente para este fin. Sus principales componentes son la plataforma de trabajo, la jaula de transporte, el mecanismo de elevación y en chimeneas inclinadas el carril guía.
El procedimiento constructivo consta de varias fases. En la primera se perfora un barreno piloto (75-100 mm de diámetro) y en la segunda se montan los equipos y herramientas. Posteriormente, en la tercera fase, tiene lugar la perforación y la voladura.
El campo propicio para este método está entre los 30 y 100 m. El problema que podemos tener es la desviación del barreno piloto. Además, en cada pega debe desengancharse la jaula. El barreno central tiene la ventaja de que permite la entrada de aire fresco y de que sirve de hueco de expansión en los cueles paralelos, con los que se consiguen avances de entre 3 y 4 m por disparo.
Las estaciones de bombeo son estructuras destinadas a elevar un fluido desde un nivel energético inicial a un nivel energético mayor. Su uso es muy extendido en los varios campos de la ingeniería, así, se utilizan en:
Red de alcantarillado, cuando los centros poblados se sitúan en zonas muy planas, para evitar que las alcantarillas estén a profundidades mayores a los 4 – 5 m;
Sistema de drenaje, cuando el terreno a drenar tiene una cota inferior al recipiente de las aguas drenadas;
En muchas plantas de tratamiento tanto de agua potable como de aguas servidas, cuando no puede disponerse de desniveles suficientes en el terreno;
Un gran número de plantas industriales.
Las estaciones de bombeo tienen por elemento principal a los grupos de bombas. El papel que juegan las mismas es el de proporcionar caudal y presión al conjunto del sistema y es muy importante conocer cómo van a comportarse en el mismo en base a sus curvas motrices. A continuación os dejo un Polimedia de la profesora Petra Amparo López Jimenez donde se describe cómo se llega a las curvas motrices de las bombas desde sus características geométricas y se introduce la teoría que explica el comportamiento de las mismas a partir del conocimiento de sus datos básicos de geometría y velocidad.
Las bombas hidráulicas tienen unas curvas motrices características que representan el caudal y presión que pueden proporcionar en una instalación. La instalación de dichas bombas en unas condiciones u otras, su asociación en serie o paralelo, su arranque o condiciones de cebado, determinarán el caudal, presión, potencia absorbida y posibles aplicaciones en las instalaciones concretas. En el siguiente vídeo se describen estos aspectos de las estaciones de bombeo.
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.
Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando una camisa o entubación para contener las paredes de la perforación. Podrían distinguirse dos tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
