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.
La actual crisis por la que atraviesa la construcción está propiciando que los fabricantes de plantas de hormigón estén ideando instalaciones que se puedan transportar en un solo contenedor con objeto de exportarlas a otros países.
Un ejemplo de plantas de hormigón fáciles de transportar es el último desarrollo de SIMEM, una planta móvil novedosa y de última generación. En este vídeo se puede apreciar la facilidad de armado del conjunto que no requiere fundaciones y que puede estar operativo en tan solo 6 horas. Tampoco requiere transportes especiales, camiones de carretera pueden transportar su partes.
Otro ejemplo es la gama de centrales «Vía Seca» de la empresa Frumecar concebidas en un único módulo principal y para su transporte tan solo es necesario un contenedor. La central se entrega totalmente preinstalada en fábrica, lo que permite su montaje y puesta en marcha en el menor tiempo posible. Os paso a continuación un vídeo de este tipo de plantas de fabricación, en particular la CONCRETE-1000, que realiza ciclos de pesadas de 1 m³ y alcanza una producción máxima de 60 m³/h. Espero que os guste.
En este otro vídeo podemos ver cómo trabaja la máquina.
Ejemplo de mapa de la cadena de valor. http://engineeringhelps.wordpress.com/
El mapa del flujo de valor es una herramienta utilizada en Lean manufacturing para analizar los flujos de materiales e información que se requieren para poner a disposición del cliente un producto o servicio, identificando las pérdidas de valor o desperdicios. Esta herramienta se desarrolló en Toyota donde se conocía con el nombre de Mapa del flujo de materiales e información.
Con este tipo de herramientas se pueden detectar para desarrollar una ventaja competitiva y evitar fallos en el proceso, además de crear un lenguaje normalizado dentro de la empresa para una mejor efectividad de los procesos y del personal. Se trata de intensificar los esfuerzos en aquellos procesos donde se produzcan más fallos o que aporten más valor a la producción. Aunque el mapa del flujo de valor se asocia tradicionalmente con el sector industrial, ha demostrado su efectividad para mejorar procesos en otros sectores, como el de servicios, logística, hospitalarios, desarrollo de software, etc. El mapa de la cadena de valor nos proporciona por si solo las respuestas pues es una herramienta muy útil en cualquier tipo de actividad de mejora.
Se pueden utilizar muchos tipos de símbolos para realizar estos mapas de flujo. Os dejo un ejemplo en la siguiente figura:
Fases para su implantación:
Identificar el producto o servicio
Dibujar el mapa de flujo de valor tal como está el proceso, mostrando cada una de las etapas, las esperas y las informaciones que se requieren para entregar el producto o servicio. Existen símbolos estandarizados que representan los distintos elementos de la cadena de valor.
Identificar sobre el mapa los desperdicios que se encuentran (aquello que no aporta valor para el cliente). Para ello suelen buscarse los 7 desperdicios según el lean: sobreproducción, tiempo de espera, transportes innecesarios, exceso de procesado, inventario, movimientos innecesarios y defectos.
Dibujar el mapa de estado futuro, es decir, el mapa como queda una vez eliminados los desperdicios.
Implementar un plan de acciones de mejora (eventos kaizen) para llegar al mapa de estado futuro.
A continuación os dejo varios Polimedias de la Universitat Politècnica de València donde se explican bien esta herramienta. En el primero Juan Antonio Marín García nos explica la herramienta VSM, en qué consiste y qué puede aportar para la mejora de procesos.
En este otro vídeo se muestran los principales símbolos que representan el movimiento de información en un mapa de la cadena de valor. Su autor es Julio García Sabater. Espero que os guste.
Un caso habitual en la construcción consiste en la utilización de varias máquinas cuyos ciclos individuales de trabajo tienen un intervalo común. Por ejemplo, una cargadora con varios camiones, o bien un equipo de mototraíllas convencionales ayudadas en su carga por un tractor. En estos casos, los ciclos individuales de las máquinas se pueden agrupar formando un ciclo del equipo que se repite periódicamente.
Al recurso que limita la producción de un equipo se le denomina cuello de botella. Su identificación es esencial porque cualquier cambio introducido en el funcionamiento repercutirá en la capacidad de producción del equipo, y por ende, en su productividad. El recurso que causa el estrangulamiento es el que determina la producción del equipo. Se define como factor de acoplamiento o “match factor” a la relación entre la máxima producción posible de los equipos auxiliares respecto a la máxima producción posible de los equipos principales. El coste más bajo de producción se obtiene para factores de acoplamiento próximos a la unidad, pero por debajo de ella.
Para aclarar estos conceptos tan importantes en el cálculo de producciones y costes en las máquinas de movimiento de tierras, os paso este Polimedia para divulgar los conceptos básicos. Espero que os guste.
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.
YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0
YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.
El pasado mes de octubre tuve la ocasión de impartir un seminario en la Universidad Católica de Chile denominado «Métodos de investigación no convencionales basados en la inteligencia artificial». Os paso la presentación que hice. Espero que os guste.Pincha aquí para descargar
Este pasado mes de octubre, estando como profesor visitante en la Universidad Católica de Chile, tuve la oportunidad de impartir un seminario introductorio a la optimización heurística en ingeniería. A continuación os paso la presentación. Espero que os guste.
Dulcinea (Herrenknecht EPB Shield S-300). 4.364 toneladas de peso, longitud: 100 m (aprox.), diámetro exterior: 15,20 m, empuje: 316.000 kN, rendimiento máximo: 36 m/día y una potencia de 22.000 kW
Las tuneladoras EPB (en inglés, Earth Preasure Balance), son escudos de presión de tierras que se utilizan normalmente en la excavación de terrenos cohesivos. Pertenecen al grupo de tuneladoras que denominamos escudos, y que se diferencian de los topos por la carcasa metálica exterior que sostiene provisionalmente el frente de avance hasta que se coloca el sostenimiento definitivo. Los escudos EPB han sido utilizados con éxito en la construcción de túneles, aunque también puede utilizarse con la técnica de hinca de tubos. Como ventajas se encuentran sus elevados rendimientos, trabajando incluso bajo el nivel freático, su versatilidad y respeto medioambiental, aunque requieren de una elevada inversión económica.
El sostenimiento del frente de excavación se realiza con la propia tierra excavada, que se aloja en una cámara de extracción para mantener la presión sobre el frente y minimizar asientos en superficie. Esta función se puede reforzar añadiendo espumas al material extraído, lo cual amplía la aplicabilidad de la máquina, al aumentar la plasticidad de los terrenos.
El material se extrae mediante un tornillo de Arquímedes, que en función de su velocidad de extracción y bajo el control de la fuerza de avance proporcionada por los cilindros de propulsión, permite controlar la presión de balance de las tieras. El material excavado se deposita en una cinta transportadora a través de un tornillo sinfín. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones.
El sostenimiento definitivo del túnel se consigue mediante un revestimiento de dovelas prefabricadas, formadas normalmente por unas siete piezas. En el siguiente enlace, se muestra un esquema con los componentes principales de nuestra tuneladora EPB para la colocación de dovelas.
Esquema básico de un escudo EPB
1. Rueda de Corte.
2. Accionamiento.
3. Cámara de excavación.
4. Sensor de presión.
5. Esclusa de aire comprimido.
6. Erector de dovelas.
7. Dovelas.
8. Cilindros de propulsión.
9. Cinta transportadoras
10. Sinfín de extracción.
Esta máquina puede dividirse en tres partes principales: el escudo y rueda de corte, el back up y el tren de avance. El escudo es la parte principal, donde se encuentra la rueda de corte, los cilindros de empuje y los de guía; también se aloja en esta parte el tornillo sinfín y el erector de dovelas, entre otros. El back up, que normalmente tiene más de 80 m de longitud, aloja la cabina de mando, los motores principales, la cinta de extracción de tierras, la ventilación, el transformador eléctrico, el equipo inyector de espuma y mortero así como las vías del tren. Por último, el tren dispone de vagones para el escombro, un vagón para el mortero de relleno y algún vagón para el transporte de material o personal.
Pero una imagen vale más que mil palabras. Os paso varios vídeos sobre el funcionamiento de estas máquinas que espero os gusten.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
La plataforma trepadora ALIMAK se emplea, desde 1957, en la perforación de chimeneas donde no es posible el acceso superior (frente al Jaula Jora o Raise Boring), necesitando un nivel de trabajo en el subsuelo. Es un método flexible y económico. Consta de los siguientes elementos: jaula, plataforma de trabajo, motores de accionamiento, carril guía y elementos auxiliares. La elevación de la plataforma se realiza a través, de un carril guía curvado empleando motores de aire comprimido, eléctricos o diésel. La fijación del carril a la roca se lleva a cabo con pernos de anclaje, y tanto las tuberías de aire como de agua necesaria para la perforación, ventilación y el riego se sitúan en el lado interno del carril guía para su protección.
Las fases en la construcción de la chimenea son las siguientes:
perforación y carga de los barrenos (operación realizada con martillo perforador)
descenso de la plataforma y voladura (cada vez que hay una voladura, hay que retirar la plataforma)
ventilación y riego
elevación de la plataforma y saneo del techo.
Entre las ventajas de estos equipos se encuentran las siguientes: se pueden usar en chimeneas de pequeña o gran longitud y en cualquier inclinación (la chimenea más larga efectuada hasta ahora tiene 1.040 m y una inclinación de 45º; es posible cambiar la sección y geometría de la chimenea cambiando la plataforma; se pueden excavar secciones desde 3 a 30 m²; es posible cambiar la dirección e inclinación de las chimeneas mediante el uso de carriles curvos y, además, es fácil extraer los detritus.
Os dejo un pequeño vídeo donde se puede ver este procedimiento constructivo.
Referencias:
López Jimeno, C. (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. 2ª edición. Instituto Tecnológico Geominero de España, IGME. Madrid.
Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209. Valencia.
Eugenio Pellicer, Víctor Yepes, José C. Teixeira, Helder P. Moura, Joaquín Catalá
ISBN: 978-1-118-53957-6
336 pages
November 2013, Wiley-Blackwell
Human beings build houses, roads, bridges, tunnels, ports, airports, factories, shopping centres, offices, warehouses, etc. Public and private organisations participate in the execution of these projects with the collaboration of architects, engineers, companies, financial entities, etc. The scope of the “construction” term includes the primary sector (quarries), secondary sector (equipment and construction materials) and tertiary sector (engineering and architecture consulting companies), that is, industrial, commercial and service activities. Therefore, it includes private initiatives and the activities of the public administrations.
Construction is set within a sensitive socio-political environment, affected by the need to protect the fundamental rights of persons, such as public health, homes, road safety, environmental integration, etc. It is easy to understand the problems in establishing a set of economic activities in an ordered and coherent framework, taking place in an environment with many players from various sectors , with conflicting interests and branches towards many other economic sectors. In a broader sense, construction is an important motor and, at times, an obstacle to economic growth.
In view of this scenario, this book is focused exclusively in the construction phase of that process. The contractor’s point of view is chosen, even though the links with the owner are always taken into account. An envisioned outline of the management at the construction site is looked for, from the signing of the contract to the beginning of the operational phase.
Aiming to develop a useful and applied text for students in post-graduate construction programmes, five authors work together. They all have a wide experience in the construction industry; in fact, this book is based on their previous experience in several Leonardo da Vinci projects financed by the European Union. Four of the authors develop their main task as professors in two different universities: Eugenio Pellicer, Víctor Yepes and Joaquín Catalá at the Universitat Politècnica de València, and José Teixeira at the Universidade do Minho; Helder Moura works for the Portuguese Highway Agency. Each author has led those chapters in which they can add more value to the work due to their professional and academic practice. Nevertheless, all of us have contributed to the whole. Continue reading «Construction Management. Wiley Blackwell»→
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.
