El blog de Víctor Yepes

Análisis técnico y comparativo de grúas y derricks.

https://www.liebherr.com/es-int/p/71977-5378441

El presente artículo sintetiza las características fundamentales, las diferencias operativas y las aplicaciones industriales de las grúas convencionales y de las grúas derrick, basándose en la normativa internacional y en las especificaciones técnicas de los fabricantes.

Las grúas derrick se definen como estructuras fijas de gran simplicidad y bajo coste, caracterizadas por un mástil central arriostrado que soporta una pluma. Por otro lado, las grúas se distinguen por integrar el mecanismo de izado como parte fundamental de su estructura y, en general, por ofrecer mayor movilidad.

Los puntos clave identificados son:

Capacidad y alcance: los derricks pueden elevar hasta 200 toneladas y alcanzar 20 metros, aunque estas cifras varían según el diseño y los requisitos de seguridad.
Diferenciación estructural: la presencia de un mástil vertical o torre central es el rasgo distintivo del derrick (que a menudo forma una «V» con la pluma), mientras que en la grúa, la pluma constituye el soporte principal.
Especialización operativa: los derricks sobresalen en instalaciones fijas a largo plazo (como puertos) y en trabajos en azoteas debido a su ligereza, mientras que las grúas modernas dominan en movilidad y en los límites superiores de la carga bruta.
Seguridad: el despliegue de estos equipos exige protocolos rigurosos de evaluación de riesgos diarios y de análisis de peligros en el lugar de trabajo para cumplir con los estándares de la OSHA y la MSHA.

«Un derrick es un aparato que consiste en un mástil o miembro equivalente sostenido en la cabeza por vientos o tirantes, con o sin pluma, para su uso con un mecanismo de elevación y cables de maniobra»

Definición y estructura de la grúa derrick.

La grúa derrick es una máquina fija apreciada por su sencillez y su alta capacidad de carga en relación con su coste. Según la terminología técnica, está compuesta por un mástil o elemento equivalente sujeto por vientos o tirantes.

Componentes principales:

Mástil: elemento vertical fijo a una plataforma o a un zócalo.
Pluma: apoyada en la base, puede girar mediante una rótula o una corona giratoria. Trabaja en conjunto con el mástil en un sistema de gran simplicidad estructural.
Base o zócalo: lugar donde se sitúan el motor, los cabestrantes y los contrapesos.
Sistema de arriostramiento: utiliza tornapuntas o tirantes que suelen formar un tetraedro indeformable. En otros casos, se emplean vientos (cables) o patas rígidas.
Mecanismo de elevación: El izado se realiza mediante cables y poleas y el cabrestante puede estar separado de la estructura principal.

Diferenciación técnica: grúas frente a derricks.

La distinción entre ambos aparatos de elevación está recogida en las regulaciones de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA).

Característica	Grúa (Crane)	Derrick
Definición OSHA	Máquina para elevar, bajar y mover cargas horizontalmente con mecanismo de izado integral.	Aparato con mástil sostenido por vientos o tirantes, usado con un mecanismo de izado y cables.
Estructura principal	La pluma es el soporte principal del sistema de elevación.	Posee un mástil o una torre central en el que se fija la pluma.
Movilidad	Pueden ser fijas o móviles (hidráulicas), lo que permite su reposicionamiento.	Generalmente estacionarias y altamente especializadas.
Configuración visual	Perfil integrado del brazo/pluma con la maquinaria.	Perfil en forma de «V» entre el mástil vertical y la pluma inclinada.

Capacidades operativas y aplicaciones industriales

Tanto las grúas como los derricks son fundamentales en proyectos de infraestructura, en puertos, en la industria petrolera y en la manufactura. No obstante, sus ventajas competitivas varían según el escenario.

Aplicaciones específicas

Instalaciones a largo plazo: los derricks son el estándar para cargas repetitivas y uniformes, como la carga y descarga de buques en puertos.
Operaciones en azoteas: debido a su construcción más ligera, los derricks son preferibles para trabajos en azoteas. Es más seguro y económico que utilizar una grúa de gran tamaño desde el suelo.
Maniobras pesadas y montaje industrial: se emplean derricks, tanto fijos como semimóviles, en entornos portuarios para el izado de cargas de gran tonelaje.

Límites de carga y alcance

Capacidad de carga: se han registrado derricks capaces de elevar hasta 200 toneladas. Sin embargo, las grúas modernas tienden a superar a los derricks en los límites máximos de peso absoluto.
Alcance: de hasta 20 metros, aunque no existen límites universales, ya que dependen del radio de trabajo, del diseño del arriostramiento y de las condiciones de seguridad.

http://gruisacr.com/producto/especial-dr-derrick/

Limitaciones de giro y variantes de diseño.

La geometría del derrick condiciona su radio de acción. El diseño clásico presenta limitaciones que la ingeniería moderna ha resuelto mediante diversas configuraciones.

Limitación de 270°: en configuraciones con soportes rígidos (tirantes), el mástil no puede realizar un giro completo para evitar colisionar con los anclajes.
Solución de giro total (360°):
- Sustitución de soportes rígidos por tres o más cables (vientos) dispuestos en forma de paraguas.
- El diseño de la pluma tiene una altura inferior a la del mástil para permitir el paso libre bajo los cables.
Variantes modernas: existen diseños en los que el mástil no es completamente vertical, lo que permite un movimiento completo. Estas configuraciones de derrick se integran a menudo en grúas sobre orugas o móviles de gran capacidad para potenciar el izado pesado mediante sistemas de lastre de derrick.

Grúa Derrick. https://www.liebherr.com/es-int/gr%C3%BAas-automotrices-y-sobre-orugas/gr%C3%BAas-sobre-orugas/gr%C3%BAas-sobre-orugas-lr/tecnolog%C3%ADa/derrick-y-sistemas-de-lastre-5387347

Seguridad y gestión de riesgos en operaciones de izado

La operación de estos equipos conlleva riesgos significativos que requieren una gestión profesional y el cumplimiento de normativas como las de la OSHA y la MSHA.

Medidas de seguridad imprescindibles

Para garantizar una filosofía de «cero accidentes», se deben realizar los siguientes procedimientos en cada proyecto:

Evaluaciones previas al izado: análisis detallado del trabajo antes de iniciar las maniobras.
Evaluaciones diarias de riesgo: revisión constante de las condiciones del lugar y del equipo.
Análisis de peligros in situ: identificación de obstáculos o de condiciones climáticas adversas.
Auditorías de gestión rutinarias: supervisión de los procesos para asegurar el cumplimiento de los estándares de seguridad.

La experiencia del operador y la comunicación efectiva son las herramientas más importantes para la seguridad, más allá de las especificaciones técnicas del equipo.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien los conceptos fundamentales de esta distinción entre grúas y derricks.

Derrick_Strategic_Blueprint

En este vídeo se distinguen las grúas torre y los derricks.

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.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Integración inteligente de detección de daños y evaluación de sostenibilidad en puentes costeros.

Acaban de publicar un artículo en Smart and Sustainable Built Environment, una de las revistas ubicadas en el primer cuartil del JCR. Este documento técnico sintetiza una investigación avanzada sobre el mantenimiento sostenible de puentes de hormigón armado en entornos costeros, sometidos a una degradación acelerada por la corrosión inducida por cloruros. La propuesta principal se basa en un enfoque integral que combina el monitoreo de la salud estructural (SHM) mediante el análisis de la densidad espectral de potencia (PSD), las evaluaciones de sostenibilidad del ciclo de vida (LCSA) y la toma de decisiones multicriterio (MCDM).

Los principales hallazgos demuestran que la implementación de métodos no destructivos basados en vibraciones, como el PSD, permite identificar el deterioro en etapas tempranas con mayor precisión que los métodos convencionales. Los resultados indican que este enfoque puede reducir los costes de mantenimiento y reparación hasta un 40 % a lo largo de una vida útil de 100 años, lo que supone una disminución significativa de los impactos ambientales y de los riesgos sociales para los trabajadores y las comunidades locales.

La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

La pregunta de investigación que abordamos fue la siguiente:

¿Cómo podemos superar las limitaciones de los modelos de deterioro predefinidos y de las inspecciones visuales mediante la integración de la monitorización de la salud estructural (SHM) basada en vibraciones y de un análisis de sostenibilidad del ciclo de vida para optimizar el mantenimiento?

Hasta ahora, la literatura científica abordaba la detección de daños y la sostenibilidad de forma independiente; nuestro trabajo es la «orquestación de ciencias» que los une en un solo marco de decisión.

Contexto y problemática de la infraestructura costera.

La industria de la construcción es responsable de aproximadamente el 30 % del consumo de energía mundial, del 40 % del consumo de recursos naturales y de cerca del 30 % de las emisiones de gases de efecto invernadero. En este contexto, los puentes costeros son activos críticos y costosos cuya durabilidad se ve comprometida por la penetración de iones de cloruro.

Desafíos identificados en el mantenimiento tradicional:

Inadecuación de las estimaciones: Los métodos convencionales de estimación de costes y de mantenimiento resultan insuficientes para las necesidades complejas actuales.
Detección tardía: los enfoques tradicionales a menudo no logran identificar el daño interno hasta que es visible o estructuralmente grave.
Falta de integración: Existe una brecha significativa entre las técnicas de detección de daños en ingeniería estructural y los marcos de evaluación de sostenibilidad (economía y ecología).

Marco metodológico: el método PSD y la monitorización estructural.

La investigación propone el uso de la densidad espectral de potencia (PSD) como herramienta de identificación no destructiva basada en el dominio de la frecuencia.

Funcionamiento del método PSD:

Análisis de señales: transforma la respuesta vibratoria de la estructura (estimulada de forma periódica o aleatoria) al dominio de la frecuencia mediante la transformada de Fourier.
Relación rigidez-frecuencia: los picos en el espectro PSD corresponden a las frecuencias naturales de la estructura. La corrosión por cloruros reduce la sección transversal de las barras de refuerzo y aumenta el agrietamiento, lo que disminuye la rigidez local y altera estas frecuencias.
Ventajas técnicas: es una función de segundo orden altamente no lineal y sensible a los parámetros estructurales, lo que permite localizar y cuantificar el daño con precisión.

El modelo de predicción de vida útil (Tuutti):

El marco utiliza el modelo de Tuutti para vincular la vida útil con la corrosión. Este proceso se divide en dos fases:

Iniciación: tiempo hasta que los cloruros alcanzan el umbral crítico en el refuerzo (estimado mediante la segunda ley de Fick).
Propagación: tiempo durante el cual la corrosión se extiende hasta causar daños graves o fallos.

Evaluación de la sostenibilidad del ciclo de vida (LCSA).

El estudio evalúa el impacto de las estrategias de mantenimiento en tres pilares fundamentales, integrados mediante bases de datos como Ecoinvent y programas informáticos como OpenLCA.

Evaluación de costes a lo largo del ciclo de vida (LCCA)

El análisis económico tiene en cuenta todos los gastos, desde la construcción hasta la eliminación final, y ajusta los costes futuros a su valor presente con una tasa de descuento del 5 %.

Componentes del coste: inspección, reparación, demolición de partes dañadas, reciclaje de escombros e instalación de nuevo refuerzo.
Resultado: el uso de PSD permite optimizar los tiempos de intervención y evitar reparaciones prematuras o fallos catastróficos.

Evaluación ambiental (E-LCA)

Utilizando el método ReCiPe, se analizan las categorías de impacto en tres puntos finales:

Salud humana: reducción de la toxicidad y de los contaminantes.
Ecosistemas: minimización de la ocupación del suelo y de la eutrofización.
Recursos: eficiencia en el uso de materias primas y de energía.

Evaluación social (S-LCA).

Se emplea el complemento SOCA para evaluar las «horas de riesgo» de diversos grupos de interés.

Grupos evaluados: trabajadores, comunidad local, sociedad y actores de la cadena de valor.
Subcategorías: seguridad y salud, salarios justos, horas de trabajo y derechos indígenas.

Análisis de resultados: PSD frente a métodos convencionales.

El estudio aplicó el marco a un modelo simulado del puente de Galicia (España), de 1980 metros de longitud y 40 tramos, y obtuvo los siguientes resultados comparativos:

Dimensión de impacto	Método convencional	Método PSD	Mejora/ahorro
Coste total (LCC)	470,113.12 €	248,001.19 €	~222,111.92 € (40%)
Impacto ambiental (puntos)	Mayor impacto en todas las categorías	Reducción significativa	14.33% (Tablero) / 29.62% (Columnas)
Riesgo social (horas de riesgo)	Muy elevado (ej. 200,365 para trabajadores)	Reducción drástica (ej. 45,650 para trabajadores)	Reducción de hasta el 32%

Análisis de la toma de decisiones (AHP-TOPSIS).

Para consolidar estos datos, se utilizó el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) para asignar pesos a los criterios y la Técnica para el Orden de Preferencia por Similitud con la Solución Ideal (TOPSIS) para clasificar las estrategias.

El método basado en PSD obtuvo una puntuación de 1,00 (proximidad ideal), mientras que el método convencional obtuvo 0,00, lo que confirma la superioridad absoluta del enfoque inteligente.

Conclusiones e implicaciones prácticas.

La integración del análisis PSD con la evaluación de sostenibilidad transforma el mantenimiento de «reactivo» a «proactivo y eficiente en recursos».

Hallazgos fundamentales:

Detección temprana: la sensibilidad del análisis basado en la frecuencia permite identificar deterioros antes de que comprometan la seguridad estructural.
Robustez: el análisis de sensibilidad confirmó que los resultados son estables frente a variaciones en la tasa de descuento (3-7 %) y en los niveles de ruido de las señales (5-15 %).
Sostenibilidad integral: el marco no solo ahorra capital financiero, sino que también reduce la huella de carbono y mejora el bienestar social al minimizar las interrupciones y los riesgos para la comunidad.

Recomendaciones para la gestión de activos:

Se sugiere que las autoridades de transporte y los gestores de infraestructura adopten sistemas de monitorización adaptativos basados en vibraciones. Aunque el estudio se basa en simulaciones, la «orquestación de ciencias» propuesta ofrece una hoja de ruta clara para lograr una infraestructura costera resiliente y alineada con los objetivos de desarrollo sostenible globales.

«El método basado en PSD va más allá de sus capacidades diagnósticas y ofrece un camino hacia prácticas de mantenimiento predictivas, preventivas y eficientes en términos de recursos.»

Referencia:

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2026). Smart Integration of Non-Destructive Damage Detection and Life-Cycle Assessment for Sustainable Maintenance of Coastal Bridges. Smart and Sustainable Built Environment DOI 10.1108/SASBE-11-2025-0691

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Más que metal: Revelaciones que cambian tu forma de ver un cable de acero

Mira a tu alrededor: puentes colgantes, grúas que desafían la gravedad y ascensores que nos desplazan sin cesar. Los cables de acero son los gigantes invisibles que sustentan nuestra modernidad.

Aunque parezcan simples «cuerdas metálicas», en realidad son mecanismos complejos con piezas móviles. Cada alambre interno es un componente que se desliza y roza contra sus vecinos en una coreografía mecánica constante.

Te invito a descubrir la «magia» técnica que permite que estos dispositivos trabajen en armonía absoluta y transformen el metal rígido en una máquina flexible y poderosa.

El «alma» del cable: no todo es acero en su interior.

En el corazón de cada cable se encuentra el alma, el eje central sobre el que se asientan los cordones. Su función es actuar como un soporte firme que mantiene la geometría del sistema bajo cargas extremas.

Las almas de fibras naturales (sisal) son fundamentales en los ascensores, ya que absorben los esfuerzos residuales durante los arranques y las paradas. Sin embargo, el sisal es higroscópico, por lo que absorbe humedad y puede provocar oxidación interna.

Por otro lado, el alma de acero (IWRC) es una opción robusta que aumenta la carga de rotura entre un 10 % y un 15 % respecto a la de fibra y evita el aplastamiento de los cordones.

El alma del cable es un soporte de tamaño y consistencia adecuados para ofrecer un apoyo firme a los cordones, de modo que, incluso con la carga máxima, los alambres de los cordones no se entallen entre sí.

El dilema de la torsión: ¿cruzado o Lang?

El carácter de un cable se define por su hélice. En el arrollamiento cruzado, los cordones se enrollan en sentido opuesto al de los alambres. Es el estándar de oro por su estabilidad y resistencia al aplastamiento.

En el arrollamiento Lang, los alambres y los cordones van en el mismo sentido. Es más flexible y resistente al roce, pero «peligroso»: tiende a descablearse o destrenzarse si no se fijan sus extremos.

Lo fascinante es que esta «fiera» mecánica del tipo Lang solo pudo ser domesticada gracias a un avance que mencionaremos a continuación: el proceso de preformado, que estabiliza su estructura interna.

Preformado: La «memoria» que salva vidas

Un cable suele estar sometido a un esfuerzo permanente. Si cortas uno sin ligaduras, los alambres intentarán recuperar su forma original, recta, y el cable «explotará» visualmente debido a la tensión elástica.

El preformado elimina este problema mediante una deformación permanente durante la fabricación. Los alambres y cordones adoptan su forma de hélice definitiva antes de ser trenzados, lo que elimina las tensiones internas.

Esta «memoria» geométrica es la que combate la fatiga por flexión, el enemigo silencioso que provoca la rotura de los hilos tras ciclos repetidos. Un cable preformado es más seguro, duradero y fácil de manipular.

El arte de medir: por qué algunos lo hacen mal.

Medir un cable requiere la precisión de un laboratorio. El diámetro no se toma entre los valles de los cordones, sino que corresponde al círculo circunscrito que abarca toda la sección, y siempre se mide con un calibre.

Para garantizar una precisión de ingeniero, la medición debe realizarse en una sección recta y con una carga que no supere el 5 % de la carga mínima de rotura. Si no se realiza con tensión ni en curvas, el dato no será real.

Un error milimétrico puede destruir poleas. La norma ISO 4308 exige que el canal de la polea mida entre 1,05 y 1,1 veces el diámetro del cable. Si el canal es más estrecho (zona A), el cable se degüella; si es muy ancho (zona C), se aplasta.

La «Jaula de Pájaro»: cuando la física se rebela.

La «jaula de pájaro» (bird cage) es una de las fallas más dramáticas. No se trata solo de un defecto visual, sino de una ruina estructural en la que los cordones externos se separan violentamente del núcleo.

Este fenómeno se produce por estrepadas, es decir, descargas repentinas de peso o paradas violentas que liberan la energía acumulada. La inercia es tan implacable que obliga a los componentes internos a desplazarse de su lugar.

Cualquier cable que presente esta deformación debe desecharse de inmediato. Es la prueba física de que la estructura interna ha perdido su capacidad para trabajar en equipo, lo que supone un riesgo inminente.

El factor de seguridad: el margen entre el éxito y el desastre.

En ingeniería, el factor de seguridad es la barrera que nos separa del abismo. Mientras que un tirante estático puede operar con un factor de seguridad de 3, las grúas industriales requieren un mínimo de 6 para operar de manera segura.

En los ascensores de personas, este margen se eleva drásticamente hasta 12 o 15, no solo por el peso, sino también por la frecuencia de uso y los innumerables ciclos de fatiga acumulados a lo largo del día.

Esta sobredimensión garantiza que, incluso ante un desgaste imprevisto o una carga inusual, la vida humana nunca dependa de un solo hilo de acero trabajando al límite de su resistencia.

Mantenimiento: la lubricación no es opcional.

Al tratarse de una máquina con alambres que rozan entre sí, es fundamental lubricarla para evitar el desgaste y la corrosión química. Un buen lubricante debe ser insoluble en el entorno de trabajo y no contener ácidos.

La presencia de ácidos o de agentes alcalinos iniciaría un proceso de corrosión interna invisible. Además, el lubricante debe tener la viscosidad adecuada para penetrar en los intersticios más profundos entre los torones.

Antes de aplicar grasa nueva, es obligatorio limpiar la zona. Limpiar el cable con un cepillo firme o con aire comprimido es esencial, ya que aplicar lubricante sobre la suciedad abrasiva sería como frotar papel de lija en el interior del mecanismo.

Conclusión: la ingeniería de lo que nos sostiene.

Entender estas máquinas de acero marca la diferencia entre la eficiencia operativa y el desastre industrial. Desde la elección del alma de sisal hasta la precisión del diámetro de la polea, cada detalle es un pilar de seguridad.

La próxima vez que sientas el suave tirón de un ascensor, ¿te detendrás a pensar en la compleja danza de cables preformados y en la lubricación precisa que te mantienen en el aire?

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre los cables.

Este vídeo resume bien los conceptos básicos sobre los cables.

Wire_Rope_Engineering_Manual

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.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Ventilador de hélice o helicoidal

Ventilador helicoidal. https://www.qdpsfan.com/es/skf-customized-axial-flow-fan986

El ventilador helicoidal consiste en una hélice montada dentro de un anillo o marco de fijación, de modo que la dirección de la corriente de aire sea paralela al eje del ventilador. Se emplea para mover grandes caudales de aire a baja presión estática, especialmente cuando la resistencia del circuito es baja y no existe una red de conductos larga ni compleja.

La acción impulsora del ventilador se acentúa cuanto mayor es el ángulo de ataque de las paletas que forman la hélice, aunque un aumento excesivo del ángulo puede provocar pérdidas aerodinámicas, atascamiento y ruido excesivo; por tanto, el diseño debe buscar un compromiso entre caudal, presión, ruido y rendimiento.

Se utiliza generalmente cuando el aire no se impulsa a través de una canalización y, en muchos casos, el equipo está adosado a la pared. También puede instalarse en conductos cortos o en configuraciones tubulares y es muy habitual en aplicaciones de ventilación general, de extracción localizada y de ventilación auxiliar. Su empleo se vincula especialmente con la ventilación de locales cerrados, talleres, aparcamientos y naves, y es frecuente que estos ventiladores sean reversibles.

Las prestaciones de los ventiladores de hélice están muy influidas por la resistencia al flujo de aire; un pequeño incremento de la presión estática provoca una reducción importante del caudal. La curva característica de presión‑caudal es descendente: al aumentar la presión estática, disminuye el caudal disponible en el punto de trabajo.

Son capaces de manejar grandes volúmenes de aire a presiones estáticas bajas, que rara vez superan los 25 mm.c.a. Como referencia práctica, algunos equipos murales comerciales operan con caudales de varios miles de m³/h y presiones muy modestas; por tanto, la cifra de 25 mm.c.a. es razonable como orden de magnitud para ventiladores de hélice simple, aunque no debe presentarse como un límite universal.

El caudal de aire de un ventilador axial es elevado en relación con su tamaño. Por ejemplo, con hélices de 0,8 m de diámetro se pueden alcanzar caudales del orden de 30 000 m³/h; sin embargo, esta magnitud depende de manera decisiva del régimen de giro, del perfil de las palas y de las pérdidas de carga del sistema.

Generalmente se emplea un número reducido de aspas en ventiladores de baja presión, mientras que el ancho de las paletas, su ángulo de ataque, la velocidad axial del aire y el número de etapas son factores que inciden de forma significativa en el diseño y en la capacidad del ventilador. En aplicaciones mineras se recurre a veces a ventiladores axiales de varias etapas para aumentar la presión disponible, aunque ello conlleva una mayor longitud, complejidad y pérdidas aerodinámicas.

Ventilador helicoidal montado sobre anillo. https://airelimpioglobal.com/tipos-de-ventiladores/

Los ventiladores helicoidales se clasifican en dos grandes tipos según el perfil de las palas de la hélice:

De perfil delgado o de paletas planas: son palas de gran superficie y grosor relativamente constante, que proporcionan altos caudales pero con menor presión disponible. Es una configuración sencilla, asociada a ventiladores de baja presión y de bajo coste de fabricación, aunque con menor rendimiento aerodinámico.
De perfil sustentador o aerodinámico: son palas más estrechas, con espesor grueso y forma no uniforme, pensadas para generar un efecto de sustentación similar al de un perfil alar. Proporcionan un caudal menor que el de las palas planas, pero con mayor presión disponible y un mejor rendimiento, por lo que son más habituales en la ventilación industrial y minera.

En ingeniería civil y edificación, estos ventiladores resultan muy útiles para la ventilación de aparcamientos, locales técnicos, naves, túneles en obra y la extracción general, con baja pérdida de carga. En minería subterránea y en túneles, se emplean tanto en ventiladores auxiliares como en instalaciones de ventilación principal, donde se exigen grandes caudales y robustez, y en las que las configuraciones axiales reversibles y de varias etapas resultan especialmente relevantes.

Esta conversación te permitirá conocer los conceptos básicos de estos ventiladores.

En este vídeo se resumen las ideas fundamentales sobre los ventiladores axiales.

Dinámica_de_Ventiladores_Helicoidales

Referencias:

ŁUSZCZEWSKI, A. (1999). Redes industriales de tubería. Bombas para agua, ventiladores y compresores. Diseño y construcción. Reverté Ediciones. México. 302 pp.

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.

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Fabricación y puesta en obra del hormigón

Os presento un Manual de Referencia sobre la fabricación y la puesta en obra del hormigón. Este libro ofrece una visión integral de la fabricación y la puesta en obra del hormigón, tanto en el ámbito de la edificación como en el de la ingeniería civil. Aborda los equipos y procesos asociados a la preparación del hormigón —incluidas las centrales de hormigonado—, su transporte, vertido, compactación y curado, así como los hormigones especiales, los pavimentos de hormigón para carreteras y el hormigón pretensado. La principal aportación de la obra es su enfoque constructivo, apoyado en abundante material gráfico —fotografías e ilustraciones— que refuerza y clarifica las explicaciones. El texto se completa con una amplia bibliografía, cuestiones de autoevaluación con sus respuestas y problemas resueltos que facilitan la consolidación de los conceptos fundamentales. Concebido como libro de texto para estudiantes de ingeniería y arquitectura, ofrece una orientación práctica clara para la construcción. Al mismo tiempo, está estructurado como un manual de consulta para profesionales vinculados al proyecto y a la ejecución de obras, complementando los contenidos de otros textos de carácter estructural o geotécnico, habitualmente más centrados en el desarrollo teórico y en el cálculo.

El libro está editado a todo color, con 452 páginas, 214 fotografías y dibujos, así como 200 preguntas tipo test (con sus respuestas) y un total de 19 ejercicios totalmente resueltos.

El libro lo podéis conseguir en la siguiente dirección: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/control/product?product_id=441-5-1

SOBRE EL AUTOR:

Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Consejero del Sector de Docencia e Investigación del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente del Consejo Social, así como el Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València. Es investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE). Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con los procedimientos de construcción y gestión de obras, la calidad e innovación, los modelos predictivos y la optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.

Referencia:

YEPES, V. (2026). Fabricación y puesta en obra del hormigón. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 452 pp. Ref. 441. ISBN: 978-84-1396-418-8

A continuación, os podéis descargar las primeras páginas del libro y su índice:

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El futuro de nuestros puentes. IA, resiliencia y la nueva frontera de la infraestructura

Erguidos como centinelas de nuestra conectividad, los puentes constituyen la columna vertebral de la civilización moderna. Sin embargo, tras su imponente fisonomía de acero y hormigón se esconde una crisis silenciosa: el envejecimiento de una infraestructura crítica sometida a cargas de tráfico y embates climáticos para los que nunca fue diseñada. Mantener operativas estas arterias ya no es una labor que pueda encomendarse únicamente al martillo de inspección y al ojo humano, sino que requiere una transformación tecnológica.

La conferencia IABMAS 2024, celebrada en Copenhague, se ha convertido en el epicentro de esta transformación. En ella, la ingeniería civil ha dejado de ser una disciplina puramente física para abrazar una narrativa de datos, algoritmos y robótica avanzada, y redefinir el límite entre lo que consideramos una estructura inerte y un sistema inteligente capaz de «comunicar» su estado de salud.

La IA que «escucha» el cansancio de los puentes.

Uno de los hitos más fascinantes presentados por Sadeghi Eshkevari y su equipo es el uso de redes neuronales profundas (DNN, por sus siglas en inglés) para estimar la fatiga estructural. En ingeniería tradicional, la deformación de un material es el «patrón oro» para evaluar su vida útil, pero su medición requiere sensores costosos y difíciles de mantener.

La solución contraintuitiva consiste en la detección indirecta de la deformación mediante IA. Mientras que la aceleración mide la vibración global de la estructura y la deformación mide la alteración interna de la materia, la IA de Eshkevari logra vincular ambas fenomenologías sin contacto físico directo. La clave reside en la arquitectura del modelo, que emplea capas de autoatención (self-attention layers). Estas capas no solo filtran el ruido, sino que también permiten que el algoritmo valore la importancia de distintos puntos de datos a lo largo del tiempo, lo que demuestra una gran robustez frente a las incertidumbres operativas, las fluctuaciones térmicas y las interferencias del tráfico real.

El puente que se negó a caer: lecciones del puente de Vecht.

Para salvar una infraestructura, a veces es necesario comprender su agonía. Los investigadores Ensink, Lantsoght y Hendriks llevaron a cabo un experimento de colapso controlado en el puente Vecht, una estructura de 1962 en los Países Bajos del tipo «viga en T» (post-tensioned concrete slab-between-girder).

El resultado supuso un jarro de agua fría para los modelos teóricos conservadores, ya que el puente demostró tener una capacidad de carga drásticamente superior a la calculada. ¿La razón? Mecanismos de resistencia «ocultos», como la acción de membrana compresiva (compressive membrane action), un fenómeno en el que la geometría de la estructura genera fuerzas internas de compresión que refuerzan el sistema desde el interior. Según los autores:

«Se espera que estos resultados experimentales sirvan de base para desarrollar mejores métodos de evaluación de puentes de vigas y losas en todo el mundo».

Este hallazgo es trascendental, ya que nos permite evitar la demolición innecesaria de puentes que, sobre el papel, deberían haber fallado, pero que, en la práctica, poseen reservas de seguridad insospechadas.

Digitalización frente a sostenibilidad: una distinción necesaria.

En la euforia de la transformación digital, tendemos a confundir los medios con los fines. El profesor Joan Ramon Casas (2026) propone una distinción intelectualmente rigurosa: la sostenibilidad es una necesidad social, mientras que la digitalización es solo una herramienta.

Un sistema de gestión de puentes (BMS, por sus siglas en inglés) no es, por sí solo, sostenible por ser digital. La sostenibilidad real exige optimizar el ciclo de vida y reducir la huella de carbono, algo que solo puede lograr la tecnología, guiada por el discernimiento. Casas enfatiza que la idea de un sistema totalmente automatizado es peligrosa, ya que la clave está en el binomio técnico-humano.

«Una mezcla armoniosa de la tecnología proporcionada por la herramienta (digitalización) y el juicio humano, aportado por la educación y la experiencia en el campo de los puentes (bagaje profesional), es esencial».

Inspección robótica: más allá del ojo humano.

La inspección de puentes está dejando atrás la subjetividad del ojo humano para entrar en la era de la precisión quirúrgica. Los equipos de Alqurashi y de Wang han presentado avances disruptivos mediante vehículos terrestres no tripulados (UGV), pero con enfoques complementarios que marcarán el futuro de la gestión.

Tomografía por ultrasonido y termografía: Alqurashi utiliza la termografía infrarroja para realizar escaneos rápidos a gran escala e identificar regiones «sospechosas» que luego se analizan mediante tomografía por ultrasonido para determinar con precisión la profundidad de las delaminaciones y los desprendimientos (spalling).
Mapeo 3D basado en LiDAR: Wang aborda el desafío que plantean las vigas de cajón de sección variable. Su sistema utiliza LiDAR para la navegación autónoma y la planificación de tareas en entornos en los que la oclusión de las señales hace que la inspección humana resulte casi imposible.

La IA procesa estos datos en tiempo real, localizando defectos con coordenadas globales precisas y eliminando el error y la lentitud del procesamiento manual.

El precio de la belleza: la estética en la ingeniería a gran escala.

Según Tang, la ingeniería no puede desvincularse del arte. No obstante, la estética plantea un dilema de realismo económico. Tang distingue entre los puentes de gran envergadura, que a menudo se encuentran en entornos remotos donde la elegancia debe emanar de la pura eficiencia estructural, y los puentes urbanos, que deben dialogar con la arquitectura circundante.

La cuestión no es solo el sobrecoste de la construcción, sino también la mayor propensión al mantenimiento más complejo. La belleza es una inversión social, pero Tang advierte que los diseñadores deben abordarla con cautela y realismo, ya que el propósito primordial sigue siendo la movilidad segura y eficiente.

Puentes ante el «Apocalipsis»: resiliencia ante el cambio climático.

La infraestructura moderna ya no se diseña solo para el tráfico, sino para garantizar la supervivencia en un entorno hostil. La resiliencia ha pasado de ser un concepto abstracto a una metodología de cálculo prioritaria.

Autómatas celulares y corrosión: Nava, D’Iorio y Biondini han desarrollado modelos de autómatas celulares no estacionarios para simular cómo la corrosión por cloruros se acelera ante las nuevas fluctuaciones de temperatura y humedad derivadas del cambio climático.
Análisis de opciones reales (ROA): Kim, Yang y Frangopol proponen el uso del ROA para optimizar el momento de los refuerzos sísmicos, lo que permite a las agencias decidir cuándo intervenir en función de la valoración de los beneficios acumulados y de los riesgos futuros.
Hidrodinámica y socavación: El trabajo de Arora y Banerjee se centra en las fuerzas hidrodinámicas en las inundaciones extremas y demuestra que el refuerzo de la superestructura es la única manera de garantizar la supervivencia de los puentes antiguos frente a las crecidas violentas.

Ishibashi et al. aportan un detalle crucial: el cambio de paradigma hacia la resiliencia de la red. A veces, la estrategia más eficaz no consiste en reforzar cada columna, sino en prever el despliegue de vigas de puentes temporales prealmacenadas para restablecer la funcionalidad del transporte tras un desastre. Lo importante no es la invulnerabilidad de un solo puente, sino la capacidad del sistema para no colapsar en su conjunto.

Conclusión: hacia una infraestructura que aprende y se adapta.

Hemos cruzado el umbral hacia una era en la que el mantenimiento de puentes se basa en datos y en previsiones. La infraestructura del mañana será un sistema que aprende de sus vibraciones, que se cartografía mediante robots y que se gestiona desde la perspectiva de la sostenibilidad ética. No obstante, este despliegue tecnológico no sustituye al ingeniero, sino que aumenta su responsabilidad.

Ante la magnitud de la crisis de infraestructuras a la que nos enfrentamos, ya no se trata de si la tecnología es fiable, sino de si podemos permitirnos no confiar en la vigilancia invisible de los algoritmos para garantizar la seguridad de nuestras ciudades.

En esta conversación podemos escuchar algunas de las ideas más interesantes sobre este tema.

El siguiente vídeo resume bien los conceptos clave tratados aquí.

The_Digital_Bridge_Blueprint

Referencia:

Jensen, J. S., Frangopol, D. M., Schmidt, J. W., & Tsompanakis, Y. (2026). Advances in bridge maintenance, safety, management, digitalisation and sustainability. Structure and Infrastructure Engineering, 1–6. https://doi.org/10.1080/15732479.2026.2665704

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Eyector hidráulico o bomba mamut

Los eyectores hidráulicos son dispositivos de elevación de fluidos que, aunque no constituyen bombas en sentido estricto, funcionan como sistemas fluido-dinámicos capaces de transportar un fluido secundario mediante la energía suministrada por un fluido primario a presión. Su principal característica es la ausencia de elementos móviles en la zona de aspiración o de elevación, lo que les proporciona una elevada fiabilidad, un mantenimiento mecánico prácticamente nulo en el interior del pozo y una gran resistencia frente a condiciones de trabajo severas.

El funcionamiento del eyector hidráulico se basa en el efecto de una corriente de agua a presión, impulsada desde la superficie a través de un conducto vertical sumergido y paralelo al tubo de aspiración. El fluido motriz atraviesa una tobera o garganta de sección reducida, donde adquiere gran velocidad y genera una zona de baja presión. Esta depresión produce la aspiración del fluido situado en el fondo del pozo o de la excavación, incorporándolo al flujo principal y permitiendo su elevación hasta la superficie.

Este tipo de dispositivos resulta especialmente útil cuando la altura de aspiración supera los 7 m, un límite práctico para muchas bombas convencionales. En condiciones adecuadas de diseño y funcionamiento, los eyectores hidráulicos pueden elevar fluidos de forma económica hasta alturas próximas a los 20 m, aunque su rendimiento global suele ser inferior al de otros sistemas de bombeo convencionales, especialmente al de las bombas de pozo profundo.

Una de las principales ventajas de los eyectores hidráulicos es su capacidad para trabajar con fluidos cargados de sólidos, aguas sucias, lodos, arcillas en suspensión y mezclas fangosas abrasivas, sin que existan órganos mecánicos sumergidos susceptibles de desgaste o avería. Por esta razón, son frecuentes en aplicaciones de ingeniería civil, minería y obras especiales, particularmente en excavaciones profundas, drenajes, pozos, operaciones de desagüe y de extracción de barros de perforación.

Eyector hidráulico. http://puyga.es/como-elegir-una-bomba-de-agua-para-pozos-componentes-tipos-y-recomendaciones-practicas/

Con determinadas modificaciones de diseño, estos dispositivos pueden transportar mezclas sólido-líquido en las que la fracción sólida alcance hasta una cuarta parte del volumen total del fluido, siempre que el tamaño de las partículas sea compatible con las dimensiones de la tobera y de la conducción. También pueden emplearse para el manejo de arenas y de materiales granulares finos en suspensión.

Dentro de este grupo destacan las denominadas “bombas mamut”, o sistemas de elevación por aire o por agua comprimida, utilizados para la extracción de mezclas fangosas y lodos con arenas. Estos sistemas pueden alcanzar alturas de elevación del orden de 10 m, aunque presentan rendimientos energéticos modestos, a menudo inferiores al 25 %. No obstante, su simplicidad constructiva, fiabilidad y capacidad para operar en entornos agresivos compensan, en muchos casos, su baja eficiencia.

En algunos trabajos de minería, cimentaciones y perforaciones se utilizan, además, lanzas hidráulicas o de aire comprimido de alta presión situadas cerca del fondo de la excavación. Estas lanzas permiten desagregar y fluidificar el material cohesivo, rompiendo su estructura y facilitando la entrada de la mezcla al sistema eyector, lo que mejora la continuidad y la eficacia del proceso de extracción.

Los sistemas eyectores resultan especialmente adecuados en terrenos finos y en situaciones en las que se requiere el bombeo de pequeños caudales de agua o de mezclas con sólidos, y en las que la simplicidad mecánica, la fiabilidad y la facilidad de instalación sean factores prioritarios frente al rendimiento energético. Además, pueden instalarse prácticamente en cualquier posición y trabajar con una amplia variedad de fluidos, lo que amplía considerablemente su campo de aplicación en la ingeniería civil y minera.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tipo de bombas.

Este vídeo resume los conceptos más relevantes sobre los eyectores hidráulicos.

Hydraulic_Ejector_Systems

Os paso una animación para que veáis cómo funciona un eyector. Espero que os sea útil.

REFERENCIAS:

POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
PREENE, M.; ROBERTS, T.O.L.; POWRIE, W., DYER, M.R. (2004). Groundwater control: design and practice. CIRIA C515, London.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 pp.
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.
YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.

Curso:

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación.

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Guía maestra para escribir artículos científicos que realmente se lean (y se publiquen)

Introducción: El arte de organizar el pensamiento.

La investigación científica suele encallar en la transición del dato al papel. Poseer hallazgos revolucionarios es estéril si el autor no es capaz de estructurarlos con rigor. Como sentenció Robert Louis Stevenson: «Si un hombre puede organizar sus ideas, entonces puede escribir». Partiendo de esta premisa, la escritura técnica deja de ser un simple volcado de información para convertirse en un ejercicio de arquitectura mental. No se escribe para registrar, sino para comunicar estratégicamente.

Este asunto de escribir artículos científicos ya lo he tratado varias veces en mi blog. Los que estéis interesados, podéis consultar el siguiente enlace: https://victoryepes.blogs.upv.es/2012/04/18/%c2%bfque-es-un-articulo-cientifico/

El artículo como obra teatral: planteamiento, nudo y desenlace.

Para captar la atención del lector, debemos entender el manuscrito como una estructura narrativa tripartita. Esta analogía facilita un flujo lógico que guía al lector desde la curiosidad hasta la certeza.

Planteamiento (preparación): título, resumen e introducción. Su misión es situar al lector en el escenario y presentar el conflicto o el vacío de conocimiento.
Nudo (ejecución): materiales, métodos y resultados. Es la parte central de la obra, en la que se exponen los métodos utilizados y los resultados obtenidos.
Desenlace (visión): discusión y prospectiva. Aquí se interpreta el trabajo desde una perspectiva global y se proyecta su impacto futuro.

Las preguntas de oro antes de la primera palabra.

La intencionalidad debe preceder a la ejecución. Antes de ponerse a escribir, un autor senior somete su proyecto a cuatro preguntas críticas:

¿Para qué escribo? (Definir el objetivo primordial).
¿Qué tengo que decir? (Asegurarse de que existe un mensaje central).
¿Quién es mi público? (Identificar el perfil del lector y el foro adecuado).
¿Merece la pena escribir este documento? (Evaluar la relevancia y la originalidad).

El título: «Menos es más» (y las palabras clave primero).

El título es su único embajador en las bases de datos. Debe redactarse al final del proceso para garantizar la fidelidad total al contenido.

Límite técnico: menos de 15 palabras (idealmente, menos de 10).
Posicionamiento: ubique los conceptos de mayor peso semántico al inicio.
Limpieza: elimine siglas, subtítulos y términos telegráficos.

Un título como «A four color flow cytometry study on Effects of NAC on the viability…» fracasa porque los detalles técnicos y las abreviaturas confunden al lector. La versión superior, «Efectos del N-acetilcisteína sobre la viabilidad de los linfocitos cultivados», enfatiza el aspecto singular de la investigación con absoluta transparencia.

El resumen: tu anzuelo para atraer lectores.

El resumen es un «miniartículo» autónomo. Es la pieza más importante: si el resumen no convence al editor, el resto del trabajo nunca será evaluado.

Reglas de oro: entre 150 y 300 palabras (aproximadamente el 5 % del total). Debe escribirse en un solo párrafo y en tiempo pasado (excepto la frase concluyente).
Tipología:
- Descriptivos: identifican el tipo de información, son breves y dependen del texto.
- Informativos: presentan resultados, conclusiones y recomendaciones y deben ser independientes.
- Mixtos: combinan ambas funciones.
Error crítico: nunca incluya referencias bibliográficas ni términos confusos en esta sección.

La táctica «backwards» y el eje de la introducción.

La introducción (que representa el 15 % del artículo) debe redactarse en tiempo presente. Su eje absoluto es la Research Question (pregunta de investigación), el punto de fuga de toda la arquitectura del artículo.

Para redactarla, aplique la táctica inversa:

Anclaje: escriba primero el objetivo específico del estudio para delimitar su alcance.
Apertura: a partir de ese objetivo, construya hacia atrás hasta el contexto científico general.
Producto final: presente la información en forma de triángulo invertido, guiando al lector desde la doctrina existente hasta el problema específico que resolverá.

Materiales y métodos: el rigor del «nudo».

Esta sección, que debe redactarse en tiempo pasado, debe permitir que cualquier investigador independiente replique el estudio. No se limite a enumerar las herramientas; organice la exposición en cinco áreas clave:

Diseño: aleatorio, controlado, prospectivo, etc.
Población: marco de la muestra y criterios de selección.
Entorno: ubicación física o institucional del estudio.
Intervenciones: técnicas, aparatos, unidades y pruebas piloto.
Análisis estadístico: métodos utilizados para el procesamiento de datos.

Resultados y discusión: el corazón del documento.

Es imperativo separar el dato de la interpretación.

Resultados (30-40 %): se escriben en pasado. Son objetivos y concisos. Utilice tablas para datos precisos y figuras para mostrar tendencias o patrones. No repita en el texto lo que ya se desprende de los gráficos.
Discusión (15-25 %): se escribe en presente. Es el espacio para interpretar las anomalías y comparar los resultados con la doctrina previa.

«La discusión es el corazón del artículo».

Estilo: la tríada de la excelencia (rigor, precisión y concisión).

El estilo editorial sénior prioriza la voz activa para dotar al texto de dinamismo y claridad, colocando el sujeto al inicio de la oración.

Prácticas recomendadas	Errores a evitar
Voz activa (sujeto + verbo + objeto).	Abuso de la voz pasiva.
Frases de ~20 palabras.	Dar referencias en el Abstract.
Párrafos de 7-14 líneas.	Repetir una palabra más de 3 veces en cada párrafo.
Señalar limitaciones del estudio.	Incluir información obvia o redundante.

Conclusión: el eco de la investigación.

La conclusión, redactada en presente, no es un resumen de lo ya expuesto. Es la respuesta directa a la pregunta planteada en la introducción. Debe terminar con un párrafo que «resuene» y destaque la conclusión más importante que el lector debe retener.

Al finalizar, hágase la siguiente pregunta: ¿su artículo es un depósito inerte de datos o una pieza de comunicación estratégica diseñada para transformar su campo de estudio? La respuesta reside en la arquitectura de sus ideas.

Grabé un vídeo sobre cómo escribir un artículo científico hace unos años, espero que os interese.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien los conceptos básicos de un artículo científico.

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Bomba de diafragma o membrana

Las bombas de diafragma, también conocidas como bombas de membrana, son bombas de desplazamiento positivo pertenecientes al grupo de las máquinas alternativas, en las que el elemento impulsor no es un pistón rígido, sino una membrana elástica.

El funcionamiento se basa en el movimiento alternativo de dicha membrana, accionada mediante sistemas mecánicos, hidráulicos, neumáticos o electromagnéticos, que generan variaciones de volumen en la cámara de trabajo y permiten el bombeo del fluido.

El ciclo de funcionamiento se completa mediante válvulas, generalmente esféricas, que regulan la aspiración y la impulsión: al producirse una depresión en la cámara, se abre la válvula de succión y entra el fluido; posteriormente, al aumentar la presión por el movimiento de la membrana, se abre la válvula de descarga y el líquido es impulsado hacia la conducción.

Existen diferentes configuraciones de membrana, entre las que destacan los diafragmas de disco plano, tubulares y de doble disco. La elección de una u otra geometría depende de factores como la carrera necesaria, la presión de trabajo, el caudal requerido y las características del fluido bombeado. Asimismo, algunos modelos están diseñados para permitir el paso de partículas sólidas de tamaño considerable y pueden manejar sólidos en suspensión de hasta 40 mm sin causar daños significativos en los componentes internos.

La principal ventaja de estas bombas radica en su elevada estanqueidad. Al no existir un eje deslizante en contacto directo con el fluido, se eliminan prácticamente las fugas asociadas a los sellos dinámicos convencionales. Esta característica las convierte en equipos especialmente adecuados para el bombeo de productos corrosivos, reactivos químicos o fluidos cuya pérdida al entorno no sea admisible por razones ambientales o de seguridad. Además, presentan una notable capacidad de aspiración y suelen ser autocebantes, pudiendo trabajar en seco durante intervalos limitados según el diseño constructivo.

Otra ventaja importante es su capacidad para trabajar con fluidos cargados de sólidos abrasivos, como limos, arenas, lodos o aguas cenagosas, en condiciones en las que otras bombas sufrirían un desgaste acelerado. Por ello, son habituales en aplicaciones de ingeniería civil, construcción y minería, especialmente en operaciones de achique, trasvase de lodos, bombeo de aguas residuales con sólidos, lechadas, barros de perforación y productos químicos. También se emplean en plantas de tratamiento, en instalaciones de deshidratación y en circuitos de dosificación.

https://savree.com/es/enciclopedia/bomba-de-diafragma

No obstante, estas bombas presentan ciertas limitaciones. Su rendimiento energético global suele ser inferior al de las bombas centrífugas o de pistón en condiciones equivalentes, y el caudal suministrado es pulsante, no continuo. En consecuencia, en instalaciones donde se requiere una presión estable o una dosificación precisa, puede ser necesario incorporar cámaras de amortiguación u otros dispositivos reguladores. Asimismo, el comportamiento hidráulico depende en gran medida del material del diafragma, del sistema de accionamiento y de la naturaleza abrasiva del fluido, por lo que la selección del equipo debe realizarse siempre a partir de las curvas características proporcionadas por el fabricante y de las condiciones reales de servicio.

Bomba de diafragma de disco de accionamiento hidráulico
(McNaughton)

En aplicaciones habituales de construcción, estas bombas suelen operar con alturas de impulsión moderadas, del orden de 15 m en equipos compactos, aunque determinados modelos industriales pueden superar ese valor. Los caudales son muy variables según el tamaño y el tipo de accionamiento. En bombas electromagnéticas pequeñas, el caudal puede situarse entre 0,1 y 100 l/h, mientras que en equipos accionados por motor, entre 100 y 1000 l/h. En versiones industriales de mayor capacidad, pueden obtenerse caudales muy superiores, del orden de 10 a 90 m³/h, o incluso mayores.

Aunque existen bombas de accionamiento manual, hidráulico, neumático o mecánico, en la construcción se emplean principalmente las accionadas por motor y las electromagnéticas, debido a su simplicidad, robustez y facilidad de mantenimiento. En conjunto, las bombas de diafragma constituyen una solución eficaz para el manejo de fluidos difíciles, especialmente cuando se requiere estanqueidad, resistencia al desgaste y capacidad para bombear mezclas con sólidos en suspensión.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre esta bomba.

Este vídeo resume bien los conceptos básicos de las bombas de diafragma.

Diaphragm_Pump_Engineering_Guide

Referencias:

CASHMAN, P.M.; PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
GARCÍA VALCARCE, A. et al. (1995). Manual de Edificación. Derribos y demoliciones. Actuaciones sobre el terreno. Ediciones Universidad de Navarra, Pamplona, 472 pp.
PÉREZ VALCÁRCEL, J.B. (2004). Excavaciones urbanas y estructuras de contención. Ediciones Cat, Colegio Oficial de Arquitectos de Galicia, 419 pp.
POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 pp.
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.
YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
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.

Cursos:

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación

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Anatomía de una carretera: ¿qué hay debajo del pavimento de hormigón?

A simple vista, una carretera de hormigón parece una superficie estática y monótona. Sin embargo, tras esa apariencia gris se esconde un sistema de ingeniería de alta precisión diseñado para resistir condiciones extremas que desintegrarían cualquier estructura convencional. ¿Por qué algunas carreteras mantienen su integridad durante décadas, mientras que otras fallan prematuramente?

La respuesta no solo radica en el material, sino también en que el hormigón para pavimentos opera bajo reglas físicas y químicas radicalmente distintas de las de la construcción tradicional. Basándonos en la documentación de las referencias, exploraremos la ciencia invisible que permite que estas estructuras soporten millones de toneladas de carga y la inclemencia del clima.

Para los que estéis interesados en ampliar información sobre este tema de los pavimentos de hormigón en carreteras, podéis consultar otras entradas en este mismo blog en el siguiente enlace:

https://victoryepes.blogs.upv.es/?s=pavimentos+de+hormig%C3%B3n

Flexotracción: cuando el hormigón debe aprender a «doblarse»

En la construcción de edificios, el hormigón destaca por su resistencia a la compresión, ya que su función es soportar cargas verticales. Sin embargo, en una carretera, la regla de oro cambia: lo que realmente importa es la flexotracción. Mientras un pilar se comprime, una losa de pavimento actúa como una viga apoyada sobre el suelo que debe «flexionar» ante el paso de los neumáticos.

La normativa técnica española (PG-3) es estricta: para pavimentos se utilizan hormigones HF-3,5, HF-4,0 y HF-4,5, donde el número indica su resistencia mínima a la flexotracción en megapascales (MPa) a los 28 días. Esta capacidad es vital, ya que, como señalan los expertos en la materia, las fisuras aparecen siempre donde la resistencia a tracción es menor que en el resto del material o en una zona donde se presenta una mayor concentración de tensiones.

«Las fisuras aparecen siempre donde la resistencia a tracción es menor que en el resto del material o en una zona donde se presenta una mayor concentración de tensiones».

Por ello, el hormigón vial debe ser de mayor calidad que el de edificación, para garantizar una mayor homogeneidad y una ganancia temprana de resistencia que soporte las solicitaciones repetidas del tráfico pesado.

Burbujas de aire: el ingenioso sistema «anticongelante» interno

Puede resultar contraintuitivo, pero ¿por qué añadir «vacío» al hormigón para hacerlo más fuerte? En zonas con climas severos, es obligatorio utilizar aditivos aireantes para crear una red de microburbujas que actúan como «cámaras de expansión». Cuando el agua se filtra y se congela, aumenta su volumen. Sin estos poros, la presión interna reventaría la matriz del hormigón. La normativa exige una proporción de aire ocluido entre el 4,5 % y el 6 % en volumen.

Pero este aire no solo protege del hielo. Desde el punto de vista de la ejecución, estos aditivos mejoran la trabajabilidad y la tixotropía de un hormigón que debe tener una consistencia «seco-plástica» (con un asentamiento en el cono de Abrams de entre 2 y 6 cm). Esta baja fluidez es esencial para evitar la «caída de los bordes» del pavimento recién vertido al utilizar equipos de encofrado deslizante y así mantener la geometría perfecta de la calzada.

La carrera contra el reloj: el umbral crítico de las 24 horas

Una carretera de hormigón no es una pieza única, sino un conjunto de losas que deben poder contraerse y expandirse. Si no se le indica al hormigón por dónde debe romperse, lo hará de forma descontrolada. Aquí es donde el aserrado de juntas se convierte en una operación quirúrgica. Según el Pliego de Prescripciones PG-3, el cronómetro es implacable:

Juntas transversales: deben serrarse dentro de las primeras 24 horas posteriores a la puesta en obra.
Juntas longitudinales: el plazo se extiende entre 24 y 72 horas.

La precisión técnica también determina la profundidad del corte: debe ser de 1/3 del espesor en las juntas longitudinales y de 1/4 del espesor en las transversales. Si el serrado se realiza muy pronto, los bordes se desportillan; si se hace demasiado tarde, la carretera ya habrá fisurado de forma irregular.

El «efecto bombeo»: el enemigo invisible bajo la losa

El fallo de una carretera de hormigón suele empezar por debajo de la superficie. El fenómeno conocido como bombeo o pumping de finos se produce cuando coinciden el tráfico pesado, el agua acumulada y una base con exceso de partículas finas (es decir, aquellas que pasan por el tamiz de 0,063 mm). Bajo la presión del tráfico, la losa expulsa violentamente el agua mezclada con estos finos, descalzando el soporte de la carretera.

Para prevenirlo, la ingeniería limita estrictamente la masa unitaria de partículas cernidas por el tamiz de 0,125 mm (incluido el cemento) a un máximo de 450 kg/m³. En categorías de tráfico pesado, no basta con una base granular; es obligatorio el uso de bases de gravacemento. Este material, tratado con ligantes, proporciona un soporte uniforme e impermeable que resiste la erosión y evita que la losa quede «en el aire».

Pasadores y barras de unión: el secreto del movimiento coordinado

Para evitar que las losas se escalonen con el paso del tráfico, se recurre a la transferencia de carga. Esta transferencia de carga puede lograrse mediante la trabazón de áridos (el entrelazamiento natural en la fisura bajo la junta) o, de forma más robusta, mediante pasadores.

Los pasadores son barras de acero lisas que se colocan en las juntas transversales. Su elegancia radica en que permiten que la carretera «respire» (movimiento horizontal debido a las variaciones de temperatura) mientras transfieren la carga vertical de una losa a la siguiente. Así se reducen drásticamente las tensiones, se evita el bombeo y se previene la rotura de las esquinas. Además, las barras de unión mantienen las losas vinculadas lateralmente, lo que asegura la integridad estructural del conjunto.

Conclusión

Lo que percibimos como una simple cinta gris es, en realidad, un organismo técnico altamente sofisticado. Su excelencia reside en detalles que escapan al ojo inexperto, como una dosificación mínima de 300 kg/m³ de cemento (que asciende a 450 kg/m³ en la capa superior de pavimentos bicapa) y una relación agua/cemento que nunca debe superar el 0,46.

La próxima vez que circule por una autopista, recuerde que su seguridad depende de que el árido grueso tenga un coeficiente de Los Ángeles inferior a 35 y, sobre todo, de que la superficie mantenga un coeficiente de pulimento acelerado (CPA) no inferior a 0,50. La ingeniería de pavimentos es, en última instancia, el arte de controlar lo invisible para garantizar la estabilidad de cada kilómetro de nuestro viaje.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre los pavimentos rígidos utilizados en las carreteras.

Este vídeo resume los conceptos básicos de este tipo de pavimentos.

Ingeniería_de_Pavimentos_Rígidos

Rigid_Pavement_Engineering

Referencias:

IECA (2012). Firmes de hormigón en carreteras. Guías técnicas. Firmes y explanadas.

KRAEMER, C.; MORILLA, I.; DEL VAL, M.A. (1999). Carreteras II. Explanaciones, firmes, drenaje, pavimentos. Universidad Politécnica de Madrid, Madrid.

Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.