planta de hormigón – El blog de Víctor Yepes

Silos fijos de cemento

Figura 1. Silo de cemento atornillado. https://www.machinio.es/anuncios/80213364-silo-de-cemento-vertical-de-200-toneladas-silo-de-hormigon-en-esmirna-turquia

Durante mucho tiempo, el cemento se ha suministrado en sacos de papel. Sin embargo, en la actualidad, en la mayoría de los casos, se transporta a granel en camiones cisterna y se almacena en silos herméticos que forman parte integral de las centrales. Los silos se pueden clasificar según su movilidad en fijos y móviles. En este artículo se describen las características principales de los silos fijos.

Los silos fijos de cemento suelen ser depósitos cilíndricos metálicos que terminan en la parte inferior con un cono donde se encuentra la base de salida. La extracción en los silos de cemento se realiza por gravedad, con un ángulo de inclinación en el cono inferior de aproximadamente 50 grados. Este diseño asegura un flujo eficiente del material, permitiendo que el cemento se desplace de manera constante y sin obstrucciones hacia la salida del silo. El conjunto se apoya en una estructura de perfiles con una altura variable, siendo muy importante formar unos buenos cimientos para evitar caídas de silos.

Estas instalaciones ofrecen varias ventajas en comparación con el almacenamiento tradicional en sacos, especialmente cuando la producción horaria del hormigón debe superar los 10 m³:

Ahorro en la compra de cemento: Se puede obtener una reducción de costos entre el 10% y el 15%.
Reducción de pérdidas de material: Se evita el desperdicio de cemento causado por sacos rotos o mojados.
Dosificación precisa: Permite una dosificación regulable para cualquier cantidad, incluyendo múltiplos de 50 kg e incluso 25 kg.
Incremento de la productividad: El cemento está inmediatamente disponible, lo que mejora la eficiencia operativa de la planta.
Economías en la manipulación: Se reducen los costos asociados con la descarga, almacenamiento y manipulación del cemento.

Los inconvenientes son relativamente pocos: aunque los silos tienen generalmente un costo inicial bajo, su precio aumenta considerablemente cuando se les equipa con los dispositivos necesarios para su funcionamiento (chimenea filtrante, sistemas antibóveda, indicadores de nivel, etc.). No obstante, las ventajas económicas y la eficiencia operativa que proporcionan superan con creces estas desventajas en comparación con el método de almacenamiento en sacos.

El material principal para la fabricación del silo de cemento es acero de diversos grados, adecuado para las condiciones del área de instalación, y recubierto con un compuesto protector anticorrosivo. El espesor de las partes del silo varía entre 6 y 10 mm. En áreas con bajas temperaturas invernales, el silo se aísla externamente para mantener el cemento en condiciones óptimas.

Para capacidades entre 25 y 40 t, los silos se construyen de una sola pieza con un diámetro máximo de 2,50 m, lo que permite su transporte por carretera en camiones. También se pueden fabricar en un diseño telescópico, donde una sección del silo se inserta dentro de otra, permitiendo así su transporte en un solo camión y alcanzando capacidades de hasta 60 t. Para capacidades superiores, surgen problemas de transporte, por lo que los silos se construyen de manera desmontable. Estos silos están divididos en secciones ensambladas longitudinalmente con bridas y se atornillan en el sitio de la obra. De esta manera, se pueden alcanzar grandes capacidades de 200, 500 y hasta 1000 t.

La carga se realiza a través de un tubo de 3” o 4” para el llenado neumático, y en la parte superior cuentan con un respiradero o un filtro que permite la salida del aire durante el vaciado o el llenado. Los silos suelen estar equipados con un sistema de fluidificación para evitar la formación de bóvedas en su interior. Este sistema consiste en boquillas que inyectan aire a una presión no superior a 200 kPa.

En la parte inferior, los silos disponen de un cierre de tajadera o de mariposa, que permite cerrar la salida de cemento cuando es necesario realizar una reparación.

Es obligatorio que los silos estén equipados con una escalera con protecciones para acceder a la parte superior, donde también es preceptivo contar con barandillas de seguridad. En algunos casos, los silos de cemento están equipados con indicadores de nivel que informan sobre su estado de llenado. Además, es importante tener en cuenta que cada tipo de cemento debe ser almacenado en silos separados, designados específicamente para un tipo y procedencia determinados. Se deben tomar las precauciones necesarias para evitar cualquier tipo de mezcla.

Os dejo algunos vídeos que, espero, os sean de interés.

Os paso también algunas instrucciones de seguridad respecto a los silos.

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Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

CORMON, P. (1979). Fabricación del hormigón. Editores Técnicos Asociados, Barcelona, 232 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

MORILLA, I. (1992). Plantas de fabricación de hormigón y grava-cemento. Monografías de maquinaria. Asociación Española de la Carretera, Madrid.

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. (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.

Control documental del hormigón según el Código Estructural

Figura 1. Control documental del hormigón

Como el hormigón es un producto que no dispone de marcado CE, la comprobación de conformidad debe basarse en un control documental, en su caso un control mediante distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR) y un control experimental mediante la realización de ensayos de recepción. El Artículo 57 es el que regula el control del hormigón dentro del Código Estructural, pero son los apartados 57.4, 57.5 y 57.6 donde se refleja el control documental que debe realizarse antes, durante y después del suministro.

Los documentos a presentar van a depender de si el hormigón se ha fabricado en central o en la propia obra, así como si cuenta con un certificado vigente de distintivo oficialmente reconocido. En cualquier caso, el Código obliga a que la documentación esté firmada por persona física con capacidad suficiente. En el caso de no contar el hormigón con un DCOR, este se sustituye por la declaración responsable del suministrador, o en su caso del constructor, cuyo contenido será conforme al Anejo 4 del Código. También se debe comprobar que las hojas de suministro y el certificado de suministro del hormigón contengan lo establecido en el citado Anejo 4. En el caso del hormigón fabricado en central, debe aportarse un certificado de conformidad del control de producción de acuerdo con el RD 163/2019, de 22 de marzo.

Cuando el hormigón se fabrique en central sin contar con un DCOR, debe documentar su experiencia de uso anterior en otras obras con la misma dosificación, mismas materias primas, de igual naturaleza y origen y que se utilizan las mismas instalaciones. En caso contrario, o si el hormigón se fabrica en obra, la dirección facultativa podrá exigir la documentación acreditativa de los ensayos previos y característicos de resistencia y durabilidad con una antigüedad máxima de 6 meses. Además, esta circunstancia debe recogerse en el programa de control.

A continuación os dejo un mapa conceptual donde se recoge la información relevante en relación con el control documental del hormigón.

Figura 2. Mapa conceptual sobre el control documental del hormigón. Elaboración propia.

Os dejo los apartados del Código Estructural relativos al control documental.

Artículo 57.4.1 Comprobación documental previa al suministro

Además de la documentación general a la que hace referencia el apartado 57.5.1, que sea aplicable al hormigón, en el caso de hormigones que no estén en posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido, según el Anejo 4 el suministrador, o en su caso el constructor, deberá presentar a la dirección facultativa una copia firmada por persona física con representación suficiente, de la declaración responsable cuyo modelo
se adjunta en el citado anejo, y en su caso el resto de los ensayos previos y característicos, con una antigüedad máxima de seis meses.

En su caso, certificado de inspección de la central suministradora del hormigón preparado, según proceda, en función de lo establecido en la reglamentación industrial vigente relativa al control de producción de hormigones fabricados en central.

Artículo 57.5.1 Control documental durante el suministro

Cada partida de hormigón empleada en la obra deberá ir acompañada de una hoja de suministro, cuyo contenido mínimo se establece en el Anejo 4.

El constructor, o la persona designada en obra que le represente técnicamente, comprobará, bajo la supervisión de la dirección facultativa, que los valores reflejados en la hoja de suministro son conformes con las especificaciones de este Código, y se corresponden con las de la dosificación declarada por el suministrador.

Artículo 57.6 Certificado del hormigón suministrado

Al finalizar el suministro de un hormigón a la obra, el constructor facilitará a la dirección facultativa un certificado de los hormigones suministrados, con indicación de los tipos y cantidades de los mismos, elaborado por el fabricante y firmado por persona física con representación suficiente, cuyo contenido será conforme a lo establecido en el Anejo 4 de este Código. También se podrán elaborar certificados parciales mensuales en el caso de suministros prolongados en el tiempo.

Os dejo también, para su consulta, el Anejo 4: Documentación de suministro y control de los productos recibidos directamente en obra.

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Planta de hormigonado de tipo radial

Figura 1. Planta Liebherr Compactmix 0.5 con almacenamiento estrella

Se denominan plantas de hormigonado de tipo radial debido a la disposición de los acopios de áridos. Los áridos se almacenan sobre el suelo, en compartimentos radiales, sobre un muro de áridos en estrella que conforman sectores circulares completando un semicírculo. El paso de los áridos desde el acopio a la báscula de dosificación se realiza a través de las aberturas practicadas en un bastidor metálico donde confluyen los distintos tabiques divisores. El movimiento de los áridos se efectúa mediante pala, mediante dragalina situada sobre el escudo de áridos o mediante radio rascante o radio-rascadores que ataca el montón de áridos, por un lado.

Figura 2. Esquema en alzado de planta de tipo radial

Figura 3. Esquema en planta de tipo radial

En el vídeo siguiente podemos ver una planta de hormigonado de tipo radial que utiliza radios rascantes.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València.

Tesis doctoral: Modelos predictivos de las características prestacionales de hormigones fabricados en condiciones industriales

Ayer 3 de junio de 2016 tuvo lugar la defensa de la tesis doctoral de D. Ferran Navarro Ferrer denominada “Modelos predictivos de las características prestacionales de hormigones fabricados en condiciones industriales”, dirigida por Víctor Yepes Piqueras. La tesis recibió la calificación de “Sobresaliente Cum Laude” por unanimidad. Presentamos a continuación un pequeño resumen de la misma.

Resumen:

En la actualidad el hormigón es el material más empleado en la construcción debido a su moldeabilidad, a su capacidad de resistir esfuerzos de compresión y a su economía. Las prestaciones del hormigón dependen de su composición, de las condiciones de curado y del método y condiciones de mezclado. Las especificaciones básicas del hormigón demandadas por el peticionario al fabricante son la resistencia a compresión y la consistencia, que indica la trabajabilidad del mismo. Esta tesis es una contribución al conocimiento y la investigación de la influencia de diferentes parámetros en la resistencia a compresión y la consistencia del hormigón fabricado en condiciones industriales y la elaboración de modelos predictivos de dichas características prestacionales.

La mayor parte de los hormigones que se emplean en construcción se fabrican en centrales de hormigón preparado o en centrales de obra, y se corresponden con hormigones de resistencia entre 25 y 30 N=mm2, consistencia blanda o fluida, colocación mediante vertido o bombeo y compactación mediante vibración. Las condiciones de producción de hormigones en planta se ven afectadas por los condicionantes del proceso industrial y del negocio en sí, siendo controlada la cantidad de agua existente en la mezcla indirectamente.

En este trabajo se presenta una extensa base de datos construida con miles de resultados de ensayos de resistencia a compresión y consistencia realizados sobre hormigones fabricados en la misma planta y con diferentes dosificaciones, tipos de cemento y aditivos. Se tienen en consideración otros aspectos como la inclusión de fibras, la temperatura ambiente y del hormigón o la hora de realización de las probetas. Se crea una segunda base de datos de ensayos realizados en un periodo de tiempo corto con el mismo cemento y aditivo y teniendo en cuenta la relación agua/cemento exacta. Además, se ha realizado la conveniente caracterización de los materiales constituyentes de los hormigones ensayados.

Para analizar la influencia de los diferentes parámetros y factores tecnológicos y ambientales en la resistencia a compresión, en la evolución de la misma con el tiempo y en la consistencia del hormigón, se ha utilizado primeramente estadística clásica, concretamente análisis de regresión lineal múltiple, análisis de varianza (ANOVA) y análisis multivariante. También se ha verificado el ajuste de los datos experimentales a modelos existentes en la bibliografía y a nuevos modelos de comportamiento propuestos.

Finalmente se han elaborado redes neuronales artificiales para predecir la resistencia a compresión o la consistencia de un hormigón en función de diversas variables de entrada, al igual que para la obtención de modelos de comportamiento. Los resultados obtenidos mediante la aplicación de redes neuronales artificiales han sido más eficientes y mejores que los obtenidos mediante métodos estadísticos.

Máquinas para la fabricación del hormigón

¿Qué maquinaria es necesaria para la fabricación del hormigón? Existen múltiples equipos para realizar esta tarea, desde plantas fijas, móviles, más o menos automatizadas, hasta los propios camiones hormigonera.

Sea cual sea el procedimiento, es muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento, agua y, normalmente, aditivos. No hay una mezcla óptima que sirva para todos los casos. La dosificación adecuada debe tener en cuenta la resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como el tipo de ambiente a que estará sometido. Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla homogénea de todos los componentes. El árido debe quedar bien envuelto por la pasta de cemento. Posteriormente la mezcla se debe transportar al tajo de obra de forma que no varíe la calidad del material.

Pero para tener una visión clara sobre este tema, os dejo la presentación del profesor Julián Alcalá, que espero os sea de utilidad.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.

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

Plantas de fabricación de hormigón exportables

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.