Pilotes III: CPI-2, 3, 4, 5, 6, 7.

Saludos compañeros,

Nunca he tenido intención de alargar demasiado en el tiempo un tema, para que el interés por el mismo no se pierda, y por ello, siempre intento realizar artículos individuales. A veces, esto es imposible pues la extensión del asunto a tratar es demasiado grande y es necesario dividirlo en varias partes.

Con el tema “Pilotes” ha ocurrido lo anteriormente descrito, pero no hay mal que por bien no venga, y hoy vamos a cerrar el tema dedicado a la descripción de los diferentes tipos que podemos encontrar.

Anteriormente, se describieron los tipos CPI-8 y los “hincados” debido a que eran los tipos más utilizados en la zona donde vivo. Hoy, abordaremos los diferentes tipos restantes para así “cerrar” de manera alguna el tema.

Para comenzar, recordemos que los pilotes pueden ser divididos en dos grupos según la ejecución del vaciado del mismo; de desplazamiento o de extracción. Los pilotes CPI-8 ya descritos pertenecen al primer grupo, y a continuación, completaremos ese subgrupo. 

• Pilotes CPI-2: Pilote in situ de desplazamiento con azuche.

Usados generalmente en dos situaciones:

1. Pilotes de poca profundidad trabajando por punta, cuya finalidad es la de apoyarse en la capa dura del terreno después de atravesar la capa blanda del mismo.
2. Pilotes de poca profundidad trabajando por fuste y punta en terrenos granulares medios, flojos o alternados.

• Pilotes CPI-3: Pilote in situ de desplazamiento con tapón de gravas.

Este tipo de pilotaje es usado trabajando por fuste en terrenos granulares de compacidad media o en terrenos con capas que alternan terrenos coherentes y granulares de consistencia media.

• Pilotes CPI-4: Pilote in situ de extracción con entubación recuperable.

Como habéis observado, hemos pasado del tipo “desplazamiento” al tipo “extracción”. ¿Por qué? Básicamente porque este tipo de pilote se realiza excavando el terreno y para que no se derrumbe dicha excavación, utilizaremos un tubo metálico a modo de encofrado. Una vez realizado el vaciado del mismo, y conforme se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente el tubo.

Este tipo de pilotaje puede trabajar por punta en terrenos de poca profundidad y apoyado en roca, o bien, puede trabajar por fuste en terrenos coherentes de consistencia firme y homogéneo. 

• Pilotes CPI-5: Pilote in situ de extracción con entubación perdida.

Como podéis imaginar, el sistema de ejecución será similar al anterior con la diferencia de que en este caso, el tubo metálico no se extrae, sino que queda unido al pilote.

Este tipo de pilotaje trabaja por punta con la finalidad de apoyarse en roca o capas duras de terreno. ¿Por qué se deja el tubo metálico? Pues porque camino del terreno duro, encontraremos capas de terreno incoherente con presencia de agua y por lo tanto agresivas para el hormigón fresco. Este tubo metálico protegerá al tramo del pilote expuesto a las acciones de dicho terreno. 

• Pilotes CPI-6: Pilote in situ perforado sin entubación con lodos tixotrópicos.

Lodo tixotrópico: Tipo de arcilla bentonítica de muy alto límite líquido. Esto implica que a pesar de que se le añada agua a la mezcla, esta no pierde estabilidad o consistencia (Wikipedia).

Este es un caso de pilote de extracción, el cual trabaja por punta con la finalidad de apoyarse en roca o terreno duro. Si camino al mismo se atraviesan capas blandas, la estabilidad de la excavación realizada se confía a la acción de los lodos tixotrópicos.

• Pilotes CPI-7: Pilote in situ barrenado sin entubación.

Pilote perforado y hormigonado in situ, en los que debido a las características del terreno, no es necesario ningún tipo de sostenimiento, pues el riesgo de derrumbe es mínimo. Muy similar al CPI-8, con la diferencia del terreno en el que se realiza.

 

Con esto, finalizamos la explicación de los diferentes tipos de pilotes que podemos encontrar en la actualidad. Me gustaría haberlo hecho de otra forma, un poco más ordenada, pero sus razones había. Espero que les sirva de ayuda esta pequeña guía, y si quieren añadir algo, no duden en ponerse en contacto conmigo.

Un saludo y ¡gracias por vuestro tiempo!.

Manuel Fernández del Río

PRO-ERECTUS: Uno para todos y todos para uno.

Saludos compañeros!

Hace unos días, conversando con un compañero de facultad, estuvimos solucionando el mundo como de costumbre hasta que la conversación llegó a la parte en la que abordábamos nuestras vidas e inevitablemente se tornó un poco más sentimental de la cuenta, debido a que llegamos a la conclusión de que estábamos viviendo un proceso social en el que las oportunidades para jóvenes como nosotros brillaban por su ausencia y por lo tanto era inevitable caer en el desánimo.

Recordamos que no hace mucho tiempo, cuando se respondía a la pregunta acerca de la profesión que uno ejercía y se respondía con “soy Arquitecto” o “Ingeniero de caminos u obras públicas” podías ver cierta admiración en aquel que realizaba la pregunta. Hoy día esa “cara de sorpresa no ha desaparecido, pero desgraciadamente va acompañada de la coletilla “Vaya panorama, ¿no?” y es lógico.

Digo lógico porque podría aventurarme a decir, que no conozco a nadie en este sector en el que su trabajo no haya sido afectada por estos tiempos que corren, es mayor o menor medida. Desde casos en los que no se pierde el puesto de trabajo pero el salario se ve reducido considerablemente, hasta el caso más grave que es la pérdida de dicho empleo.

¡Chaval! Todo los sectores están igual… (Suelen decirme) y posiblemente así sea, pero el batacazo de la Ingeniería Civil no es comparable con ningún otro, puesto que la inversión en infraestructura (siendo hasta hace poco tiempo nula), había pasado de cosechar grandes beneficios debido a la cantidad de proyectos emprendidos desde la administración al cierre total del grifo.

Para sobrevivir, empresas líderes tanto en nuestro país como en las distintas regiones del mismo, han invertido los recursos que le restaban en la búsqueda de contratos fuera de España y por ende, si se busca fuera, no se puede mantener lo de dentro, apareciendo una palabra que para jóvenes como yo era totalmente desconocida…los ERES.

¿Qué es un ERE? Según Wikipedia, un “Expediente de regulación de empleo”, pero yo, como hijo de un afectado por el mismo, tengo otra visión un poco más radical y por supuesto, no acorde a dicha definición, pero no voy a entrar en ello.

Como bien he dicho en el primer párrafo, el desempleo juvenil hace mella en el ánimo de personas como yo, pero seguramente no pueda compararlo con el sentimiento de los afectados por los ERES, en el que grandes profesionales de la Ingeniería, con experiencia en su sector, fueron eliminados rápidamente del ámbito profesional con consecuencias desastrosas para sus carreras y vidas, puesto que la edad de muchos supuestamente los hace acreedores de pocas posibilidades de reenganche.

Sé que habrá personas que ronden mi edad, que no estén de acuerdo con el párrafo anterior, pero creo que la mentalidad acorde a la edad en cada uno de los casos juega un papel destacado. Por naturaleza, el espíritu de lucha y la capacidad de absorber golpes es mayor cuanto más joven se es, aunque no siempre se cumple esta regla.

PRO ERECTUS nace de la mano de D. Manuel Gregorio Navarro, Técnico en Topografía con amplia experiencia en el sector, el cual decidió crear una plataforma/comunidad en la que tuvieran cabida principalmente aquellos afectados por los ERES del sector de la construcción y obra civil, uniéndose posteriormente las nuevas generaciones como yo. Ello ha permitido crear un espacio en continua expansión, donde prime la solidaridad y apoyo entre sus miembros, para que llegado el caso, pueda servir de lugar de promoción, contacto y por qué no, lanzadera hacia el mundo laboral.

El mundo es de los valientes y la suerte hay que salir a buscarla, pero con iniciativas como esta, todo puede hacerse un poco más fácil. Yo solo puedo estar agradecido tanto a D. Manuel como a todos los integrantes de dicha plataforma e invitaros a que conozcáis su espacio virtual.

¡Un saludo y gracias por vuestro tiempo!

(Click en la imagen para acceder al sitio web)

Adiciones al Cemento I: Cenizas volantes.

¡Saludos compañeros!

Me ha resultado un tanto extraño haber escrito sobre construcciones civiles y no haberlo hecho sobre su elemento estrella y con el que guardo una gran relación; el cemento portland.
Obviamente, no voy a entrar en clase de historia sobre el mismo, sino que vamos a tratar un tema de forma más profunda y en mi opinión más interesante: las adiciones que se pueden hacer al cemento.

Como dije en el anterior artículo, el ser humano es una especie que pocas veces se conforma con lo que tiene, por ello, no cesa en la búsqueda continua de mejorar todo aquello que posee. Aunque los griegos y romanos utilizaron los primeros cementos procedentes de tobas volcánicas, no fue hasta la aparición del conocido como "cemento portland" cuando se buscó combinar dicho elemento con otros diferentes para así aumentar las características constructivas del mismo, pues aunque parezca extraño, ofrecía unas características menores que los "cementos" de la edad antigua*.

Adiciones hay muchas (todas tendrán su hueco aquí), pero quiero empezar con las Cenizas volantes, pues fueron las que estudié para mi Proyecto Fin de Carrera del que guardo gran recuerdo.

• ¿De dónde provienen estas "cenizas volantes"?

Obviamente y acorde a su nombre, provendrán de la combustión de un material, siendo en este caso, el carbón natural pulverizado y quemado usado en las centrales térmicas para la obtención de energía. 

En dichas centrales, el carbón se muele de manera que queden partículas muy finas, que harán que cuando se efectúe la combustión, la mayor parte de los residuos se desprendan y queden en suspensión en el humo producido. Cuando estas partículas se solidifican en zonas de temperatura relativamente baja, forman las cenizas volantes.

• ¿Cómo afecta a las propiedades del cemento la utilización de cenizas volantes?

Toda adición se realiza por tener algo que ofrecerle al cemento, siempre, obviamente, de manera positiva. Es decir, son añadidas para reforzar las propiedades del mismo. En el caso de las cenizas volantes, confieren al cemento las siguientes características: 

1. Aunque la resistencia a 28 días se ve algo disminuida, a 90 días es claramente superior.
2. El desprendimiento de calor en el proceso de fraguado es en torno al 40/50% inferior que en una mezcla sin las cenizas.
3. Confiere a los morteros una mayor impermeabilidad.
4. La expansividad de la mezcla se ve disminuida respecto a otras realizadas con distinta adición.
5. Mejora la puesta en obra, debido a que se ve mejorada su trabajabilidad.

Estas características hacen que los cementos con adición de cenizas volantes se usen como componente del hormigón para usos específicos, en la estabilización de suelos y morteros para lechadas entre otros muchos usos, que comentaremos a continuación.

• ¿Qué usos pueden darse a este elemento?

(Cuando hablamos de uso, obviamente nos referimos al uso de la misma adicionada al cemento portland).

1. Carreteras.
1. Fabricación de grava con ceniza y cal para capas de base y sub-base.
2. Cenizas volantes como "filler" en las mezclas bituminosas.
2. Edificación y obra pública.
1. Fabricación de cemento.
2. Fabricación de hormigón.
3. Fabricación de áridos ligeros.
4. Fabricación de productos cerámicos.
5. Terraplenes y obras de tierra.

• Conclusión

Para terminar, podemos hacer balance y observar por tanto que no se trata de un material con un uso muy reducido, es decir, su campo de acción es bastante amplio. 

¿Qué posibilita, por tanto, su utilización? Dos cosas. 

1. La primera de ellas es obvia, pues posibilita la utilización de un material que de no ser así sería vertido al terreno como desechos. 
2. La segunda y no menos importante, es que posibilita a la misma vez reducir con su uso el consumo de cemento portland por unidad de volumen de hormigón. El cemento portland tiene un elevado consumo de energía y de emisiones asociadas con su producción que gracias a esto se ve reducida.

Por esto y otras cuestiones, no es de extrañar que las propiedades de dicha materia sea objeto de estudio continuo para el uso civil.

*- (Un ejemplo de ello es el Panteón de Agripa en Roma)

¡Un saludo y gracias por vuestro tiempo!

Manuel Fernández del Río.

Pilotes II: Hincados.

Saludos a todos!

Obviamente antes de comenzar he de desearos Feliz año 2015, en el cual deseo que se cumplan todos vuestros deseos y que venga cargado de proyectos interesantes. 

Después de un tiempo con poca actividad por este rincón debido a diversos temas, retomamos el contacto continuando con un tema que dejamos introducido hace unos meses: Los Pilotes.

En el primero de los artículos, hablamos sobre uno de los tipos más extendido por la zona que habito: el CPI-8. Hoy, vamos a continuar hablando de ellos, pero en este caso centrándonos en otro tipo, LOS PILOTES DE DESPLAZAMIENTO O HINCADOS, muy extendidos también por la zona donde vivo, debido al tipo de terreno que impera en el mismo. 

• ¿De qué se trata un Pilote de Desplazamiento o Hincado?

Pues en primer lugar, a diferencia del CPI-8, este es prefabricado y puesto en obra posteriormente. 

En segundo lugar, el Pilote hincado se trata de un elemento de desplazamiento. ¿Qué quiere decir esto? Pues que debido a su sistema de ejecución y a diferencia del CPI-8, no se extrae el terreno, sino que en el proceso de hincado del pilote, este se desplaza lateralmente. 

• Procedimiento técnico

Este tipo de Pilotes son muy usados en terrenos homogéneos sueltos, como es el caso de aquellos en los que imperan las arenas de playas o las arcillas limosas de baja resistencia, siendo necesario en ambos casos un firme en el que apoyarse el mismo. 

Por esto, lo hacen idóneo para funcionar como "pilotes columna" ya que transmiten la carga por la punta al firme anteriormente mencionado evitando así la rotura del estrato y generan una mejora en el terreno gracias al proceso de hinca.

• Especificaciones técnicas

- Pilotes: 

1. Con una longitud de entre 5 y 15 m, permiten el empalme de varios de estos pilotes mediante uniones ABB.
2. El encofrado de los pilotes será de tal robustez que nos permita que las caras del mismo queden bastante planas.

Empalme de Pilotes

- Armaduras:

1. Las armaduras deberán de tener refuerzos en los extremos para defender el pilote contra interferencias en la penetración y para resistir los golpes de la maza.

- Hormigón: 

1. La dosificación no será menor a 350 kg/metro cúbico y el tamaño del árido no será mayor a 25 mm.
2. El hormigonado se realizará de una sola vez y sin interrupciones cuidando que el recubrimiento de las armaduras sea superior a 2´5 cm hasta el valor que nos dicte la EHE y/o el proyecto.
3. La compactación del hormigón se hará por vibración.

• Ventajas del Pilote Hincado

1. En primer lugar hay que tener en cuenta que estos Pilotes son prefabricados, siendo esto ya de por sí una ventaja, pues lo hacen más rápidos y fiables de ejecutar que los in-situ.
2. Como hemos comentado antes, permiten que sean empalmados varios pilotes para alcanzar así grandes profundidades. 
3. El Pilote hincado es más rápido y limpio de ejecutar, requiriendo para ello menos medios auxiliares y ofreciendo más garantías de ejecución.

• Conclusiones

Como en el caso de los Pilotes CPI-8, si existe algún tipo de patología en los Pilotes hincados, estos producirán grietas en la edificación por asientos diferenciales y distorsiones en el apoyo, siendo preciso cuidar la fase de ejecución de la cimentación con este tipo de Pilotes. 

Como bien he dicho al principio, este tipo de Pilotes se dan mucho en la zona baja de la ciudad donde vivo, pues es una zona próxima a marismas y ello hace que impere un terreno principalmente arcilloso. Esta zona de mi ciudad experimentó un gran crecimiento a principio del siglo 21, sobre los años 2001 y 2002, llevándose a cabo un gran número de construcciones residenciales y un estadio de fútbol y por lo tanto un uso elevado de esta técnica.

Esta comentada zona está muy cercana al considerado "centro" de la ciudad, donde imperan construcciones del siglo XIX cuyas cimentaciones no son muy profundas. Por ello, esta parte fue muy castigada por la vibración del hincado de los Pilotes y algunos edificios sufrieron daños irreparables.

¡Gracias por vuestro tiempo!

Manuel Fernández del Río

Mantenimiento de Estructuras: Hormigón (I)

Hola compañeros,

Después de pasar varios días leyendo un capítulo de una revista digital sobre hormigones, pensé que debía dedicarle unas líneas a algo que podría contener ambos temas aquí tratados, Mantenimiento y Obra civil.
Este tema se podría abordar por varias vías, pero quiero centrarme en aquella que engloba a las estructuras de hormigón, ya que son aquellas que todo el mundo conoce y están más extendidas.

Bien, en este sentido, englobando a las estructuras de hormigón, el pensamiento más generalizado es que ya no se va a descubrir nada nuevo sobre ellas, pero estudios actuales están revelando que no es así. ¿Por qué digo esto? Pues porque poco a poco se está extendiendo la costumbre de incluir en los proyectos constructivos los apartados referentes al mantenimiento a realizar en la estructura de hormigón que posea dicho proyecto.

Este movimiento es relativamente nuevo, pues las labores de mantenimiento en estructuras de hormigón han sido casi inexistentes durante décadas, debido entre otras cosas al pensamiento generalizado de que el hormigón es un material indestructible y que no necesita labores de mantenimiento alguna. Sin embargo amigos, estamos hablando de estructuras, y al igual que las de madera o metal, necesitan un mantenimiento adecuado, que de omitirse, pueden terminar en un fatal accidente.

Para evitar esto, el Ingeniero de Mantenimiento deberá conocer las propiedades de los materiales con las que han sido realizada y no basar las labores de mantenimiento solo en inspecciones visuales, ya que basarse únicamente en estas podrían, podrían ser motivo de un futuro desembolso importante de dinero.

• Inicio de los ataques:

Como ya imagináis, el ataque al hormigón no es un proceso que se produzca de un día para otro. Para ser observados, se ha de realizar un seguimiento de varios años el cuál nos irá mostrando gradualmente los ataques a los que está siendo sometida nuestra estructura.

Esta "lentitud" del proceso es lo que anima a los propietarios de las mismas a no gastar dinero en estrategias de mantenimiento, ocurriendo en la mayoría de los caso que cuando quieren realizarlas, ya es demasiado tarde. 

Esta gráfica ilustra esta evolución basada en inspecciones visuales:

• ¿Que es más caro, mantener o reparar?

Hace muchos años se pensaba que no era así, pero conforme los estudios han ido evolucionando, se ha demostrado que el costo de reparación de una estructura es mucho mayor que el costo de implantación de medidas preventivas. 

Con base en lo anterior, si basásemos nuestra estrategia de operación y mantenimiento solo en inspecciones visuales, los costos de mantenimiento irán ascendiendo automáticamente. Por ello, para una correcta estrategia, es fundamental recolectar datos críticos durante las inspecciones rutinarias como por ejemplo:

1. Profundidad de la carbonatación y perfil de los cloruros en las capas de recubrimiento. 
2. Toma de testigos para hacer análisis por microscopía.
3. Análisis petrográficos
4. Golpeo de la estructura para descubrir delaminaciones.

• Conclusión

Según lo anterior, para asegurar una durabilidad adecuada de la estructura, se ha de elegir una correcta mezcla en el hormigón, pero aún más importante si cabe va a ser el colado de la misma. 

Por supuesto, el diseño de la misma debe de ser el apropiado, puesto que las estadísticas europeas indican que el proyecto es el responsable de casi el 40 % de los problemas en construcción. Introduciéndose aquí la famosa "Ley de los Cincos", la cual nos quiere decir que "Por cada Euro que invirtamos en la fase de diseño, nos hará ahorrar 25 en reparaciones y 125 en rehabilitaciones".

Con toda esta información aun no entiendo como se puede ahorrar en los recursos destinados a la redacción de un proyecto...

Pasen una buena semana y ¡gracias por vuestro tiempo!.

Manuel Fernández del Río

Pilotes I: Introducción / CPI-8

Hola a todos!

Hoy introduciremos un nuevo concepto en el blog, pero una técnica con bastantes años de existencia en el mundo de la Obra civil: Los Pilotes.

Siempre he tenido especial curiosidad por el funcionamiento y finalidad de esta técnica debida principalmente a que es muy utilizada en mi ciudad, Huelva. Esto es así, porque la ciudad está asentada en terrenos mayormente arcillosos con una humedad bastante alta, haciendo de los mismos lugares inestables necesitados de una preparación especial previa antes de iniciar una construcción.

Bien, para comenzar con buen pie, obviamente deberemos de tener claro una cosa, y para ello me gustaría seguir el guión que suelo utilizar en la introducción de nuevos conceptos en el blog. Por tanto:

• ¿Qué es un Pilote? 

No es otra cosa que una herramienta de construcción utilizado para cimentaciones, el cual tiene forma de columna vertical introducida en el interior del terreno. 

• ¿Cuál es su finalidad?

No es otra que trasladar las cargas que va a soportar el suelo hasta un estrato resistente del mismo, debido a la inviabilidad de realizar una cimentación convencional por zapatas o losas por razones técnicas (profundidad hasta un estrato estable) o económicas. 

Las cargas se transmiten al terreno por rozamiento del fuste con el terreno, apoyando la punta en capas más resistentes de la misma o en ambas a la vez. 

Una vez introducido el elemento en cuestión, vamos a explicar uno de los tipos más utilizado en terrenos similares a los encontrados en la ciudad de Huelva.

PILOTES CPI-8

• ¿De que se trata?

Pues básicamente de un pilote perforado en el terreno de forma continua tipo hélice hasta la profundidad donde se encuentre el material idóneo.

• Procedimiento técnico 

Utilizado mayormente en terrenos arenosos o arcillosos, El procedimiento es simple: se taladra hasta una profundidad determinada y luego se hormigona el taladro a través del núcleo de la barrena mientras esta se va extrayendo (el terreno queda alojado en los álabes de la barrena). Este momento es bastante delicado porque debe combinarse la velocidad de ascensión de la barrena, el caudal y la presión del hormigón para así evitar sobresecciones o por el contrario excesos de hormigón.  Posteriormente, se colocan las armaduras en el hormigón fresco con el apoyo de un vibrador hidráulico.

• Especificaciones técnicas

- Pilotes: Diámetro entre 350 y 1200 mm.

- Hormigón: 

1. Dosificación mínima del cemento de 380 kg por metro cúbico y un cono de 18 a 20 cm.
2. Árido de 12 mm cuando proviene de cantera o 20 mm si es de gravera.

• Ventajas del Pilote CPI-8

Que este tipo de pilotaje sea bastante utilizado hoy día en cimentaciones profundas es gracias a las ventajas que presenta respecto a otros tipos. Estas ventajas suponen desde ahorro económico/temporal hasta ahorro de operaciones, ¿Por qué? Lo veremos a continuación. 

1. En primer lugar, el rendimiento de dicha operación es muy elevado. Esto conlleva logicamente a que los plazos de ejecución no se demoran en demasía y por lo tanto los costes no se disparan. (Ahorro económico-temporal).
2. A diferencia de otros Pilotes, en la realización de estos, no es necesario el uso de una intubación o de lodos tixotrópicos (*) pues la misma barrena permite la contención del terreno. (Ahorro de operaciones).
3. La presión y volumen de hormigonado pueden ser controladas en todo momento para la reducción de problemas de puesta en obra. (Ahorro económico y operacional).
4. Permite la puesta en obra de pilotes en estratos consistentes aunque la profundidad sea elevada, no siendo necesario así la utilización de técnicas de mayor coste y dificultad para una misma finalidad. (Ahorro económico, temporal y de operaciones).  

• Conclusiones

Como todo elemento estructural, si el Pilote falla, estos se transmitiran a la edificación, propiciando grietas por asientos diferenciales y/o distorsiones en el apoyo. Por tanto, igual de importante que cuidar la fase de ejecución, será la de reconocimiento del terreno. Esto queda reflejado en el informe geotécnico, el cuál nos servirá para que el terreno quede suficientemente conocido, tanto en planta como en profundidad.

Haciendo balance de las explicaciones dadas, se puede llegar a entender el porqué de su elección a la hora de acometer una estabilización del terreno en la zona de Huelva capital. 

En próximos artículos abordaremos otro tipo de Pilotes, en este caso los hincados, igualmente extendidos en esta ciudad. 

¡Gracias por vuestro tiempo!

Manuel Fernández del Río

Bailando con puentes: Resonancia mecánica

Muy buenas compañeros:

Después de un largo periodo sin estar con vosotros, hoy  volvemos al tajo para hablaros de algo que me impactó cuando aún era un niño.

No recuerdo bien los detalles, pero sé que fue un anuncio de automóvil. En el mismo, se mostraba la imagen de un puente bailando, con lo cual, no fue difícil pensar que se trataba de un vídeo trucado, pero ahí estuvo mi padre para explicarme el fenómeno.

La resonancia, como se le denomina a este fenómeno, ocurre cuando un cuerpo, el cual es capaz de vibrar, es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración se acerca al periodo de vibración de dicho cuerpo. En pocas palabras, lo que consigue este fenómeno es que una fuerza pequeña y aplicada de forma repetida, hace que la amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande y ello provoque fallas en los cuerpos (entra en colapso).

Un caso típico que podemos encontrar de este fenómeno, es cuando una cantante soprano rompe un vaso de cristal cuando canta, pero hoy quiero hablaros de este fenómeno aplicado a las estructuras, y en su defecto, a los puentes, puesto que el colapso de algunos cuantos permitieron subsanar errores en construcciones futuras.

Estos son los casos que he querido destacar de estructuras (puentes) que entraron en resonancia por diversos motivos:

• ¡Soldados, rompan el paso!.

Este caso es el primer "supuesto" caso de colapso de una estructura. Ocurrió en 1831 sobre el puente de Broughton (Manchester) cuando un grupo de 74 soldados entró en él marcando el paso militar. Actualmente se pone en duda que esta fuese la causa, pero desde entonces se obliga a "romper el paso" de una unidad militar al entrar en un puente. 

• Pasarela del Milenio (Londres).

Situación: Londres, 10 de junio del 2000. Se abre al público la "Pasarela del Milenio" del señor Norman Foster. Diseñado para soportar a 5000 personas a la vez, entra en resonancia cuando solo había 2000 sobre ella. Fue cerrada y después de dos años y casi 7 millones de euros más, reabierta.

• El puente Tacoma Narrows.

Este fue el puente del anuncio, el caso más conocido de resonancia y colapso de una estructura. Entro en resonancia con un viento de poco más de 65 km/h produciendo un "baile" de la estructura que obviamente no pudo soportar. 

• Puente de Volgogrado.

El 20 de mayo de 2010 y a 7 meses de su inauguración una tormenta con grandes rachas de viento, hizo que se produjeran en el puente grandes vibraciones. 

A diferencia que otros casos, se solucionó el problema incorporándole amortiguadores de masa en la estructura y ya nunca más se registraron casos de vibraciones en este puente.

• Puente de Alconétar.

No podía faltar un caso patrio, en el que la estructura  teniendo solo construido los arcos principales y a causa de un viento de solo 25 km/h entró en resonancia. La oscilación del arco y su sonido es algo que impresionó en su día. 

Como solución, se procedió a la modificación de la aerodinámica del puente que hizo que desapareciesen los problemas por oscilación. 

Como Ingeniero Civil, este tipo de problemas son difíciles de prever, debido a que la causa mayor de los mismos son los factores ambientales y estos son variables, por ello dan pié a que se cometan errores de cálculo. La única via posible para solventarlos, es hacerlo nada más aparezcan los primeros síntomas, pues el tiempo juega en nuestra contra.

Espero que hayan aprendido y disfrutado del artículo.

Un saludo y gracias por vuestro tiempo.

Manuel Fernández del Río.

Las Lagunas de Marea: Aprovechamiento de las mismas para crear energía eléctrica

Buenos tardes amigos,

Bien es sabido que en estos últimos años, la importancia de las energías renovables van tomando el impulso que se les debe de dar, y cada vez son más los interesados en mejorar y adaptar las mismas al uso convencional.
Así, cada vez es más normal ver coches eléctricos por la ciudad, aerogeneradores y parques solares en nuestro paisaje o escuchar nuevas técnicas en energías renovables.

Los mares están considerados como una fuente inagotable de generación de energía, pero aún en desarrollo. Es por ello, que hoy me gustaría hablar de un proyecto que me dejó alucinado cuando lo vi en televisión: Las Lagunas de Marea.

Como siempre, empezaremos por:

• ¿De que se trata una Laguna de Marea?

Pues como podemos deducir por su nombre, se trata de una estructura similar a un puerto artificial que delimita o aisla una parte del mar a la acción de las mareas. 

Decir esto no es del todo correcto, pues no se aísla totalmente, ya que el agua entra o sale libremente por la zona de turbinas hidráulicas, para así producir el movimiento de las mismas. Es un concepto simple a primera vista que lo único que necesita es la adaptación de componentes ya utilizados actualmente en la generación de energía. 

• ¿Se puede realizar este tipo de proyectos en todo tipo de costas?

Podemos decir que si, pero el rendimiento quizás no sería del todo rentable en algunos lugares. Por ello, se buscan lugares donde las mareas sean altas, y en el caso del reportaje que ví, ponían como ejemplo la costa de Gales (Reino Unido). Allí se da una de las mareas más grandes del mundo con valores de entre 7 y 9 metros normalmente, teniendo picos de 10´5 metros en momentos puntuales. 

Estas características han hecho que se elija esta costa para realizar un megaproyecto nunca antes hecho, que tendrá un coste de aproximadamente 800 millones de euros e incluirá la ejecución de una barrera de 9,5 kilómetros de longitud que establecerá un perímetro de 11,5 kilómetros y tendrá una capacidad de 320 MW (suficiente electricidad para alimentar a 100.000 hogares). 

• ¿Cual será el proceso de construcción?

En primer lugar, se construirá la barrera, la cuál tendrá una altura de casi 3 metros sobre la altura de marea máxima. Esta barrera será construida por inyección de material dragado dentro de tubos de geotextiles de alta resistencia apilados para formar dos estructuras de apoyo desarrolladas a lo largo de la misma de manera paralela, llenándose el espacio intermedio entre las estructuras con los suelos. Las paredes de la misma serán protegidas con capas de escollera y la idea es coronar la misma con una pasarela de hormigón para el tránsito humano.

En cuanto a las instalaciones de las turbinas, estas serán de aproximadamente 550 metros de largo, donde irán ubicadas en torno a 26 turbinas (6 m de diámetro y 18 de largo) capaces de generar 16 MW/h. Dichas turbinas irán montadas en el interior de carcasas de hormigón y se sumergirán de forma permanente con lo cual no "molestarán" la vista del paisaje. 

• ¿Cuál será el supuesto funcionamiento de la Laguna?

La idea principal es que las mareas fluyan cuatro veces al día por las turbinas...¿Cómo conseguir eso? Pues simplemente teniendo en cuenta el flujo del agua. 

Cuando el nivel del mar se encuentra por encima del nivel de la laguna coincidiendo con la pleamar, se abren las compuertas y se deja entrar agua en la Laguna, esto hará que esta se vaya llenando a la vez que activa las turbinas. Una vez llegado a su punto máximo de llenado, se cerrarán las compuertas para que cuando se produzca la bajamar y el nivel del agua sea superior dentro de la laguna esta fluya libremente hacia mar abierto de nuevo, activando con ello las turbinas.

Bajamar, Equilibrio y Pleamar

Para terminar quiero añadir también un vídeo realizado por los creadores de esta obra de ingeniería, el cual ofrece algunos detalles que completarán este artículo unido a las bonitas imágenes que nos ofrece la bahía de Swansea. 

Espero que lo hayan disfrutado como yo. 

¡Gracias por vuestro tiempo!

Manuel Fernández del Río

Puente atirantado: El Puente de la Pepa (Cádiz)

Buenos días amigos,

Hoy me gustaría hablaros de una de las construcciones que, en mi opinión, más a facilitado a la humanidad el progreso de las vías de comunicación, y como Ingeniero Civil, no se puede esconder que sean de las más espectaculares y desafiantes a la hora de trabajar con ellas.

Estas construcciones obviamente son los puentes y podríamos hablar de muchísimos tipos, pero quiero centrarme en uno de ellos debido a la visita que realicé a las obras de construcción del mismo.

El Puente Atirantado

• ¿Por qué se le llama así?.

El motivo de que se le llame así, es debido a que el tablero de dicho puente se encuentre suspendido de uno o varios pilares centrales mediante tirantes. Tienen cierta similitud con los puentes colgantes, pero su diferencia radica en que en estos últimos, los cables principales estan colocados de pila a pila sosteniendo el tablero mediante tirantes secundarios verticales cosa que no pasa con los atirantados. 

En cuanto a esfuerzos soportados, también podríamos observar diferencias; los colgantes trabajan principalmente a tracción, y en los atirantados encontramos tramos que trabajan a tracción y otros a compresión. 

• Tipos de Puentes Atirantados. 

Podemos diferenciar en la mayoría de los casos dos tipos:

• Aquellos en el que los tirantes van desde el tablero al pilar situado a un lado, y de ahí al suelo. Son los más frecuentes.

Puente Internacional del Guadiana

• Aquellos en el que los tirantes están unidos a un único pilar situado a uno de los lados del mismo. 

Puente del Alamillo

Bien, pues como dije en la introducción, este artículo está relacionado con una visita que realicé a una obra, que no es otra que la construcción del Puente de la Pepa, en la ciudad de Cádiz.

Dicho puente, ha sido diseñado por el Ingeniero D. Javier Manterola, eminencia en la construcción de estos elementos y famoso por los mismos. Será uno de los puentes europeos de mayor altura, pues contará con un gálibo de 69 metros de altura, 3,15 kilómetros de longitud total y sus torres tendrán 180 metros de altura.

Sus apoyos, han sido realizados mediante pilotes "in situ" de dos metros de diámetro. El tablero, está formado por una estructura mixta con losa superior de hormigón y pre-losas nervadas compuestas por dovelas y que se colocan en avance por voladizo. 

Para la construcción de la pilona principal sobre el muelle, fue necesaria una pantalla perimetral de "tablestacas" provisional para que actuara como elemento de entibación e impermeabilización junto con el empleo de la técnica del "super jet grouting".

Los tirantes del mismo están previstos de dos tipos de amortiguadores para disipar el rozamiento, y las pistas para tráfico rodado contarán con pantallas semitransparentes para ser protegidas de las ráfagas de viento.

Será un puente de gran capacidad comunicativa, pues contará con tres carriles de autovía por sentido para el tráfico rodado más dos vías férreas para el transporte metropolitano de la Bahía de Cádiz. 

Su construcción está siendo llevada a cabo por la UTE (Dragados y DRACE) con un presupuesto de unos 273 millones de euros. Su plazo de ejecución fué cifrado en 42 meses pero por diversos problemas económicos se está viendo muy retrasado. 

Estado de la obra en Junio 2014

A continuación y para terminar, os dejo una serie de vídeos que espero que sean de vuestro interés, pues ofrecen información que creo interesante.

Espero que les haya gustado este acercamiento a este tipo de construcciones. Su espectacularidad y complejidad hacen de estas auténticas obras de arte de la ingeniería. Sin lugar a dudas, hay que sentirse afortunado de tener cerca este tipo de "monumentos".

Disfruten de la semana, y ¡hasta la próxima!.

Manuel Fernández del Río.

Soil Nailing

Buenas tardes amigos,

Hoy, siguiendo la tendencia de estas semanas, inauguramos una nueva sección dedicada a mi otra pasión, la obra civil.
Mi intención es exponer en este área las técnicas mas utilizadas y a mi juicio interesantes que existen hoy día dentro de la Ingeniería Civil, así aprendemos y espero que disfrutemos todos.

Observando la imagen, ¿Sabrías el nombre de esta técnica y para que se utiliza?. Hoy abordaremos este tema, porque a parte de que me fascina, me parece útil conocer las cualidades de dicha técnica en constante expansión. 

El "Soil Nailing" o en nuestra lengua, "Suelo claveteado" nace de la evolución de varias técnicas de estabilización de taludes existentes hacia los primeros años de la década de los sesenta. La evolución de varias técnicas llevó a un conjunto de ellas a fusionarse en una sola y pasar a ser denominada como "Soil Nailing". Su primera aplicación está datada del año 1972 en un proyecto realizado en Versalles (Francia).

• ¿Para que sirve?

Observando la imagen puede deducirse fácilmente ¿no?. Es una técnica de refuerzo, y más concretamente de refuerzo de taludes. Básicamente buscamos que un talud no se derrumbe debido a las acciones exteriores.

• ¿Cómo?

Pues técnicamente hablando, mejorando la resistencia al corte de superficies con alta posibilidad de plastificación mediante bulonado. En otras palabras, armar el terreno con anclajes y unir estos mediante un muro de hormigón.

Dicha armadura es colocada en sondeos realizados previamente, rellenando posteriormente los mismos con mortero de inyección.

La operación se completa con la construcción de un parámetro vertical (muro) realizado normalmente en hormigón "gunitado" reforzado con malla de acero. La función de dicho muro es la de impedir el desmoronamiento del terreno entre los puntos de anclaje.

• Ventajas/Desventajas

- Claramente, el bajo costo de esta técnica unido a su rápida ejecución.

- No puede ser realizada bajo el nivel freático y deja de ser rentable en terrenos muy sueltos. 

• Experiencia propia:

Tuve mi primer contacto durante mi estancia en Francia, cuando visitamos la construcción de un tramo de autovía. Allí habían tenido que reforzar un talud debido a dos cosas: La escorrentía existente y la existencia de una gran estructura adyacente. 

Pero fue en mi ciudad, Huelva, donde tuve la oportunidad de contemplar el sustento de un "cabezo" natural mediante esta técnica. Dicho proyecto supuso un gran paso adelante en la conservación de dicho entorno, pues el problema existente era el constante derrumbe del mismo.

 Primera fase: Las obras parten desde la parte superior hacia abajo

Fase final: Muro de contención realizado, ha desaparecido el terraplén para maquinaria y podemos ver claramente el sistema de anclajes realizados.

Hoy día, dicha técnica es estudiada en toda escuela técnica, pues su puesta en obra es bastante común a la vez que útil. La aplicación de nuevos materiales y la búsqueda constantes de nuevos usos, hacen de ella una aplicación moderna y polivalente. 

En mi opinión, uno de los mayores aciertos dentro de la ingeniería base, puesto que une dos campos muy importantes, "Mecánica del Suelo" y " Ciencia de los Materiales".  

Gracias a la web de Terratest por estos vídeos.

Un saludo y ¡gracias!.

Manuel Fernández del Río.