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Perforaci贸n rotativa con tr茅panos triturantes o triconos

 

Tricono de dientes para formaci贸n blanda. Wikipedia

Tr茅pano es la herramienta de corte localizado en el extremo inferior de la sarta de perforaci贸n que se utiliza para cortar o triturar la formaci贸n durante el proceso de la perforaci贸n rotatoria. Actualmente los tr茅panos m谩s utilizados son los tr茅panos triturantes o triconos. Esta herramienta apareci贸 en 1910, sin embargo su utilizaci贸n masiva se introdujo cuando se perfeccionaron los equipos de rotaci贸n en la d茅cada de los 60. Este tipo de perforaci贸n al principio se utiliz贸 al principio en rocas blandas o de poca resistencia, pero actualmente estos sistemas ya son competitivos en rocas duras. Con este sistema de perforaci贸n se alcanzan buenos rendimientos, del orden de 60-100 m/turno, en profundidades de hasta 200 m. Se utiliza en ingenier铆a civil con di谩metros entre 100 y 300 mm. Sin embargo, estos l铆mites se superan, por ejemplo en perforaciones petrol铆feras, donde en Espa帽a se han superado los 4500 m de profundidad.

El principio de perforaci贸n se basa en dos acciones combinadas: (m谩s…)

22 septiembre, 2014
 
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Perforaci贸n con coronas

Elementos de la corona

Elementos de la corona

La perforaci贸n con corona es el m茅todo de sondeo m谩s difundido en el 谩mbito de la ingenier铆a civil, siendo imprescindible cuando se trata de extraer un testigo continuo en formaciones rocosas.

La zona de corte consta de la matriz, que es una aleaci贸n de distintas caracter铆sticas seg煤n el terreno a perforar y en la que se insertan los diamantes, y de un cuerpo principal, que da soporte a la matriz y sirve de uni贸n por roscado al varillaje. Si hay necesidad de extraer testigos, la matriz debe ser hueca (de corte anular) y en el caso contrario, maciza o ciega.

coronas de matriz maciza

Coronas de matriz maciza

La funci贸n de la corona es fragmentar la roca hasta dejarla en condiciones de ser extra铆da a la superficie. La eficacia de esta funci贸n, su precio y la duraci贸n (que depender谩 del desgaste) son los tres aspectos b谩sicos en su elecci贸n. Seg煤n la dureza y abrasividad del terreno la corona puede ser de widia o de diamantes.

Las coronas de widia son apropiadas para perforar rocas blandas o de dureza media. Est谩n compuestas por prismas octogonales de unos 15 mm de longitud, insertados en las zonas m谩s sobresalientes del perfil que forma el per铆metro de la corona. La widia (aglomerado de carburo de wolframio, tungsteno, molibdeno, cobalto y otros metales) es mucho m谩s resistente y menos sensible a la abrasi贸n que los aceros especiales, pero su costo es bastante m谩s elevado, aunque menor que el del diamante.

Coronas de widia

Coronas de widia

Las coronas de diamante se emplean en rocas muy duras y abrasivas, donde el r谩pido desgaste de las coronas de widia no compensar铆a la econom铆a obtenida en su compra.

Por la forma de fabricaci贸n y distribuci贸n de los diamantes, estas coronas puedes ser de inserci贸n o de concreci贸n.

  • En las coronas de inserci贸n los diamantes est谩n incrustados sobre la superficie de la corona de la que sobresalen en forma de casquete. El tama帽o de los diamantes es en estos casos de 10-80 p.p.q. (piedras por quilate: 1 quilate = 0,2 gramos).
  • En las coronas de concreci贸n, los diamantes son de bastante menor tama帽o (80-1000 p.p.q.), est谩n mezclados y distribuidos regularmente por la matriz.
Coronas de diamantes de inserci贸n

Coronas de diamantes de inserci贸n

Al cabo de cierto tiempo de utilizaci贸n, la corona no proporciona ya un avance aceptable por lo que es necesario su recambio. Ese momento puede medirse aproximadamente, cuando con la m谩xima carga sobre la corona, el avance es inferior a unos 2 cm/min. El intentar en estos casos mantener el rendimiento aumentando la carga podr铆a provocar la fractura de alg煤n diamante o de la matriz.

Os dejo unos v铆deos sobre el tema.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

21 septiembre, 2014
 
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Perforaci贸n de chimeneas mediante “Jaula Jora”

Jaula JoraUna chimenea es una excavaci贸n de dimensi贸n reducida y una inclinaci贸n superior a los 45潞. Son t铆picas en minar铆a y su longitud pueden superar los 100 m. Normalmente se utilizan para unir galer铆as de distinto nivel cerrando los circuitos de ventilaci贸n para el paso de mineral y est茅riles.

Un m茅todo para la excavaci贸n de chimeneas es el denominado “Jaula Jora”, que consiste en una m谩quina construida por Atlas Copco espec铆ficamente para este fin. Sus principales componentes son la plataforma de trabajo, la jaula de transporte, el mecanismo de (m谩s…)

20 septiembre, 2014
 
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Perforaci贸n horizontal helicoidal (horizontal auger boring)

La perforaci贸n horizontal con tornillo helicoidal (horizontal auger boring) es una tecnolog铆a sin zanja (trenchless) que se utiliza para instalar tuber铆as met谩licas o de hormig贸n de di谩metros entre 100 y 1500 mm en terrenos blandos sin bloques. La perforaci贸n se realiza mediante el corte de un eje broca equipado con bordes de corte tipo cincel. Los escombros se evacuan del tornillo sin fin a trav茅s de la tuber铆a y son conducidos hasta el inicio de la perforaci贸n. Esta tecnolog铆a permite instalaciones hasta de 240 m de longitud con control de direcci贸n en los 360潞 vertical y horizontal). Es un procedimiento muy 煤til en instalaciones bajo estructuras como v铆as de cualquier tipo, cuerpos de agua, edificaciones etc.

Os dejo algunos v铆deos para ve谩is su funcionamiento. El primero es una t茅cnica no guiada, el segundo, t茅cnica guiada.

聽Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

 

 

19 septiembre, 2014
 
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Perforaci贸n con h茅lice corta

H茅lice cortaCuando se trata de perforaciones de di谩metros elevados y la extracci贸n del material se realiza de forma discontinua, se utiliza la perforaci贸n con h茅lice corta (intermittent augering). Con este procedimiento se pueden abrir perforaciones de hasta unos 2,5 m de di谩metro y profundidades de hasta unos 50 m. El terreno debe ser lo suficientemente seco y cohesivo para evitar derrumbes en las paredes. En caso contrario, se deber铆a recurrir a la perforaci贸n con lodos y extracci贸n con cazo.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

18 septiembre, 2014
 
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Sondeos helicoidales

聽El sondeo a rotaci贸n con barrena helicoidal, maciza o hueca es un m茅todo a perforaci贸n a destroza en la que los materiales salen desmenuzados por la boca del sondeo. Se puede utilizar si el terreno es relativamente blando y cohesivo, y no se encuentran capas cementadas, gravas, o roca en toda la profundidad de realizaci贸n del sondeo. Si se emplea la barra helicoidal hueca, es posible la toma de muestras inalteradas y la realizaci贸n de ensayos “in situ” por el interior de la sonda.

Podemos destacar tres tipos fundamentales: h茅lice corta, h茅lice continua y cucharas auger. (m谩s…)

17 septiembre, 2014
 
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Construcci贸n de pavimento continuo de hormig贸n armado

Junta de pavimento continuo de hormig贸n. V铆a http://www.generadordeprecios.info/

Una alternativa al uso del aglomerado asf谩ltico en la construcci贸n de firmes de carreteras es el uso del hormig贸n. Los pavimentos continuos de hormig贸n armado, pretenden ofrecer聽 pavimentos confortables de hormig贸n, con muy pocas juntas de contracci贸n, en que es posible, para las solicitaciones de dise帽o (cargas, retracci贸n, y cambios de temperatura), prever su resistencia y controlar el agrietamiento como en cualquier otra estructura de hormig贸n armado, y cuyas ventajas son su seguridad, costo, y compatibilidad con un pavimento existente de mezcla bituminosa u hormig贸n en mal estado (no requiere su eliminaci贸n).

Algunas organizaciones promotoras del uso del cemento han editado publicaciones explicando las ventajas. Os dejo un v铆deo explicativo de IECA donde se explica c贸mo se contruye este pavimento. Espero que os guste.

Otro v铆deo sobre el mismo tema es el siguiente:

 

16 septiembre, 2014
 
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Fabricaci贸n de mezclas bituminosas en fr铆o

Mezcla en fr铆oLas mezclas en fr铆o pueden ser abiertas o densas. Las mezclas abiertas, las m谩s difundidas en Espa帽a por motivos econ贸micos, presentan un contenido de huecos superior al 25%, un bajo contenido de finos y un escaso contenido de f铆ller inferior al 2%. Las mezclas densas utilizan 谩ridos finos en su composici贸n, emplean como ligante una emulsi贸n de bet煤n puro y un contenido en huecos en mezcla, una vez compactada, menor del 10%. Seg煤n el contenido del ligante, las mezclas densas en fr铆o pueden clasificarse en aglomerados densos en fr铆o o grava-emulsiones.

Se pueden elaborar las mezclas abiertas en fr铆o mediante dos sistemas diferentes:

  • En plantas fijas muy simples, al no ser necesario el calentamiento de los 谩ridos, y puesta en obra con extendedora convencional.
  • Con mezcladores m贸viles sobre cami贸n que fabrican y extienden en un proceso continuo.

 

Las plantas fijas constan de los siguientes elementos:

  • Tolvas de dosificaci贸n volum茅trica de 谩ridos. Normalmente son tres tolvas, con un m铆nimo de dos.
  • Sistema de cintas transportadoras hasta el mezclador.
  • Dep贸sitos de ligante, con dosificaci贸n mediante bomba de paletas o engranajes y contador de vueltas o man贸metro.
  • Mezcladora continua, que suele ser de doble eje horizontal. Con una cuba de capacidad fija, el tiempo de permanencia o ciclo de amasado se regula mediante la inclinaci贸n sobre la horizontal del mezclador y la mayor o menor energ铆a de amasado por la velocidad de giro de las paletas.

 

Resulta curioso que en Espa帽a las t茅cnicas de aglomerado en fr铆o presentan una utilizaci贸n menor de la que debiera. Una reflexi贸n sobre el tema la pod茅is ver en el siguiente enlace del profesor Miguel 脕ngel del Val:聽http://nosolocarreteras.blogspot.com.es/2014/05/por-que-no-se-utilizan-mas-las-tecnicas.html.

Dejo algunos v铆deos al respecto. Espero que os gusten.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricaci贸n y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia. Ref. 749.

15 septiembre, 2014
 
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Elaboraci贸n de mezcla asf谩ltica

Una聽mezcla asf谩ltica, tambi茅n denominada aglomerado,聽en general es una combinaci贸n de un ligante hidrocarbonato聽y agregados minerales p茅treos. Las proporciones relativas de estos minerales determinan las propiedades f铆sicas de la mezcla as铆 como el rendimiento de la misma como mezcla terminada para un determinado uso.聽Las mezclas asf谩lticas se emplean en la construcci贸n de firmes, ya sea en capas de rodadura聽o en capas inferiores y su funci贸n es proporcionar una superficie de rodamiento c贸moda,聽segura y econ贸mica a los usuarios de las v铆as de comunicaci贸n, facilitando la circulaci贸n de聽los veh铆culos, aparte de transmitir suficientemente las cargas 聽debidas al tr谩fico a la聽explanada para que sean soportadas por 茅sta.聽Las mezclas asf谩lticas se utilizan en la construcci贸n de carreteras, aeropuertos, pavimentos聽industriales, entre otros. Sin olvidar que se utilizan en las capas inferiores de los firmes para聽tr谩ficos pesados intensos.

Estas mezclas asf谩lticas pueden ser en caliente, lo m谩s com煤n, o en fr铆o. Estas mezclas asf谩lticas pueden ser confeccionadas en plantas y con los equipos apropiados para esta labor. El proceso de fabricaci贸n de las mezclas asf谩lticas en caliente implican calentar el ligante y los agregados (excepto quiz谩s el polvo mineral de aportaci贸n) y su puesta en obra se realizar谩 a una temperatura muy superior a la ambiente (Pliego de Prescripciones T茅cnicas Generales PG-3, art. 542 y 543).

El tema da para mucho, pero el objeto de este post es introductorio. Os aconsejo que acud谩is a la web de la Asociaci贸n Espa帽ola de Fabricantes de Mezclas Asf谩lticas (ASEFMA). Os dejo a continuaci贸n un v铆deo a este tema de la elaboraci贸n de mezclas asf谩lticas. Se trata de un v铆deo meramente divulgativo, por lo que tiene alguna imprecisi贸n t茅cnica y de traducci贸n. As铆 y todo, espero que os guste.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricaci贸n y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia. Ref. 749.

13 septiembre, 2014
 
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Evoluci贸n hist贸rica de la fabricaci贸n de mezclas bituminosas

www.aecarretera.com

Los or铆genes de las mezclas bituminosas empleadas en firmes asf谩lticos se remontan a 1830, cuando el聽alquitr谩n聽se utiliza en algunos riegos superficiales en la pavimentaci贸n de carreteras. Sin embargo, los primeros aglomerados realizados in situ con alquitr谩n se ejecutaron hacia 1850 en algunas carreteras y v铆as urbanas del Reino Unido. A partir de ese momento la t茅cnica se desarrolla en paralelo con la iluminaci贸n con gas ciudad, en cuya fabricaci贸n se obtiene dicho ligante como subproducto. 聽En Espa帽a se pavimentan con alquitr谩n las zonas peatonales de la Puerta del Sol de Madrid entre 1847 y 1854.聽En torno a 1870, en Estados Unidos, se empiezan a utilizar mezclas fabricadas a partir de rocas asf谩lticas y de asfaltos naturales, si bien estos materiales ya hab铆an sido empleados en algunas pavimentaciones en Burdeos y Lyon en 1810. M谩s tarde como consecuencia del desarrollo de la industria del petr贸leo se comienza a emplear betunes de destilaci贸n.

A finales del siglo XIX el norteamericano C. Richardson sent贸 las bases de la tecnolog铆a de las mezclas bituminosas para pavimentaci贸n. Despu茅s de la I Guerra Mundial surge la industria de la fabricaci贸n en central de las mezclas bituminosas, aunque es despu茅s de la II Guerra Mundial cuando se produce un gran desarrollo tecnol贸gico de estos materiales, debido principalmente a las grandes necesidades de construcci贸n acelerada de pistas de aterrizaje militares. (m谩s…)

12 septiembre, 2014
 
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