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Maquinaria para sondeos y perforaciones


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http://www.treltec.com/

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Al igual que ocurre con cualquier procedimiento constructivo, la PHD tiene sus etapas de planificaci贸n, ejecuci贸n y control (Pellicer et al., 2014). El proceso de instalaci贸n de una tuber铆a o canalizaci贸n mediante PHD comienza con un estudio previo con el objeto de elegir la mejor m谩quina y 煤tiles para un caso concreto. Se incluye la topograf铆a de la zona y un estudio geot茅cnico que determine el tipo de terreno. No menos importante es detectar con precisi贸n los servicios existentes en el subsuelo mediante un georadar e incluso analizar rutas alternativas. A continuaci贸n se debe adecuar la zona de trabajo para el emplazamiento de los equipos, tanto en el inicio de la perforaci贸n como en la salida. No se debe subestimar la planificaci贸n. Por cada d铆a de trabajo de campo deber铆a dedicarse un m铆nimo de dos d铆as de planificaci贸n.

La etapa de estudios previos deber铆a centrarse en dos aspectos que se consideran fundamentales:

1. La naturaleza intr铆nseca del proceso de construcci贸n que implica:

  • El corte de las formaciones del suelo y su incorporaci贸n a los fluidos de perforaci贸n
  • El mantenimiento continuo y estable de las paredes de la perforaci贸n
  • El transporte del detritus suspendido en la mezcla para permitir la instalaci贸n de la tuber铆a

 

2. El trazado de la perforaci贸n, que deber谩 centrarse en el obst谩culo a cruzar, considerando especialmente las condiciones geot茅cnicas e hidrol贸gicas (ver Figura), as铆 como identificar el radio de curvatura de las barras de perforaci贸n y los esfuerzos m谩ximos admisibles.

Esquema

Figura. Esquema de perforaci贸n PHD. Fuente: Gu铆a T茅cnica Colombiana GTC 231

Os dejo a continuaci贸n un v铆deo explicativo que espero sea de vuestro inter茅s.

Referencias:

  • IbSTT Asociaci贸n Ib茅rica de Tecnolog铆a SIN Zanja (2013). Manual de Tecnolog铆as Sin Zanja.
  • Pellicer, E., Yepes, V., Teixeira, J.C., Moura, H.P., and Catal谩, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforaci贸n horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnolog铆as Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.
3 mayo, 2016
 

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Esquema de Perforaci贸n Horizontal Dirigida

Esquema de Perforaci贸n Horizontal Dirigida

La Perforaci贸n Horizontal Dirigida PHD (HDD, de su acr贸nimo en ingl茅s Horizontal Directional Drilling) para colocar nuevas tuber铆as sin zanja surgi贸 de la fusi贸n de las tecnolog铆as empleadas en la captaci贸n de agua y del petr贸leo. Resulta sorprendente descubrir que Leonardo da Vinci invent贸, en el siglo XV, la primera m谩quina de perforaci贸n horizontal que serv铆a para introducir tuber铆as de madera. La primera instalaci贸n con PHD se realiz贸 en 1971 con una tuber铆a de acero de 180 mm para cruzar el r铆o P谩jaro cerca de Watsonville, California. Hoy es una t茅cnica que se ha generalizado para franquear obst谩culos como r铆os, carreteras y zonas complicadas de atravesar mediante una excavaci贸n convencional. Tambi茅n se utiliza en las obras municipales para las conducciones de agua potable, gas natural, fibra 贸ptica, cableados el茅ctricos, alcantarillado y similares cuando hay que cruzar edificios o calles.

Figura. M谩quina de perforaci贸n horizontal ideada por Leonardo da Vinci, antes de 1495. Fuente: http://trenchless-australasia.com/

Figura. M谩quina de perforaci贸n horizontal ideada por Leonardo da Vinci, antes de 1495. Fuente: http://trenchless-australasia.com/

Lubrecht (2012) analiza las ventajas medioambientales de las t茅cnicas PHD usadas en la descontaminaci贸n de suelos. Sin embargo, Ariaratnam y Proszek (2006) recuerdan los desorbitantes costes legales por da帽os a terceros en los que est谩n incurriendo contratistas negligentes, tanto de PHD como de excavaci贸n tradicional. Ello obliga a sistemas muy precisos para detectar obst谩culos y otras conducciones para evitar accidentes y explosiones (Jaganathan et al., 2011).

El movimiento de perforaci贸n habitualmente se realiza en un plano horizontal que contiene longitudinalmente a la l铆nea de perforaci贸n, formada por la cabeza y la sarta de perforaci贸n. Al principio, con la t茅cnica PHD en desarrollo, s贸lo se instalaban tuber铆as a presi贸n y conductos de cables, sin que la inclinaci贸n fuera un par谩metro cr铆tico. Hoy las perforadoras cuentan con sistemas de guiado de alta precisi贸n que permiten colocar tuber铆as de gravedad.

Se podr铆a decir que la PHD es una t茅cnica a medio camino entre la perforaci贸n de topo de percusi贸n (impact moling) y el microtunelado. PHD proporciona un creciente n煤mero de opciones de instalaci贸n, pues la trayectoria de la perforaci贸n se puede cambiar en cualquier momento para sortear obst谩culos superficiales o subterr谩neos. Las instalaciones habituales utilizan di谩metros de 50 a 1200 mm y longitudes de hasta 2000 m. Si bien Allouche et al. (2000) indican que el 72% de las tuber铆as instaladas con PHD son de di谩metros menores o iguales a 100 mm. Los materiales de las tuber铆as suelen ser de polietileno de alta densidad (PEAD), cloruro de polivinilo (PVC), acero y hierro d煤ctil. La fuerza de tiro se emplea para clasificar los sistemas PHD, pues est谩 relacionado con el tama帽o de m谩quina necesario, el di谩metro del conducto a instalar y la longitud de perforaci贸n. Ariaratnam y Allouche (2000) proporcionan un buen compendio de recomendaciones y buenas pr谩cticas relacionadas con esta t茅cnica.

Os dejo a continuaci贸n un v铆deo explicativo que introduce la t茅cnica de la Perforaci贸n Horizontal Dirigida.

Referencias:

  • Allouche, E., Ariaratnam, S., and Lueke, J. (2000). Horizontal Directional Drilling: Profile of an Emerging Industry. Journal of Construction Engineering and Management, Volume 126, No. 1, pp. 68鈥76.
  • Ariaratnam, S. T., and Allouche, E. N. (2000). Suggested practices for installations using horizontal directional drilling. Practice Periodical on Structural Design and Construction, Volume 5, No. 4, pp. 142-149.
  • Ariaratnam, S. T., and Proszek, J. (2006). Legal consequences of damages to underground facilities by horizontal directional drilling. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, Volume 132, No. 4, pp. 342-354.
  • IbSTT Asociaci贸n Ib茅rica de Tecnolog铆a SIN Zanja (2013). Manual de Tecnolog铆as Sin Zanja.
  • Jaganathan, A. P., Shah, J. N., Allouche, E. N., Kieba, M., and Ziolkowski, C. J. (2011). Modeling of an obstacle detection sensor for horizontal directional drilling (HDD) operations. Automation in Construction, Volume 20, No. 8, pp. 1079-1086.
  • Lubrecht, M. D. (2012). Horizontal directional drilling: A green and sustainable technology for site remediation. Environmental Science & Technology, Volume 46, No. 5, pp. 2484-2489.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforaci贸n horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnolog铆as Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.
27 abril, 2016
 

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img1(15)Muchos servicios y canalizaciones se encuentran en zonas urbanas congestionadas. Su instalaci贸n, renovaci贸n o rehabilitaci贸n con m茅todos tradicionales de apertura de zanjas suponen grandes problemas e inconvenientes a la poblaci贸n. Las tecnolog铆as sin zanja (trenchless) son a menudo econ贸micamente m谩s efectivas que las tecnolog铆as de excavaci贸n con zanja (Yepes, 2014). Los plazos m谩s cortos de ejecuci贸n, una mayor calidad en la construcci贸n, un menor n煤mero de restricciones externas como el tr谩fico o el medio ambiente y la progresiva reducci贸n de costes, est谩 consolidando y extendiendo la tecnolog铆a de construcci贸n sin zanja a nivel mundial. Por ejemplo, Tighe et al. (2002) afirman que la vida de un pavimento flexible se reduce aproximadamente el 30% de si se le abre una excavaci贸n. Adem谩s, los costes de mantenimiento y rehabilitaci贸n de dicho pavimento se incrementan notablemente. Por otra parte, son t茅cnicas de bajo impacto ambiental pues evitan alteraciones en los biotopos naturales y en la afectaci贸n de la vida superficial. De hecho, Allouche et al. (2000) consideran que es el segmento de la industria de la construcci贸n de las tecnolog铆as sin zanja que m谩s est谩 creciendo. Cerca del 15% de las nuevas instalaciones subterr谩neas en Alemania se realizan con t茅cnicas sin zanja (Bayer et al., 2005). Ma y Najafi (2007) explican el acelerado desarrollo de estas t茅cnicas en China.

Os dejo a continuaci贸n un v铆deo explicativo sobre este tipo de tecnolog铆as, que espero os sea 煤til.

Referencias:

  • Allouche, E., Ariaratnam, S., and Lueke, J. (2000). Horizontal Directional Drilling: Profile of an Emerging Industry. Journal of Construction Engineering and Management, Volume 126, No. 1, pp. 68鈥76.
  • Bayer, H.J. (Editor) (2005). HDD Practice Handbook. Vulkan-Verlag, Essen, Germany
  • IbSTT Asociaci贸n Ib茅rica de Tecnolog铆a SIN Zanja (2013). Manual de Tecnolog铆as Sin Zanja.
  • Ma, B., and Najafi, M. (2008). Development and applications of trenchless technology in china. Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 23, No. 4, pp. 476-480.
  • Tighe, S., Knight, M., Papoutsis, D., Rodriguez, V., and Walker, C. (2002). User cost savings in eliminating pavement excavations through employing trenchless technologies. Canadian Journal of Civil Engineering, Volume 29, No. 5, pp. 751鈥761.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforaci贸n horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnolog铆as Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Excavaciones en zanja y en medio urbano. Hincas de tuber铆a, microt煤neles, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Maquinaria para sondeos y perforaciones    

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.

 

 

29 octubre, 2015
 

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http://radiotubo.blogspot.com.es/

Dentro del 谩mbito del aeropuerto de Madrid se encuentra el proyecto de oleoducto Torrej贸n-Barajas. La obra, realizada por Acciona, consiste en la construcci贸n del tramo 2 del oleoducto que abastece a la red de hidrantes del aeropuerto desde las instalaciones de almacenamiento que CLH dispone en Torrej贸n de Ardoz. La conducci贸n, de unos 5 km de longitud, consta de dos tuber铆as de acero de 24 pulgadas de di谩metro, dispuestas en diversas tipolog铆as constructivas, seg煤n los condicionantes de paso. Esta obra permite desmantelar los 13 tanques de queroseno del aeropuerto de Barajas, que almacenan m谩s de 70 millones de litros de queroseno.

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A continuaci贸n os dejo un v铆deo realizado por voxelstudios los procesos constructivos empleados para la construcci贸n del segundo tramo del Oleoducto Torrej贸n-Barajas diferenciando las tres tipolog铆as constructivas empleadas seg煤n los condicionantes de paso, zanja a cielo abierto, hinca horizontal y perforaci贸n horizontal dirigida.

29 septiembre, 2015
 
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Simba S7 D: Equipo de perforaci贸n de barrenos largos con martillo en cabeza. http://www.atlascopco.es/

La forma habitual de perforaci贸n de una roca a rotopercusi贸n es la perforaci贸n con martillo en cabeza. El principio de corte se basa en el impacto realizado en el exterior de la perforaci贸n de un pist贸n de acero sobre una barrena o varillaje, que a su vez transmite la energ铆a al fondo del taladro por medio del elemento final (boca) que fragmenta en esquirlas la roca. Para asegurar una secci贸n circular en el barreno, a cada golpe gira el 煤til para presentar a su corte nueva roca virgen en el fondo del barreno. Adem谩s, es preciso evacuar del barreno los detritus (barrido), lo que se consigue mediante insuflado de aire al fondo del taladro. Parte de la energ铆a del impacto se pierde en la transmisi贸n y en los cambios de secci贸n del varillaje, por lo que la velocidad de penetraci贸n de la perforaci贸n disminuir谩 con la profundidad del barreno.聽Es un sistema que conceptualmente es similar al barrenado manual, donde un operario golpea con una maza la cabeza de una barrena. (m谩s…)

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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…)

6 julio, 2015
 

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El Pilote CPI-8 es un聽 pilote perforado con barrena continua tipo h茅lice hasta la profundidad solicitada (“Continuous Flight Auger“, CFA). Se trata de un pilote muy usado en Espa帽a, siempre que tratemos con terrenos flojos, como arenas o arcillas. Se hormigona a trav茅s del n煤cleo de la barrena, mientras 茅sta se va extrayendo, para posteriormente colocar la armadura en hormig贸n fresco con el apoyo de un vibrador hidr谩ulico (lo cual implica una consistencia blanda del hormig贸n). La punta de la barrena queda introducida varios di谩metros dentro del hormig贸n durante su puesta en obra. Este procedimiento resulta muy interesante respecto a otras tipolog铆as en cuanto al tiempo de ejecuci贸n. Los di谩metros habituales son de 350 a 1200 mm.

Se recomienda una dosificaci贸n m铆nima de cemento de 380 Kg/m3 y un cono de 18 a 20 cm, con un 谩rido m谩ximo de 12 mm si es de cantera y 20 mm si es de gravera. Es muy importante garantizar una correcta bombealibidad del hormig贸n para introducirlo a trav茅s de la barrena.

El pilote CPI-8 presenta numerosas ventajas que hacen que sea una tipolog铆a muy empleada en cimentaciones profundas. Entre otras se pueden destacar las siguientes: (m谩s…)

5 mayo, 2015
 

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Topo de percusi贸n. http://www.groundforce.uk.com/

Topo de percusi贸n. http://www.groundforce.uk.com/

La perforaci贸n por compactaci贸n con聽topo de percusi贸n聽(impact moling聽o聽earth piercing): Consiste en una perforaci贸n por impacto empleada en la instalaci贸n de tuber铆a con tecnolog铆a sin zanja (trenchless). La perforaci贸n se realiza sin necesidad de desplazar el suelo (compaction boring). El proceso de perforaci贸n es independiente de la inserci贸n de la tuber铆a.

Se utiliza un dispositivo en forma de torpedo que contiene en su nariz un martillo de movimiento alternativo que provoca una fuerza de impacto que impulsa el torpedo hacia delante. Puede avanzar de聽7 a聽120聽cm por minuto. Tras el torpedo se inserta un cable que sirve para tirar de la tuber铆a que va a colocarse. Si el tubo es r铆gido, entonces se empuja a trav茅s de orificio abierto.

Pueden abrirse di谩metros de 30 a 180 mm en una sola operaci贸n, aunque con m煤ltiples pasadas pueden alcanzarse los 200 – 250 mm de di谩metro.聽Los martillos neum谩ticos de perforaci贸n horizontal son normalmente usados para distancias de entre 5 y 25 m.聽Este m茅todo聽requiere, aparte de los correspondientes planos actualizados de servicios, del acompa帽amiento de t茅cnicas indirectas de localizaci贸n de l铆neas de servicio y tuber铆as, como el georradar (GPR) y el detector electromagn茅tico de servicios, para evitar afectarlas durante la perforaci贸n.

Impact moling

Esquema de la perforaci贸n percusiva (impact moling)

Os dejo a continuaci贸n algunos v铆deos para que ve谩is c贸mo funciona este m茅todo.

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.

 

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http://greenhousescondo.com.ar

Seg煤n el Documento B谩sico SE-C Cimientos, del C贸digo T茅cnico de Edificaci贸n, el estudio geot茅cnico es el compendio de informaci贸n cuantificada en cuanto a las caracter铆sticas del terreno en relaci贸n con el tipo de edificio previsto y el entorno donde se ubica, que es necesaria para proceder al an谩lisis y dimensionado de los cimientos de 茅ste u otras obras. Existen m煤ltiples t茅cnicas de reconocimiento empleadas en la redacci贸n de un estudio geot茅cnico del terreno. Las t茅cnicas pasan desde una inspecci贸n visual b谩sica, por ejemplo para caracterizar un macizo rocoso), a t茅cnicas de campo o laboratorio.

Pod茅is consultar el siguiente documento realizado por聽Juan Herrera y Jorge Castilla, de la UPM: “Utilizaci贸n de t茅cnicas de sondeos en estudios geot茅cnicos“: 聽http://oa.upm.es/10517/1/20120316_Utilizacion-tecnicas-sondeos-geotecnicos.pdf

Tambi茅n os dejo el siguiente v铆deo realizado por el profesor Jos茅 Ram贸n Ruiz, de la UPV, donde se explican brevemente los conceptos b谩sicos del estudio geot茅cnico, as铆 como las t茅cnicas de reconocimiento m谩s empleadas. Espero que os sea 煤til.

 

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