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Introducci贸n a la Perforaci贸n Horizontal Dirigida (PHD)

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.
18 julio, 2016
 
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Zanjas y entibaciones

090716163558_BOX-2_1En los trabajos ejecutados聽en zanjas se producen frecuentemente聽accidentes graves o mortales debidos al聽desprendimiento de tierras. Podemos聽considerar, con car谩cter general, peligrosa toda excavaci贸n que, en terrenos corrientes, alcance una profundidad de 0,80 m y 1,30 m en terrenos consistentes.

El Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos T茅cnicos de Madrid nos ofrece el siguiente documento (enlace) donde se definen聽las l铆neas generales de las medidas de seguridad y procedimientos de trabajo, que garanticen la seguridad de los trabajadores que tienen que llevar a cabo labores en el interior de zanjas y pozos, haciendo hincapi茅 en los sistemas de entibaci贸n, como garantes de la estabilidad de las paredes de la excavaci贸n. Otro documento de inter茅s es el聽NTP 278: Zanjas: prevenci贸n del desprendimiento de tierras, del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.

A continuaci贸n os presento un v铆deo del profesor Jos茅 Ram贸n Ruiz, de la UPV, donde se explican los conceptos b谩sicos de las entibaciones y las diferencias entre entibaciones cuajadas, entibaciones semicuajadas y entibaciones ligeras.

聽En este v铆deo podemos ver alguna de las recomendaciones m谩s importantes relacionadas con la seguridad en la ejecuci贸n de zanjas y entibaciones.

 

 

12 abril, 2015
 
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Pantallas de tablestacas arriostradas con tirantes

http://www.ischebeck.es/home/tablestacado/tirantes-es.html

A veces resulta ventajoso el uso de tablestacas arriostradas con tirantes respecto a las arriostradas mediante perfiler铆a met谩lica cuando no existen obst谩culos en la excavaci贸n y puesta en obra en el interior del recinto o zanja.

En este caso, es posible alcanzar profundidades elevadas de excavaci贸n sin necesidad de perfiles o codales. Es ideal para zanjas que necesiten arriostramiento y sirvan para colocar tubos en tramos de gran longitud, imposibles de colocar con la existencia de codales. Asimismo, su uso estar铆a recomendado cuando fuese necesario realizar la excavaci贸n en m谩s de una fase, para realizar el montaje de los tirantes y la viga de atado.

Este arriostramiento se realiza normalmente con tirantes formados por barras de acero macizas. Estos tirantes limitan las deformaciones en las pantallas. Adem谩s, todo este material (tablestacas principal y trasera, tirantes y piezas auxiliares) es recuperable.

Uno de los condicionantes del procedimiento constructivo, tal y como se ve en la figura anexa, es la necesidad de espacio en obra para colocar una pantalla de tablestacas trasera a la principal de forma que sea capaz de transmitir al terreno la reacci贸n en el arriostramiento, al estar ambas pantallas conectadas por dichos tirantes.

http://www.ischebeck.es/home/tablestacado/tirantes-es.html

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcci贸n de cimentaciones y estructuras de contenci贸n. Colecci贸n Manual de Referencia. Editorial Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 202聽pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

2 agosto, 2014
 
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Montaje de tubos prefabricados de hormig贸n

Colocaci贸n de tuber铆a. Gadea Hermanos.

Una de las unidades de obra m谩s habituales en obras de ingenier铆a civil es la instalaci贸n de tubos prefabricados de hormig贸n. Para ello se realizan zanjas de una profundidad m铆nima que permita la protecci贸n de las tuber铆as de los efectos del tr谩nsito y de las cargas exteriores, as铆 como de las variaciones t茅rmicas. La anchura de la zanja ser谩 la necesaria para que los operarios trabajen en buenas condiciones. Como norma general, se dejar谩 un espacio m铆nimo de 0.30 m. a cada lado del tubo, medido entre la intersecci贸n del talud con la solera y la proyecci贸n sobre 茅sta del ri帽贸n del tubo. El talud de las paredes de la zanja depende del tipo de terreno. El valor m铆nimo, propio de terreno rocoso, ser谩 el talud 1/10, y se recomienda para terrenos normales, el talud 1/5. Los tubos no se apoyar谩n directamente sobre la rasante de la zanja, sino sobre camas. Para la ejecuci贸n de la cama de hormig贸n (m谩s…)

27 mayo, 2014
 
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Sistema de entibaci贸n con gu铆as deslizantes

Una forma de excavar zanjas en terrenos flojos a profundidades de 3-7 m o incluso m谩s, es el uso de entibaciones con gu铆as deslizantes. Se trata de reforzar la entibaci贸n con una estructura con gu铆as laterales que permite el deslizamiento de paneles de acero. Las planchas se deslizan con m铆nimas fuerzas sin golpes o sacudidas, incluso a gran profundidad. Adem谩s, se eliminan posibles problemas de asentamiento o desplazamiento de terreno tanto en la excavaci贸n como en la extracci贸n; la entibaci贸n no se acu帽a ni se atasca. Su gran flexibilidad permite su uso tanto en zonas de dif铆cil acceso como en amplias conducciones subterr谩neas.

Mediante el uso de paneles en planos distintos que los superiores, es posible lograr mayores profundidades y de dimensi贸n variable. Adem谩s, esto permite extraer los paneles inferiores sin mover los superiores, lo que involucra una gran eficiencia en el proceso de rellenos compactados.

Os dejo algunas gu铆as de distintas empresas que os pueden ser de utilidad: IguazuriIschebeckMecanotubo. Asimismo, os dejo algunos v铆deos explicativos, que espero os gusten:

 

 

30 marzo, 2014
 
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Entibaci贸n de zanjas mediante paneles met谩licos

Una entibaci贸n es un sistema constituido por elementos met谩licos (paneles) o de madera, acodalados entre s铆 mediante puntales, que se utilizan para evitar el desplome de las paredes verticales de las zanjas. Uno de los m茅todos de uso m谩s industrializado es el uso de paneles met谩licos como entibaci贸n. Existen varios tipos de entibaci贸n met谩lica: sistemas de cajones, sistemas con gu铆as deslizantes y bocas de acceso a pozos y c谩maras de apoyo. Veamos aqu铆 las caracter铆sticas generales. Se pueden usar paneles de acero o de aluminio, permitiendo profundidades de excavaci贸n de entre 6 y 3 m, respectivamente.

Tipos de entibaci贸n en funci贸n de la profundidad de zanja. Cortes铆a de Iguazuri

Aunque estos sistemas precisan de personal especializado en su montaje y desmontaje, los paneles met谩licos presentan claras ventajas en su utilizaci贸n:

鈥 Es posible la excavaci贸n de zanjas de diversas anchuras y profundidades, siendo independiente de la longitud de la tuber铆a a instalar
鈥 Sistema de muy f谩cil montaje y puesta en obra, empleando medios de elevaci贸n habituales
鈥 Es altamente resistente a los empujes del suelo
鈥 Aumento en la seguridad de los trabajos y menor utilizaci贸n de mano de obra respecto a otros procedimientos
鈥 Se puede reutilizar en numerosas ocasiones, con m铆nimo mantenimiento y larga vida 煤til
鈥 Ritmo de colocaci贸n de tuber铆as alto, puesto que la excavaci贸n y la entibaci贸n se realiza de forma simult谩nea
鈥 El extremo inferior de las entibaciones no llega hasta el fondo de la excavaci贸n, luego, al extraer la entibaci贸n no se altera la estructura de los rellenos laterales de los tubos, sin la consiguiente p茅rdida de homogeneidad y compactaci贸n de los rellenos
鈥 La extracci贸n es relativamente sencilla, incluso en presencia de suelos expansivos, pues es posible regular la separaci贸n entre los paneles; de esta forma, antes de extraerlos, se sueltan los puntales con lo que las presiones del suelo se relajan, permitiendo la extracci贸n de las entibaciones
鈥 Las entibaciones pueden, en forma segura, extraerse a medida que se efect煤a el relleno, por lo que se aseguran rellenos compactados de alta calidad

Os dejo algunos v铆deos sobre este procedimiento constructivo. Espero que os gusten:

(m谩s…)

26 marzo, 2014
 
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Ejecuci贸n de zanjas en el medio urbano

perforacion dirigidaSe puede definir una obra de zanja en zona urbana como el conjunto de operaciones de obra civil necesarias para albergar y disponer canalizaciones de servicios p煤blicos en suelo de dominio p煤blico.

La apertura de zanjas en medio urbano es, quiz谩s, una de las operaciones m谩s habituales de obra civil. Son obras de corta duraci贸n, de 谩mbito reducido y de frecuentes interferencias de todo tipo: otras canalizaciones, tr谩fico, etc. La sociedad urbana cada vez es m谩s sensible a las molestias que supone la apertura de zanjas en ciudades que generan colapsos circulatorios, ruido y suciedad. Estas zanjas sirven para todo tipo de canalizaciones: alcantarillado, agua potable, telecomunicaciones, electricidad y gas, entre otras muchas.

Se consideran zanjas superficiales las que (m谩s…)

10 diciembre, 2013
 
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驴Qu茅 se debe hacer para evitar accidentes en zanjas?

Barbaridad, se mire como se mire.

Una de las unidades de obra que m谩s vidas se cobra es la excavaci贸n de zanjas. Se entiende por zanja una excavaci贸n larga y angosta realizada en el terreno.聽 En los trabajos llevados a cabo en zanjas se producen con frecuencia accidentes graves o mortales a causa del desprendimiento de tierras. Por ello es necesario adoptar aquellas medidas que garanticen la seguridad de los trabajadores que tienen que llevar a cabo labores en el interior de las mismas . Con car谩cter general se deber谩 considerar peligrosa toda excavaci贸n que, en terrenos corrientes, alcance una profundidad de 0,80 m y 1,30 m en terrenos consistentes. Un buen monogr谩fico al respecto es el elaborado por el Instituto Vasco de Seguridad y Salud Laborales, o este otro del Instituto Regional de Seguridad y Salud en el Empleo, de la Comunidad de Madrid. Por su inter茅s, os recomiendo que os lo estudi茅is atentamente.

Evidentemente, con una buena entibaci贸n y el buen juicio y la prudencia de las personas. (m谩s…)

22 octubre, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia