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Víctor Yepes Piqueras
LICENCIA
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Curso gratuito MOOC: Encofrados y las cimbras en obra civil y edificación
Acerca de este curso MOOC de la UPV
Este es un curso básico de construcción de obras civiles y de edificación con encofrados y cimbras organizado y avalado por la Universitat Politècnica de València. Es un curso que no requiere conocimientos especiales y está diseñado para que sea útil a un amplio abanico de profesionales con o sin experiencia, estudiantes de cualquier rama de la construcción, ya sea universitaria o de formación profesional. Además, el aprendizaje se ha escalonado de modo que el estudiante puede profundizar en aquellos aspectos que más les sea de interés mediante documentación complementaria y enlaces de internet a vídeos, catálogos, etc.
En este curso aprenderás las distintas tipologías y aplicabilidad de los encofrados y las cimbras utilizados en obras de ingeniería civil, de edificación y en la industria del prefabricado. Se índice especialmente en la comprensión del empuje del hormigón fresco sobre los encofrados, en los aspectos relacionados con la seguridad en los trabajos de cimbrado, descimbrado, encofrado y desencofrado. Se estudia con detalle el cimbrado y descimbrado de plantas sucesivas en edificación y se abordan los encofrados y cimbras empleados en puentes, túneles, estructuras en altura, edificios, entre otros: encofrados telescópicos, trepantes, deslizantes, encofrados túnel, cimbras autolanzables, cimbras autoportantes, etc.
El contenido del curso está organizado en 4 módulos, cada uno con 4 secuencias de aprendizaje que permiten, con una dedicación menor a una hora diaria, aprender los aspectos básicos de los encofrados y las cimbras. Cada semana se trabaja un módulo, teniendo el curso una duración estimada de un mes.
El inicio del curso es el 12 de junio de 2018, y la finalización, el 9 de julio de 2018. La inscripción la puedes realizar en el siguiente enlace: https://www.upvx.es/courses/course-v1:IngenieriaDeLaConstruccion+encofrados+2018-01/about
Lo que aprenderás
Al finalizar el curso, los objetivos de aprendizaje básicos son los siguientes:
- Comprender la utilidad y las limitaciones de las estructuras auxiliares (encofrados y cimbras) en la construcción de obras civiles y de edificación
- Evaluar y seleccionar el mejor tipo de encofrado y cimbra necesario para una construcción en unas condiciones determinadas, considerando la economía y la seguridad
Programa del curso
- ¿Qué hacer antes de empezar a construir una estructura de hormigón?
- Oficios perdidos en la historia actual de España: el encofrador
- ¿Qué son y para qué sirven los encofrados?
- Elementos auxiliares y funcionalidad de los encofrados
- Clasificación de los sistemas de encofrado
- Medidas de seguridad durante el desencofrado
- Empuje del hormigón fresco sobre un encofrado
- Métodos de cálculo del empuje del hormigón fresco
- Encofrado prefabricado para pilares
- Construcción de un forjado reticular
- Mesas encofrantes o sistemas pre-montados
- Construcción mediante encofrados túnel
- Moldes para hormigón prefabricado
- Mesas basculantes para la fabricación de paneles prefabricados
- Encofrados trepantes
- Encofrados deslizantes
- Carros de encofrado para túnel
- Carros de encofrado para construcción de puentes por avance sucesivo
- Clases de diseño de cimbras según la norma UNE-EN 12812
- Cimbrado, recimbrado, clareado y descimbrado de plantas consecutivas
- Precauciones específicas relativas al montaje y desmontaje de cimbras y encofrados
- Cimbras y encofrados hinchables
- Componentes de una cimbra montada con elementos prefabricados
- Precauciones para el montaje de la cimbra de un puente
- Cimentación de la cimbra de un puente losa
- Cimbras cuajadas en la construcción de puentes
- Cimbras porticadas en la construcción de puentes
- Definición de cimbra autolanzable
- Clasificación de las cimbras autolanzables
- Cimbra autolanzable frente a otros procedimientos constructivos
- Parámetros para seleccionar una cimbra autolanzable
- Elementos de una cimbra autolanzable
- Construcción de puentes mediante autocimbra bajo tablero
- Construcción de puentes mediante cimbra autolanzable sobre tablero
- Construcción de puentes mediante lanzador de vigas
- Construcción de puentes por dovelas mediante cimbras autoportantes
- Construcción de puentes arco con armaduras rígidas (autocimbras)
Conozca al profesor
Catedrático de Universidad. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Universitat Politècnica de València
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos (1982-1988). Número 1 de promoción (Sobresaliente Matrícula de Honor). Especialista Universitario en Gestión y Control de la Calidad (2000). Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Sobresaliente “cum laude”. Catedrático de Universidad en el área de ingeniería de la construcción en la Universitat Politècnica de València. Su experiencia profesional se ha desarrollado fundamentalmente en Dragados y Construcciones S.A. (1989-1992) como jefe de obra y en la Generalitat Valenciana como Director de Área de Infraestructuras e I+D+i (1992-2008). Ha sido Director Académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (2008-2017), obteniendo durante su dirección la acreditación EUR-ACE para el título. Profesor Visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Investigador Principal en 5 proyectos de investigación competitivos. Ha publicado 81 artículos en revistas indexadas en el JCR. Autor de 8 libros, 22 apuntes docentes y más de 250 comunicaciones a congresos. Ha dirigido 12 tesis doctorales, con 4 más en marcha. Sus líneas de investigación actuales son las siguientes: (1) optimización sostenible multiobjetivo y análisis del ciclo de vida de estructuras de hormigón, (2) toma de decisiones y evaluación multicriterio de la sostenibilidad social de las infraestructuras y (3) innovación y competitividad de empresas constructoras en sus procesos.
Hormigonado con cubilote
Un cubilote es un equipo de trabajo consistente en un recipiente en forma de tronco de cono invertido de chapa de acero, que se llena generalmente de hormigón y que, guiado por una grúa, permite hormigonar zonas de difícil acceso o transportar a las mismas diferentes materiales.
Esta forma de colocar el hormigón requiere el uso de una grúa y/o un blondín. Se llena el recipiente a pie de camión u hormigonera y una vez transportado por la grúa, y suspendido de ella a poca distancia en vertical del sitio a hormigonar, se abre la compuerta inferior vertiéndose la masa fresca en su emplazamiento.
La capacidad de los cubilotes puede tener una gran variación entre 0,5 m3 a 4 m3, en función del tipo de aplicación. La consistencia seca del hormigón no se adapta bien a este sistema de puesta en obra.
Os dejo a continuación un par de vídeos para que veáis cómo se coloca el hormigón con este equipo. Espero que os gusten.
Referencia:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Altura crítica de una excavación sin entibación
En numerosas ocasiones se plantea en obra la necesidad de entibar una excavación, especialmente cuando la profundidad sobrepasa 1,20 m. Para ello os dejo una formulación basada en la teoría de Rankine donde se calcula la altura crítica anulando el empuje activo del terreno. Como veréis, esta altura solo se puede conseguir con terrenos cohesivos donde no exista nivel freático. También os dejo un par de cuadros donde aparece la resistencia a compresión simple de terrenos cohesivos y una tabla con ángulos de inclinación y pendientes de taludes en función del terreno y de la presencia de agua. Debo advertir que cuando se hace uso de tablas, normalmente se trata de modelos simplificados que, en no pocas veces, sobredimensionan enormemente los fenómenos analizados. Por eso siempre aconsejo realizar un cálculo con datos fiables para contrastar.
Referencias:
Bomba de hormigón con sistema de válvulas de corredera plana
Además de la bomba de hormigón de pistones de trompa, también es posible encontrar bombas con un sistema de corredera plana para impulsar el hormigón. En ambos casos, son sistemas de doble pistón, conectados por una válvula. Ambos pistones provocan un movimiento alternativo que genera una especie de lingote de hormigón en estado fresco que se impulsa a una presión casi constante.
Trenes de rodaje de orugas
En las máquinas de cadenas u orugas, las ruedas motrices, en vez de apoyar en el suelo, están dentadas y engranan con los casquillos que articulan entre sí los eslabones que forman las cadenas. Por el exterior de cada eslabón se atornilla una zapata, que es lo que apoya y se agarra al suelo. De esta forma, al girar las ruedas motrices, gracias a su engranaje en las cadenas, va avanzando con el vehículo por encima de los carriles continuos formados por los eslabones de cada cadena y que constituyen el verdadero camino constantemente echado, pisado, recogido y vuelto a echar delante, por el que rueda el tractor. Como las zapatas pueden llevar en el exterior garras para afianzarse al suelo, descansando todo el peso sobre las cadenas, la adherencia y agarre son los más completos posible, por lo que estos vehículos son los más adecuados para marchar por todo terreno.
Los dientes de las ruedas motrices (normalmente situadas detrás) van recogiendo los eslabones de la cadena que se vuelven al suelo sobre las ruedas conductoras o guiadoras (situadas en el otro extremo de la oruga) que no son dentadas ya que su única misión es guiar las cadenas de nuevo al suelo, tendiéndolas continuamente delante del tractor a modo de camino de carriles para éste. El eje motriz se apoya sobre un bastidor lateral (uno a cada lado) el cual se apoya sobre la cadena por intermedio de unos rodillos situados entre la rueda cabilla (motriz) y la rueda guía.
En el vídeo que os presento a continuación podemos ver cómo se construyen las cadenas de un tractor de orugas.
En este otro tenéis la animación del funcionamiento de un tren flexible.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Geofísica aplicada a la ingeniería civil
Uno de los problemas que afecta a la ingeniería civil y otras disciplinas es conocer una o varias características y propiedades del subsuelo. Para ello se emplea la ciencia de la geofísica.
La geofísica es una ciencia aplicada que estudia los fenómenos naturales de nuestro planeta desde el punto de vista físico y matemático. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra.
Originalmente fue desarrollada como un método efectivo para la prospección del petróleo y otros depósitos minerales, pero actualmente tiene aplicaciones específicas en el campo de la ingeniería civil.
Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos,magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).
Os dejo una presentación interesante sobre la aplicación de la geofísica a la ingeniería civil. Espero que os guste.
Precauciones para el montaje de la cimbra de un puente
La cimbra es una estructura provisional que requiere su propio proyecto y cálculo, con una especial atención a las hipótesis de carga y los detalles de diseño y montaje. No son extraños los accidentes, especialmente con las cimbras diáfanas, por no existir un proyecto adecuado. Dicho proyecto y las operaciones de montaje y desmontaje de estos elementos suele depender de una empresa especializada. Se debe exigir que la cimbra sea estable, especialmente a pandeo y que las deformaciones previstas se puedan compensar con las contraflechas necesarias.
Muchos problemas en las cimbras se encuentran en el punto de encuentro entre las torres y el encofrado, pues esta transición no está normalizada. El encuentro consta de varios niveles de perfiles o tablones apoyados sobre horquillas que, normalmente, no son solidarias con el husillo que las soporta, lo cual puede provocar inestabilidad si no se monta adecuadamente. Un ejemplo son las cargas excéntricas sobre los husillos provocada por la colocación inclinada de los perfiles originada por la pendiente del tablero, que muchas veces no se consideran en el cálculo. Otra circunstancia no contemplada en los cálculos puede ser el mal reparto de las cargas en las patas de las torres por una mala colocación de los perfiles o los tablones. Todo ello lleva a que se tengan que adoptar coeficientes de seguridad elevados, normalmente de 2 cuando las condiciones de montaje son muy estrictas, e incluso de 3, tal y como propugna la norma ACI.
Otros aspectos de gran importancia son el arriostramiento horizontal e inclinado de las torres para evitar el pandeo y para resistir las cargas horizontales. Además, una cimentación de las torres sobre tablones mal asentados o poco rígidos incrementa significativamente el asiento diferencial y el consiguiente incremento de carga no previsto en alguno de los apoyos.
Os dejo a continuación un vídeo de una cimbra cuajada T-60 y ENKOFORM HMK – ULMA. Espero que os guste la animación.
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¿Cuánto polvo levanta un dúmper al circular por una pista sin pavimentar?
En un post reciente hemos analizado las emisiones de polvo producidas al cargar un dúmper. Siguiendo esa línea os pasamos ahora un objeto de aprendizaje similar en el que se analiza el polvo que se levanta al circular un dúmper por una pista sin pavimentar. Este objeto está pensado para que nuestros alumnos traten de entender cómo varían las emisiones de polvo cuando un dúmper circula por una pista sin pavimentar, en función del contenido de limo en el material de la superficie de rodadura, de la velocidad y peso medio del dúmper, del número de neumáticos y del número de días secos anuales. Espero que os resulte útil. (más…)Moldes para hormigón prefabricado
El molde es el elemento que contiene al hormigón fresco, respondiendo su diseño a las exigencias de las piezas que se van a prefabricar. Se exige que los moldes presenten la máxima calidad posible para garantizar la precisión dimensional, la estabilidad, la versatilidad para adaptarse a otras formas, que sean fáciles de usar y durables. Por tanto, los moldes deben mantener su integridad durante el vertido del hormigón y en la aplicación del pretensado, si lo hubiese.
Los moldes deben reutilizarse el máximo número de veces posible, sin que ello suponga una merma en la calidad, por la repercusión económica que presenta en el producto final. La reutilización se puede realizar con piezas diferentes, aunque es deseable que se mantenga la tipología, cambiando en este caso sólo la longitud o la altura con pequeñas modificaciones. Suelen disponerse en horizontal y de forma continua, aunque también es posible disponerlos en algunos casos en vertical (en batería).
Los moldes suelen ser de acero, pues permite alargar el número de usos y adaptarse a la geometría necesaria. Estos moldes son fáciles de transportar y reubicar dentro de la planta. De hecho, los moldes suelen llenar las plantas de fabricación y a veces es un verdadero problema ubicarlos para facilitar las maniobras y el resto de actividades sin que molesten. El problema que pueden presentar es la corrosión del acero, que puede atenuarse con aditivos inhibidores de la corrosión y con un buen agente desencofrante.
Con todo, también existen moldes de otros materiales como el polietileno expandido, que son desechables. Este material es ligero, barato y permite ahorros de tiempo, aunque su uso está muy centrado en piezas ornamentales. También es cierto que este tipo de materiales, junto con otros como el poliéster o la fibra de vidrio, permite reducir la disipación del calor interno durante el fraguado, lo que permite acelerar el proceso de curado.
Por tanto, una forma de acelerar el curado es usar moldes de acero calefactados. En ellos se permite un aporte de energía que garantice una temperatura fija o una curva de temperatura de curado adecuada a la reacción química interna del hormigón. Los moldes de acero también pueden ser “autorresistentes” en el caso de piezas pretensadas, donde el propio molde puede contener los elementos de anclaje de las armaduras activas, sirviendo de bancada de pretensado.
También los moldes pueden disponer de un sistema de vibradores laterales o internos, de forma que se permita eliminar las burbujas de aire y mejorara la distribución de los áridos. Sin embargo, estos vibradores no se utilizan en el caso de emplear hormigón autocompactante. Además, como puede verse en la figura inferior, los moldes suelen presentar unas plataformas y accesos laterales para facilitar el acceso seguro de los operarios.
Con el uso repetido de los moldes, éstos se deforman, pierden sección y cogen holguras en sus fijaciones. Todo ello perjudica la calidad de las piezas, por lo que resulta de gran importancia disponer de un buen plan de control y mantenimiento de estos moldes. De todas las operaciones, hay que cuidar la limpieza tras el uso. En el caso de elementos de gran longitud, hay que cuidar la alineación del conjunto del molde y su inmovilización para mantener la pieza dentro de las tolerancias exigidas.
En el siguiente vídeo, de Vifesa Fabricados Industriales, podemos ver moldes modulares para el prefabricado de marcos de hormigón de distintos tamaños.
Compactación del hormigón por centrifugación
El sistema de compactación por centrifugación se basa en el aprovechamiento de la fuerza centrífuga a la que son sometidos los propios componentes del hormigón, al aplicarles un movimiento de rotación. Por su fundamento físico el sistema de centrifugación resulta apropiado para fabricar piezas huecas de hormigón con forma cilíndrica (tubos, pilotes huecos, etc.).
Para ello se utilizan moldes giratorios completamente impermeables en cuyo interior es introducido el hormigón. Los moldes giran horizontalmente, bien solidariamente a un eje horizontal, o apoyados sobre un sistema de rodillos, con una velocidad proporcionada a la dimensión del tubo y progresivamente mayor a medida que avanza el proceso.
Durante el giro (ver figura) sobre cada punto actúan el peso del material P = mg y la fuerza centrífuga Fc = m rω2
En el caso en que m rω2< mg en la posición M el propio peso del material lo hará caer hacia la parte inferior del molde de manera que sólo se producirá la compresión del hormigón, cuando:
m rω2> m g
Se tiene así que el cuadrado de la velocidad de rotación debe ser inversamente proporcional al radio de la pieza y que además para que el proceso de compactación sea efectivo su valor ha de ser netamente mayor que el valor mínimo g/r.
Como se observa en la figura anterior, la resultante de las fuerzas que actúan sobre el material son variables en función de su posición: máxima en N y mínima en M. Pero en la práctica esto no afecta a la compactación, dada la velocidad de giro que desplaza al material durante el proceso de fabricación a una velocidad lineal de 10 a 25 m/s.
Durante todo el tiempo que gira la pieza, sobre todo en piezas de gran tamaño, la velocidad no se mantiene constante. Al principio mientras se carga el hormigón, la velocidad es reducida (≈ l/10 de Vmáx) y una vez se ha terminado la distribución del material se va acelerando poco a poco hasta llegar a la máxima velocidad. El tiempo que dura el giro de la pieza (entre dos y veinte minutos) debe ajustarse al espesor del tubo, sin exceso para evitar segregación en el hormigón. Con este fin, si los tubos son de gran espesor la compactación se suele hacer por capas sucesivas.
La impermeabilidad del molde debe ser la máxima posible para evitar la fuga del agua de amasado durante la centrifugación. Con la pérdida de agua se pierde también una parte de finos que puede afectar a la estanqueidad y al buen acabado superficial que es característico en las piezas compactadas por este sistema.
Los áridos deben ser de la misma composición y de tamaño inferior a 15 mm. La propia fuerza centrífuga al ser proporcional al peso de los áridos, da lugar a su clasificación por capas: los más gruesos son impulsados con más fuerza hacia el exterior y los más finos se sitúan en el interior. El efecto de este reparto es que en el exterior del tubo el hormigón adquiere una mayor resistencia, mientras en el interior la abundancia de finos proporciona una excelente impermeabilidad.
El hormigón debe verterse en el molde antes de que se inicie su fraguado con una consistencia plástica o blanda; no es conveniente que sea más fluido, ya que aparte de bajar la resistencia, la compresión del material durante la centrifugación es menor. Al final del proceso la consistencia es seca.
La impermeabilidad del molde debe ser la máxima posible para evitar la fuga del agua de amasado durante la centrifugación. Con la pérdida de agua se pierde también una parte de finos que puede afectar a la estanqueidad y al buen acabado superficial que es característico en las piezas compactadas por este sistema.
Os dejo algunos vídeos explicativos sobre el tema.
También os dejo un vídeo donde se explica la fabricación de pilotes de sección circular.
Referencia:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.