jueves, 25 de marzo de 2010
sábado, 6 de marzo de 2010
SHOTCRETE EN CHILE
El uso del shotcrete se inicia en Chile con la construcción de las primeras centrales hidroeléctricas, específicamente en la central El Toro a principios de la década del setenta, proyecto que por ser unos de los primeros en adoptar esta tecnología, tuvo que superar algunos problemas durante su etapa inicial, ejemplo de ello fue el rechazo de los áridos gruesos del hormigón proyectado en túneles de contención de rocas y grandes superficies de las cavernas de máquinas, además de la escasa disponibilidad de equipamiento y mano de obra especializada. Superadas estas dificultades, el shotcrete se convirtió en un gran aliado para la construcción de este tipo de obras.
Esto, porque entre sus múltiples ventajas destaca que no requiere de moldaje y que la colocación es rápida y simple, posibilitando su uso en una amplia variedad de aplicaciones, como la estabilización de taludes y muros de contención; estanques de agua, piscinas y lagos artificiales; canales y drenajes; rehabilitación y refuerzo estructural; túneles, muelles, diques y represas, entre otros.
En Chile, su éxito tecnológico se trasladó rápidamente a proyectos de túneles y minería, como los túneles Lo Prado 1 y 2, Zapata 1 y 2, y El Melón; además de la red del Ferrocarril Metropolitano, Costanera Norte (bajo el Río Mapocho) y el túnel San Cristóbal, entre otras muchas aplicaciones.
Durante los primeros años, la aplicación se hizo por medio de vía seca, donde mediante presión de aire se impulsaba el material hasta la boquilla, donde a pocos centímetros de la salida se le inyectaba agua. Además, el hormigón se lanzaba manualmente.
En la actualidad, se ha masificado el sistema de vía húmeda, que ha introducido modificaciones en las mezclas y en su colocación, enfocadas principalmente a proteger al operador a partir del uso de equipos robotizados que lo mantienen alejado del frente de trabajo, disminuyendo los riesgos de accidentes y aumentando su rendimiento.
Gracias a estos avances y al fuerte desarrollo del shotcrete en ámbitos como la gran minería y las obras del Ferrocarril Metropolitano, Chile disfruta de un muy buen nivel, donde destaca el trabajo de empresas constructoras especializadas, que se mantienen a la vanguardia tecnológica.
A nivel de disponibilidad de equipos, en Chile se encuentran representadas las principales marcas del mundo; mientras paralelamente se diseñan y fabrican equipos robotizados de excelente calidad, los que incluso son exportados.
En este contexto, las obras realizadas con motivo de la construcción del Metro de Santiago han sido de vital importancia para el desarrollo e innovación del shotcrete en nuestro país, mientras se han visto ampliamente beneficiadas por su uso.
En este sentido, cabe destacar que el suelo de Santiago es de material fluvial y no de roca, lo que establece una diferencia en el sustrato que recibirá el hormigón, determinado el tipo de mezcla, las características de la aplicación, el tipo de reforzamiento estructural y las protecciones especiales para evitar accidentes.
Por otro lado, la existencia del shotcrete junto con las modernas técnicas para construir túneles, han permitido que gran parte de las líneas del Metro sean subterráneas. En este sentido, uno de los aportes sustanciales de esta tecnología es que permite construir revestimientos estructurales, debido a que el hormigón se refuerza con armaduras de acero, logrando estructura y terminación con un material de probada calidad.
Así las cosas, durante los últimos siete años se han mejorado los rendimientos de la construcción con shotcrete, aplicando el hormigón a una razón de 2,2 ml/día, en secciones de túneles de 7 metros de diámetro. Por otro lado, en las cavernas de las estaciones se han llegado a aplicar 55 cm. de espesor de recubrimiento estructural de hormigón, con lo que se logran diseños más diversos y particulares; y más extensos en superficies, los que además cumplen con los requerimientos de interconectividad que demandan los nuevos diseños de transporte urbano en Santiago.
Con todo, el mercado chileno necesita capacitar y certificar las competencias de los trabajadores que aplican el hormigón, y establecer un estándar que sirva de referencia para las distintas aplicaciones del shotcrete.
Para esto, en el Instituto del Cemento y el Hormigón (ICH) se ha formado un comité que está trabajando en esa línea, basado en la experiencia nacional y extranjera, y la participación de todos los actores que intervienen en este tipo de obras. Se estima que ha mediados del presente año se podrá ofrecer tanto cursos de capacitación y entrenamiento en obra como certificación de competencias laborales para los trabajadores.
* Renato Vargas es Jefe del Área Educación, Capacitación y Certificación delInstituto del Cemento y del Hormigón de Chile (ICH)
miércoles, 3 de marzo de 2010
El ACI (American Concrete Institute) define el concreto lanzado como un mortero o concreto transportado a través de una manguera y proyectado neumáticamente a alta velocidad sobre una superficie. Dicha superficie puede ser concreto, piedra, terreno natural, mampostería, acero, madera, poliestireno, etc. A diferencia del concreto convencional, que se coloca y luego se compacta (vibrado) en una segunda operación, el concreto lanzado se coloca y se compacta al mismo tiempo, debido a la fuerza con que se proyecta desde la boquilla.
Si la mezcla que se va a lanzar cuenta sólo con agregados finos, se le llama mortero lanzado, y si los agregados son gruesos se le denomina concreto lanzado. Por otra parte, el concreto con agregado fino es conocido como gunite, y cuando incluye agregado grueso, como shotcrete, aunque también se llama gunite al concreto lanzado por la vía seca, y shotcrete al concreto lanzado por la vía húmeda. .
Usos
De acuerdo con el ACI, Cemex y Lanzacreto, éstos son actualmente los usos y aplicaciones más comunes del concreto lanzado:
Estabilización de taludes y muros de contención
Cisternas y tanques de agua
Albercas y lagos artificiales
Rocas artificiales (rockscaping)
Canales y drenajes
Rehabilitación y refuerzo estructural
Recubrimiento sobre panel de poliestireno
Túneles y minas
Muelles, diques y represas
Paraboloides, domos geodésicos y cascarones
Concreto refractario para chimeneas, hornos y torres
Salvador Uribe Aldana, director de Lanzacreto -empresa especializada en la aplicación del concreto lanzado desde 1978-, al referirse a las ventajas que ofrece el concreto lanzado, dice que, entre otras, evita la colocación de cimbras y tiras de corte; permite el diseño de formas libres; presenta baja permeabilidad, alta resistencia, adhesividad y durabilidad; disminuye las grietas por temperatura; puede dársele cualquier acabado y coloración; su técnica permite el acceso a sitios difíciles (pueden alcanzarse hasta 300 m horizontales y 100 m verticales) y, además, su empleo es ideal para estructuras de pared delgada.
Por lo anterior, Uribe Aldana considera que la demanda ha crecido más que la oferta -en México existen alrededor de 12 empresas dedicadas al concreto lanzado-. "A pesar de las crisis que ha sufrido la industria de la construcción en México en los últimos años, el sector del concreto lanzado es algo tan especializado -y muchas veces la única solución a problemas de ingeniería- que hay varios proyectos durante el año que permiten mantenerse ocupado", dice.
Para realizar un trabajo exitoso de concreto lanzado, el entrevistado recomienda, antes que nada, tener una buena planeación así como contar con especificaciones, material y equipo adecuados, personal capacitado, supervisión, inspección y pruebas de laboratorio, las cuales difieren de las usadas en el concreto convencional.
Para poder asegurar la calidad de un trabajo de concreto lanzado, se deben considerar los siguientes puntos:
Diseño adecuado de la mezcla: especificar resistencia a la compresión, proporción de cemento, agregados, agua, aditivos, fibras, etcétera
Preparación de la superficie sobre la que se va a lanzar: debe estar libre de polvo, aceite, agua y materiales extraños sueltos
Mezclado de materiales de acuerdo con el diseño
Aplicación por parte de un boquillero con experiencia para reducir al mínimo el rebote y las oquedades detrás del acero de refuerzo
Curado como cualquier concreto
¿Vía seca o vía húmeda?
Hay una clasificación del concreto lanzado en dos tipos, según su aplicación: vía seca (cuando se le añade el agua en la boquilla) y vía húmeda (cuando el agua se le añade antes de entrar por la manguera). El concreto conducido a través de tubería de acero y que no se proyecta ni transporta a altas velocidades se conoce como concreto bombeado.
Aunque ambos métodos tienen ventajas específicas -menciona Uribe- los avances en la tecnología de los materiales y el equipo hacen a ambos procesos casi intercambiables. En la mayoría de las aplicaciones, el método preferido está determinado por cuatro factores: economía, disponibilidad de material y equipo, acceso a la obra, así como por la experiencia y preferencia del contratista.
"Hoy en día, los niveles de rebote y polvo, así como la resistencia y durabilidad, pueden ser similares, independientemente de qué método se utilice". Actualmente, en Estados Unidos, Canadá, Europa y Japón, donde la mano de obra es más costosa que en México y el resto de América Latina, el concreto lanzado vía húmeda es de mayor uso que el de vía seca. Sin embargo, "se seguirán utilizando los dos sistemas, dependiendo de los factores mencionados".
Proyecciones
Uribe Aldana considera que, con la industrialización de la construcción, en México se utilizará con más frecuencia el concreto lanzado para proyectos, desde una alberca hasta una presa, o desde el recubrimiento de una casa hasta el de un edificio o chimenea gigante. Los usuarios podrán ser tanto pequeños contratistas como empresas constructoras con presencia en todo el territorio nacional y en el extranjero. El concreto lanzado, a pesar de ser un método de colocación que lleva más de 50 años de manejo comercial en países desarrollados, es relativamente nuevo en nuestro país.
En Lanzacreto se cree que las expectativas del mercado son buenas para este año y los que vienen. "Estamos capacitando más personal y adquiriendo más equipo. Últimamente hemos vendido varios equipos de concreto lanzado en México y Centroamérica", dice el directivo de la empresa que inició operaciones en Guadalajara con la rehabilitación un edificio de concreto de ocho niveles severamente dañado por el fuego.
Recuadro 1
Evolución del concreto lanzado
1895: Desarrollo de la pistola original de cemento (Chicago, EUA) 1907: Invento del rociado de concreto y mortero a alta velocidad por el doctor Carl E. Akeley 1910: Patente en Estados Unidos. Registro del nombre gunite por la Cement Gun Co. de Allentown, PA 1920: Patente en Alemania1930: Introducción del nombre genérico de shotcrete por la American Railway Engineering Association 1940: Uso inicial de agregado grueso en concreto lanzado 1945: Adopción del término shotcrete por el ACI 1950: Creación del Comité ACI 506 Desarrollo de la pistola tipo rotatoria en Michigan 1955: Introducción del método de vía húmeda 1970: Primer uso práctico de concreto lanzado con fibra de acero por el US Army Corps of Engineers 1975: Primer uso de concreto lanzado con microsílica en Noruega 1980: Primer uso de microsílica en Norteamérica (Vancouver, BC) Introducción de mezclas preembolsadas1985: Primer uso de aire incluido en concreto lanzado vía seca 1998: Formación de la American Shotcrete Association
Método vía seca
Control instantáneo sobre el agua de mezclado y consistencia de la mezcla en la boquilla para cumplir con las condiciones variables del lugar
Mas apropiado para mezclas se controla en el equipo de entrega y puede ser medida con precision
Puede transportarse a largas distancias
Mejor control del inicio y parado de la colocacion con mneor desperdico y mayor flexibilidad
VIA HUMEDA
Más apropiado para mezclas que contengan agregados livianos, materiales refractarios y concreto que requiera resistencia temprana
Mejor seguridad de que el agua de mezclado es completamente mezclada con el resto de los ingredientes
Puede transportarse a largas distancias
Menos polvo y pérdida de cemento
Por lo regular, menor rebote, y con ello, menor desperdicio de material
Posibilidad de lograr una producción mayor
De la gunite al shotcrete
El principio de la gunite fue descubierto en 1907 por Carl E. Akeley, escultor y naturalista del Museo Americano de Historia Natural de Chicago
martes, 2 de marzo de 2010
“Hoy en día se refuerza con fibras sintéticas más del 80% de todo el shotcrete impulsado en la minería subterránea de Australia, y los otros países mineros le alcanzan rápidamente”, afirma Jim Phillips, ingeniero en minas con una década de experiencia en el tema del shotcrete, que actualmente trabaja para la empresa Elasto-Plastic Concrete (EPC Chile). Varias minas chilenas ya utilizan fibras sintéticas para el reforzamiento del shotcrete y ahora Codelco está analizando su uso más grande en la División El Teniente.“Durante las últimas dos décadas se han utilizado las fibras metálicas para reemplazar la malla convencional. Esto se debía principalmente a su rapidez de instalación, comparadas con la malla, y además al hecho de que no hay que exponer gente al riesgo de una caída de roca durante su instalación. Sin embargo, en los últimos años el mundo ha visto una gran alza en el costo del fierro y, a la vez, la tecnología de los materiales sintéticos ha tenido varios saltos adelante”, sostiene Phillips.Las fibras sintéticas tienen una mayor durabilidad sin los efectos negativos de la corrosión, lo que tiene gran importancia en las zonas con agua y especialmente aguas ácidas. “Ensayos de investigación han demostrado que una grieta mayor de 0,2 mm en la capa del shotcrete permite que el reforzamiento metálico pierda 50% de su efectividad dentro de un periodo de 12 meses”, asegura (los resultados están disponibles en www.elastoplastic.com/spanish/durability_s.htm).DiferenciasSe pueden utilizar fibras sintéticas de la misma manera que las metálicas, pero existen diferencias importantes que hay que tomar en cuenta, “como la manera de crear adhesión entre la fibra y el hormigón; y el comportamiento de la fibra durante su deformación”, explica.Las fibras metálicas utilizan sus extremidades para anclarse dentro del hormigón y normalmente tienen la forma de gancho o están aplastadas. Así crean un vínculo mecánico entre la fibra y el hormigón y la elongación ocurre a lo largo completo de la fibra. Las fibras sintéticas, en tanto, forman el vínculo a lo largo de la fibra y la elongación ocurre dentro de la grieta y una porción mínima de la fibra empotrada. Jim Phillips puntualiza que hay varios ensayos disponibles para medir la capacidad de reforzamiento de materiales distintos y esto permite comparar los productos en el mercado. Tales ensayos miden la energía absorbida durante un ensayo de deformación de un panel de hormigón reforzado.
SHOTCRETE
SHOTCRETE PARA LA FORTIFICACIÓN MINERA
Requisitos para la su efectividad:
1. Adherencia
2. Espesor y recubrimiento
3. Ductilidad (cap. de deformac.)
4. Resistencia temprana
5. Resistencia a tracción
6. Durabilidad
7. Resistencia a comprensión
MECANISMOS DE SOPORTE Modelo Soporte – Shotcrete (sin pernos). Eficiencia de fortificación depende de: - Adherencia roca – shotcrete- Espesor del shotcrete- Resistencia a tracción del hormigón (con o sin fibras)
Modelo Soporte – con pernos. Eficiencia de fortificación depende de: - Capacidad flexión del hormigón (espesor y ductilidad, con o sin fibras)- Distancia entre pernos- Tamaño y peso del bloque
EN RESUMEN:
· Requisitos más importantes en fortificación minera son: ADHERENCIA, RESISTENCIA A TRACCIÓN, DUCTILIDAD.
· Shotcrete en buena calidad y bien ejecutado aumenta eficiencia del sistema de fortificación (disminuye densidad de acero).
· Shotcrete mal ejecutado es carga muerta y un peligro.
· Shotcrete aumenta durabilidad de fortificación, sellando la roca y protegiendo malla y pernos de corrosión.
· Ud, sabe cuanto le cuesta el shotcrete, pero sabe que beneficio económico le reporta?.
· Un shotcrete de pobre desempeño es costoso, inseguro, ineficaz e ineficiente.
