viernes, 27 de abril de 2012

Autoperforante; rico, rico y con fundamento...


Tras un primer post , quizá demasiado académico, quizá demasiado irreverente pero en todo caso de situación de "quien somos, y a dónde queremos ir"…, allá voy con algo más light:


Autoperforante; rico, rico y con fundamento…..

A continuación os paso la receta para que saboreéis el éxito en la perforación tanto de micropilotes, anclajes como bulones….qué ambicioso mi planteamiento ¡eh?!

Ingredientes

-          Contratar una obra (tarea ardua no sólo por su escasez, sino por los precios que actualmente obliga el mercado; ostras, aquí también están los famosos mercados.

-          Que la obra sea de autoperforante (real se entiende (micropilotes autoperforantes...): esto ya es de nota.

-          Equipo o carro perforador (de los muchos a elegir, uno adecuado, de rotopercusión martillo en cabeza).A mí me gustan estos.

                                    Importante el martillo que lleve, adecuado al diámetro de la barra y a la longitud a perforar

-          Bomba con presiones y caudales adecuados (ídem que anterior). Y de hecho la pieza clave para un buen barrido y una buena inyección

-          Personal (3; perforista, plantero y peón); de esto lamentablemente hay a patadas (en empresas, en el paro, en el extranjero….).

-          Cemento, agua,etc, y como no, acero ISCHEBECK TITAN.


Primer paso

Una vez contratada la obra, está claro que lo principal es organizar tanto el tajo como las necesidades de dicha obra. A menudo, he podido comprobar en mis propias carnes, como una obra mal planificada y enfocada, se convierte en una obra con pérdidas económicas, independientemente de la técnica requerida, y en definitiva, un desastre.

Está claro que una vez organizado el tajo, el planning , elegida la máquina en función de las dimensiones, gálibo, longitud de la perforación, etc..y sabiendo qué es lo que debemos hacer, el paso es, posicionar el carro perforador y empezar el taladro (Perogrullo)…bromas aparte

El procedimiento de ejecución de Ischebeck TITAN es:

Fases de ejecución


1.- Instalación del cabezal de lavado de acoplamiento provisto de rosca de cabeza de perforación -rosca ISCHEBECK. Este cabezal tiene una entrada directa para la inyección a través del tubo TITAN, desde la bomba de inyección.

2.- Colocación de la primera barra provista de la boca de perforación de ISCHEBECK TITAN y, roscado de la misma al cabezal de lavado.



3.- Inicio de la perforación en el primer tramo de terreno a una presión de entre 5 - 15 kg/cm² (esto es orientativo, pues dependerá del tipo de terreno) y, relación A/C=0,7 (Esta dosificación se aumentará o reducirá en función de la efectividad del barrido). El caudal de inyección deberá ser el necesario para tener un barrido continuo e ininterrumpido y, que efectivamente se desalojen todo el detritus desde el fondo de la perforación.

4.- Acoplamiento de los tramos de barra en las longitudes posibles (1, 1,5, 2, 3ml; lo que toque), mediante manguitos roscados especiales ISCHEBECK TITAN. Hasta alcanzar zona de empotramiento o sellado.


5.- Formación del bulbo en la zona de empotramiento o sellado. Por el mismo procedimiento se aumentará la presión de inyección hasta 40 kg/cm² (es un valor orientativo) y la dosificación de cemento hasta A/C=0,45-0,5.



6.- Una vez alcanzada la cota adecuada se procederá a detener el avance y la percusión, manteniendo la rotación el tiempo necesario para efectuar un buen barrido de la perforación con la misma lechada de inyección. Finalizado este estadio, se dará por terminada la instalación del micropilote, anclaje o bulón.



7.- Se procederá a rellenar un parte de trabajo en el que se reflejarán especialmente los consumos de cemento, presión de inyección y velocidad de avance, así como todas las circunstancias de la perforación habituales.



Bueno , ahora tocaría , a lo Arguiñano, chiste, broma o parida al uso…así, que allá voy:

                Joeer el otro día un amigo me envío como nos ven a los geólogos….

Y "vualá"...Ya tenemos listo nuestro micropilote, anclaje o bulón autoperforado, listo para servir ….que podría verse en corte transversal tal que así:

Hasta el próximo post…sed buenos y cuidadín con la carretera……



PD: Puedo ampliaros la información de cada punto a demanda…

martes, 24 de abril de 2012

Micropilotes Autoperforantes: La mentira está ahí fuera


De un tiempo a esta parte, quizá provocado por la situación económica en la que nos vemos inmersos, o quizá por un desconocimiento técnico específico, han aparecido, al amparo de empresas de dudosa fiabilidad técnica, una serie de trabajos de micropilotes, autodenominados autoperforantes, que nos obliga e incita a explicar qué  es un micropilote autoperforante, y sobretodo qué requisitos tanto técnicos como normativos debe cumplir.

       Los trabajos de micropilotes están normalizados según la UNE EN 14199, publicada en BOE 8 de febrero de 2007. A pesar de las interpretaciones de ciertos sectores a considerar que no es de obligado cumplimiento, que consideramos que efectivamente lo es, en cuanto a pertenecer a un país europeo miembro del comité CEN creador de la norma, lo que es meridianamente claro es que el resto de documentos que versan sobre micropilotes son recomendaciones y guías sin ningún tipo de obligatoriedad en su uso ni cumplimiento. El lector entenderá que un documento normalizado según estándares de calidad y legalidad de un trabajo tan especializado como los micropilotes, sea de mayor rango de aplicación, como mínimo, que el de una simple guía o recomendación.

       Cabe mencionar las patentes de Ischebeck  DE 3400182 y DE 3828335, registradas desde 1984 relativas al desarrollo del sistema autoperforante.

Criterios normativos y técnicos a considerar

       Respecto al diseño de micropilotes la norma UNE EN 14199 referencia a los diferentes Eurocódigos de aplicación:

EN 1991-1:EC1 Bases de cálculo y acciones sobre estructuras, para las acciones a considerar

EN 1992-3: EC2 Proyecto estructural de pilotes de hormigón, en el caso que se considere el micropilote como un pilote de hormigón

EN 1993:EC3 Proyecto estructural de elementos de acero, si lo consideramos como elemento exclusivamente metálico

EN 1994:EC4 Proyecto estructural de elementos mixtos, al considerarlo como elemento mixto

EN 1997: EC7 Proyecto geotécnico, para el diseño geotécnico




Según la  norma UNE EN 14199 se permiten los siguientes tipos de armaduras (elementos portantes):

-          Según norma EN 10080, acero para el armado del hormigón, cuando se utilicen barras

-          según norma EN 10210 perfiles huecos para la construcción, EN 10219, EN ISO 11960 industrias del petróleo y del gas natural, cuando se utilicen secciones huecas (tubos)

-          Según EN 10025 productos laminados en caliente para estructuras, cuando se utilicen  productos laminados en caliente ( secciones H)

Centrándonos en las propiedades y características de las tuberías o barras empleadas comúnmente como elemento portante, según el Eurocódigo 2 EN 1992, en adelante EC2 y sus tablas C1 y C2, podemos resumir que existen cuatro requisitos a cumplir( Fig 1):
Fig 1: tablas C1 y C2 del EC2
1-      Límite elástico limitado entre 4000 y 6000 kg/cm2. La razón es la deformación que puede provocar la incompatibilidad del acero tanto con el hormigón como con la lechada de cemento. La deformación del cemento está limitada al 2 por mil. Así, los aceros cuyo límite elástico superan los 6000 kg/cm2, no se adaptan, aceptan o deben contemplarse.


2-      Ductilidad/ deformación.  La ductilidad es la propiedad que marca deformaciones sin llegar a una rotura y mantener así un comportamiento elástico. En la gráfica tensión-deformación (fig.2  ) se muestra el rango de ductilidad de diferentes aceros. La norma requiere una ductilidad (un % Agt) por encima de 2,5 para la clase A.

Fig. 2. Gráfica tensión-deformación y % de elongación total Agt (ductilidad) de diferentes aceros. Líena roja; aceros de tendón liso, línea amarilla aceros tratados térmicamente, línea verde, aceros para barras



3-      Doblado/ desdoblado: es una simple prueba que se puede incluso ejecutar in situ. Si en este doblado/desdoblado se aprecian fisuras o la barra rompe, es que esa barra no tiene suficiente ductilidad (figura 3  )

                                                                                                 R38         corrugada de 40                 TITAN 40/16

Fig 3: diferentes tipos de barras sometidas al test doblado/desdoblado





4-      Adherencia respecto al área relativa de corruga. El factor de corruga fR (cociente que expresa el resultado de a/b (ver figura 4  ), es importante de cara al reparto de fuerzas en el acero y cuerpo de cemento, evitando la migración de fisuras hacia la cara externa del recubrimiento. La norma exige un mínimo de fR > 0,056. Podemos apreciar en la figura 5  diferentes factores de corruga para diferentes tipos de armado.

                       Fig 5:  fR= o para aceros lisos             fR=0.074 (barra tipo GEWI)              fR= 0,21-0,33 barra TITAN ISCHEBECK

       Otra característica fundamental del acero que deba utilizarse como autoperforante, es la tenacidad. En el proceso de perforación, el acero es sometido a fuertes impactos, torsión y sobreesfuerzos, mediante la rotopercusión. Son ampliamente conocidas las herramientas con aleaciones de Cr-Ni para superar este problema. Lógicamente aceros con la aleación suficiente de Cr-Ni pueden resultar extremadamente caros. Pero lo que está claro, es que el daño por fatiga del acero autoperforante debe evitarse en cualquier caso.

       Para medir la tenacidad del acero se emplea el ensayo Charpy, que no es más que un péndulo que al golpear el acero, mide la cantidad de energía liberada en ese impacto y a una temperatura determinada. Se entiende que a valores por encima de 80 Joules a  20ºC, son suficientes para asegurar dicha tenacidad en elementos autoperforantes.

Aceros de origen petrolero tipo N80, no sólo no cumplen con esta propiedad, sino que además en su propia norma ISO 11960, no se les exigen una composición química característica, por lo que claramente no son aceptados. (ver figura 6 ). Obviamente son aceros entorno a un 30-40% más económico que el acero que sí cumple.
Fig 6. Tabla E-5, composición química de la EN ISO 11960, tubos petroleros. Nótese la ausencia de propiedades químicas de la calidad N80

       Un elemento más a tener en cuenta es la conexión entre tramos de armadura. Las barras corrugadas se unen mediante manguitos de unión, que deben garantizar la misma carga última del conjunto del sistema diseñado. El sistema debe romper en la barra y no el manguito o deslizarse dentro del mismo.

       Otros elementos portantes ofrecen uniones mediante roscas macho-hembra o manguitos de unión inadecuados, que merman la capacidad portante del tubo o la barra de armado a utilizar.


Ischebeck TITAN, cumple absolutamente con todo lo descrito en el presente artículo, y considera que se les deben exigir a todas los elementos portantes, como mínimo, dichas características y propiedades, que por otro lado la norma indica y prescribe.


Resumen
       El presente artículo sintetiza las propiedades fundamentales que se esperan y se exigen a un elemento portante, y en especial si dicho elemento debe trabajar como autoperforante.
       Ischebeck TITAN, no sólo cumple con dichas propiedades, sino que además de haber desarrollado diferentes patentes, posee innumerables estudios y ensayos idependientes y/o oficiales  que así lo corroboran, ensayando además continuamente. Queda patente que  aceros de origen petrolero N80, no son aceptados y no deberían utilizarse bajo ningún concepto como armadura autoperforante, y el porqué de su menor precio en el mercado.
A modo de resumen se proporciona el siguiente checklist que deben cumplir las barras autoperforantes:
1-      Límite elástico entre 4000 – 6000 Kg/cm2.
2-      Ductilidad (Agt) suficiente; > 2,5% Agt.
3-      Factor de corruga o forma de la rosca que asegure la adherencia según EC2
4-      Carga total o última del sistema completo (incluyendo manguitos o roscas).
5-      Tenacidad según ensayo Charpy
6-      Certificados de fabricación y trazabilidad, no sólo de las barras, sino de la materia prima utilizada.
7-      Datos técnicos garantizados mediante ensayos normalizados.



Conclusión
       No todo lo que se está utilizando actualmente en el mercado como armadura de micropilote es válido o aceptable, ni normativamente, ni lo que es más grave, técnicamente. En especial, hablar de micropilotes autoperforantes con una armadura que no tenga la tenacidad suficiente es técnicamente inaceptable. Las propiedades físicas de este tipo de acero pueden resultar  dañadas cuando se le proporcionan impactos y torques/pares de rotación con la herramienta de perforación, además de no proporcionar una carga última de todo el sistema.
       Por otro lado, se debe tener en cuenta también para las barras roscadas autoperforantes los criterios que la normativa ofrece para evitar tanto deformaciones e incompatibilidades con el recubrimiento, como la migración de fisuras una vez puesto en carga el micropilote en cuestión
       Desde Ischebeck TITAN ofrecemos las claves y características que se le exigen mínimamente, a una barra autoperforante.