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F E B R E R O 2 0 1 5 - w w w . i n g e o p r e s . e s 239 LUIS NAVAS, CONSEJERO DELEGADO DE MECANOTUBO ENTREVISTA REPARACIÓN DE DESLIZAMIENTOS BAJO CRITERIOS DE INTEGRACIÓN AMBIENTAL ARTÍCULO CIMENTACIÓN TERMOACTIVA CON INTERCAMBIADOR COAXIAL ARTÍCULO IgP Ingenier ía c iv i l , h idráu l ica , urbana, geológico-minera y medioambienta l INGENIERÍA GEOLÓGICA Y GEOTÉCNICA. GEOTERMIA http://www.i CUANDO LOS TÚNELES ESTÁN IMPERMEABILIZADOS DE FORMA PERMANENTE: THAT´S BUILDING TRUST. .sika.eswww IG239_I.P.QXP_Maquetación 1 26/02/15 17:34 Página 1 http://www.sika.es IG239_003.QXP_Maquetación 1 26/02/15 17:13 Página 1 IG239_004_005_Trisehico_Maquetación 1 04/03/15 16:53 Página 1 IG239_004_005_Trisehico_Maquetación 1 04/03/15 16:53 Página 2 Con la entrada del 2015 Ingeopres ha iniciado una nueva etapa en sus más de 20 años de existencia. Esta cabecera que número a número se ha consolidado como el gran referente en España de la información sobre ingeniería civil, hidráulica, urba- na, geológico-minera y medioambiental, acaba de ser comprada por el Grupo Nova Ágora, que ve en esta revista el complemento perfecto a la presencia que tenía hasta ahora en el sector. Ingeopres pone así un punto y seguido a su trayectoria, inicia una nueva fase con la clara voluntad de seguir creciendo, en el seno de un grupo de comunicación líder en el sector de la prensa técnica, como es Grupo Nova Ágora, que se compromete a respetar y mantener los valores diferenciales que han permitido a Ingeopres ga- narse la confianza de miles de profesionales a lo largo del tiempo, así como a po- tenciar todos aquellos aspectos en los que consideramos que, por volumen y por capacidad multimedia, podemos mejorarla. Ingeopres es la pieza que nos faltaba para completar el puzle de nuestra presencia en la obra pública, la ingeniería civil y la minería. Con un perfil más técnico que nues- tra tradicional cabecera Interempresas Obras Públicas y con un listado de distribu- ción completamente diferenciado, Ingeopres nos ofrece la posibilidad de seguir creciendo y aprendiendo en este ámbito. Para los que hemos crecido profesionalmente leyendo y admirando Ingeopres, su- pone un verdadero placer y un gran orgullo recoger el testigo de esta cabecera y asumir el reto de mantener el elevado nivel de calidad alcanzado por sus conteni- dos. Sin duda, para todos nosotros supone un desafío enorme heredar el extraordinario trabajo realizado por quien ha sido el editor de esta publicación durante tantos años, Francisco Esquitino, que ha puesto grandes dosis de ilusión, aparte de horas de de- dicación y esfuerzo, por hacer de Ingeopres la revista que hoy es en el mercado. Reconocido el buen trabajo realizado por Francisco y su equipo durante más de 20 años, desde Grupo Nova Ágora consideremos que en esta nueva etapa hay también aspectos que se pueden mejorar. Uno de ellos, la maquetación de la propia revista y este ejemplar que tienen en sus manos es un claro ejemplo de la imagen más moderna y atractiva que queremos dar a esta publicación. Encuadrada en nuestro concepto de ‘Dossier Tendencias’ consideramos que la nueva Ingeopres ganará en legibilidad e impacto visual. Otro de los ámbitos en los que también esperamos potenciar esta revista es en su presencia online. A lo largo de los próximos meses está prevista la integración de su página web dentro de la plataforma Interempresas.net, con las ventajas que su- pondrá esta iniciativa en materia de nuevos servicios y productos online, así como a la hora de aprovechar sinergias en el seno de una plataforma que ya cuenta con más de 700.000 usuarios y más de tres millones de páginas vistas al mes. Esperamos poder seguir contando con la confianza de todos ustedes en esta nueva etapa de Ingeopres y poder transmitirles la ilusión con la que todos nosotros arran- camos este proyecto. 6 e d it o ri al Audiencia/difusión en internet y en newsletters auditada y controlada por: Nova Àgora es miembro de: Queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de cualquier apartado de la revista. D.L. M-9855-1992 / ISSN 1136-4785 Edita: Director Àngel Hernández Director Adjunto Àngel Burniol Director Área Industrial Ibon Linacisoro Director Área Agroalimentaria David Pozo Director Área Obra Pública y Construcción David Muñoz Suscripciones A través de Internet: www.interempresas.net/suscripciones Por correo electrónico: suscripciones@interempresas.net Por teléfono: 936 802 027 www.interempresas.net www.rehabitecnews.com ingeopres@interempresas.net comercial@interempresas.net Director General Albert Esteves Director de Estrategia y Desarrollo Corporativo Aleix Torné Director Técnico Joan Sánchez Sabé Director Administrativo Jaume Rovira Staff Ángel Hernández, Àngel Burniol, Ibon Linacisoro, Jordi Duran, Ricard Vilà Amadeu Vives, 20-22 08750 Molins de Rei (Barcelona) Tel. 93 680 20 27 - Fax 93 680 20 31 Delegación Madrid Av. Sur del Aeropuerto de Barajas, 38 Centro de Negocios Eisenhower, edificio 4, planta 2, local 4 28042 Madrid - Tel. 91 329 14 31 www.novaagora.com grupo Director David Muñoz Redacción Carmen Fernández, María Fernández Asesores José Miguel Galera Fernández, Dr. Ing. de Minas Felipe Mendaña Saavedra, Dr. Ing. de Caminos Benjamín Celada Tamames, Dr. Ing. de Minas Francisco Esquitino Martín, Lic. CC Geológicas Colaboradores Elías Moreno Tallón, Ing. de Caminos Manuel Romana García, Dr. Ing. de Caminos Enrique Castells Fernández, Ing. de Minas Pedro Ramírez Rodríguez, Ing. de Caminos Carlos Dinis da Gama, Dr. Ing. de Minas Juan Carlos Santamarta Cerezal, Dr. Ingeniero de Montes. José Luis Sanz Contreras, Dr. Ing. de Minas. Manuel Bustillo Revuelta, Dr. Cc Geológicas. 6 / Nueva etapa, renovadas ilusiones IG239_006_007_editorial_sumario_Layout 1 26/02/15 17:13 Página 6 http://www.interempresas.net/suscripciones mailto:suscripciones@interempresas.net http://www.interempresas.net http://www.rehabitecnews.com mailto:ingeopres@interempresas.net mailto:comercial@interempresas.net http://www.novaagora.com 7 su m ar io Editorial 6 Nueva etapa, renovadas ilusiones Sumario Entrevista a 16 Luis Navas, consejero delegado de Mecanotubo TOM: la nueva 72 generación de tuberías de PVC orientado (PVC-O)s Nuevos productos 78 Minería sostenible 58 Noticias 8 Reparación de 12 deslizamientos bajo criterios de integración ambiental Ejecución de pilotes 30 de gran diámetro en el viaducto sobre el río Ulla en la ría de Arousa (1ª Parte) Efecto del paso del tiempo 38 y del desgaste sobre los resultados del ensayo de inclinación para la obtención del ángulo de fricción básico de una roca / 7 Cimentación termoactiva 20 con intercambiador coaxial Clasificación de muestras 24 y detección de outliers en la caracterización geotécnica del terreno Las ciudades europeas 64 intensifican su exigencia ambiental sobre la maquinaria para construcción Atlas Copco: 68 desarrollo hacia sistemas, servicio y sostenibilidad Saint-Gobain PAM España 77 participa en el abastecimiento a los municipios del río Iregua ¿Hay gas natural en España? 52 Requerimientos en la ejecución 56 de los barrenos Estabilidad 44 de laderas en medios volcánicos Llevados a nuevas 66 alturas IG239_006_007_editorial_sumario_Layout 1 26/02/15 17:13 Página 7 / NOTICIAS 8 / SANDO MUESTRA SU TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIÓN A UNA TREINTENA DE ESTUDIANTES EINDHOVEN ACOGE EL DOOSAN DEALER FORUM 2015 NUEVA EDICIÓN DE LOS PREMIOS DEL PRONTUARIO SIKA PARA ESTUDIANTES DE INGENIERÍA DE CAMINOS Y DE ARQUITECTURA Ya han sido presentados en las principales ETS de Ingeniería de Caminos y de Arqui- tectura (públicas y privadas) del país los Premios del Prontuario Sika en sus moda- lidades para estudiantes de Caminos y estudiantes de Arquitectura, respectiva- mente. El Premio Sika destinado a alumnos de los dos últimos cursos de las Escuelas Técni- cas Superiores de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertosdel país lleva en esta XXI edición el título ‘Plataforma de investiga- ción oceánica en el Atlántico’. Está dotado con un total de 9.300 euros en premios, se puede concursar a título individual o formando equipos de tres personas por equipo, y su plazo de entrega es el 14 de mayo de 2015. Igualmente, el Premio Sika destinado a alumnos de las Escuelas Técnicas Superio- res de Arquitectura lleva en esta ocasión por título ‘El museo de la corrupción’. Está dotado con un Primer Premio de 4.500 euros y su plazo de entrega es el viernes 24 de abril de 2015, teniendo los participantes que presentar el proyecto en dos paneles tamaño DINA2 pegados en soporte rígido y acompañados de una memoria con una extensión máxima de 4 DINA4. Una treintena de estudiantes de primer y segundo curso del Grado Superior del Ciclo de Proyectos de Obra Civil han disfrutado de una sesión práctica donde han conocido las últimas tecnologías aplicadas al sector de la construc- ción. Profesionales de Sando les han mostrado su uso y utilidad práctica. El empleo de tecno- logía punta resulta fundamental hoy día para ser una compañía competitiva en el sector. El grupo de empresas Sando, a través de su departamento de I+D+i y Oficina Técnica, desarrolla proyectos y estudios de investiga- ción para realizar una construcción más soste- nible y eficiente. Recientemente ha tenido lugar en Eindhoven, ciudad de la provincia de Brabante Septentrio- nal, en el sur de los Países Bajos, el Forum de Distribuidores Doosan, con la participación de más de 230 asistentes de toda Europa. El evento duró dos días en el transcurso de los cuales se realizaron múltiples presentaciones y actividades. El Doosan Dealer Forum 2015 inauguró la sesión con la participación de la máxima cúpula directiva de Doosan: Scott Park, presidente y CEO Doosan Infracore; Martin Knoetgen, presi- dente DICE en Europa, Oriente Medio y África (EMEA); Giuliano Parodi, vicepresidente para Sales & Customer Solutions EMEA; junto a otros miembros de la organización. IG239_008_011_ notis 26/02/15 17:14 Página 8 / NOTICIAS ECONOMÍA APRUEBA LA EXPLOTACIÓN DEL COMPLEJO MINERO DE RIOTINTO EL MUSEO DE LA MINERÍA Y DE LA INDUSTRIA DE ASTURIAS AMPLÍA LA SECCIÓN ‘LA CASA DEL EXPLOSIVO’ El presidente del Principado de Asturias, junto a otras autoridades autonómicas y municipales del Principado, ha inaugurado recientemente la ampliación de la sección ‘Casa del Explosivo’ del Museo de la Minería y la Industria de Asturias, el conocido popu- larmente como Mumi. En palabras de Santiago Romero, el director del Mumi, la pieza incorporada, el Granea- dor de Congreve, “completa la colección y el discurso museográfico de la Casa del Explosivo centrado en las dinamitas y las pólvoras, por ser los explosivos históricos más representativos y conocidos”. / 9 La Consejería de Economía de la comunidad andaluza aprobó recientemente el proyecto de explotación para el complejo minero de Riotinto, autorización que permitirá a la empresa adjudicataria de los derechos, ‘Emed Tartessus’, empezar a extraer mineral en cuanto tenga listas las instalaciones, circuns- tancia prevista para verano. El consejero de Economía, José Sánchez Maldonado, expresó su satisfacción por lo que calificó de “salto cuantitativo y cualitativo” que experimentarán los trabajos a partir de este momento. “Además de avanzarse en el compromiso político adquirido en torno a la evolución del sector, se le da forma a un proyecto que generará empleo y riqueza para la comarca”, destacó el consejero para añadir que, “ante una coyuntura difícil como la actual, un proyecto de estas características es, ante todo, una buena oportunidad”. ATLAS COPCO, COMPAÑÍA DESTACADA EN LA INDUSTRIA DE LA MAQUINARIA SOSTENIBLE EL CONSUMO DE CEMENTO CIERRA 2014 POR DEBAJO DE LOS 11 MILLONES DE TONELADAS El consumo de cemento en España cerró 2014 en 10.788.547 toneladas, cifra muy similar a la obte- nida en 2013. Se confirman así las previsiones del Departamento de Estudios de la Agrupación de Fabricantes de Cemento de España, Ofice- men, que el pasado mes de diciembre ya indicó que el año se cerraría de nuevo en valores míni- mos históricos. Las exportaciones, en las que el sector se ha volcado en los últimos años para intentar compensar la crisis de la demanda interna, han crecido en 2014 un 31,6%, con 9.594.356 tonela- das, casi 2,5 millones de toneladas más que en 2013. El Segundo Salón de Máquinas de Carrete- ras y Obras llega a Zaragoza los días 1 y 2 de julio en una exposición que reunirá a los principales líderes del mercado y donde se exhibirán las innovaciones y tendencias del sector de la construcción de carreteras. Por primera vez, Feria de Zaragoza acogerá la celebración de este certamen profesional, único salón monográfico en España, y que cuenta con la colaboración de la Asociación Española de Fabricantes de Mezclas Asfál- ticas (Asefma). En ese sentido, cabe desta- car las X Jornadas Nacionales organizadas por dicha asociación y que complementan la exposición comercial, además de consti- tuirse en un importante punto de encuentro de los profesionales del sector. FERIA DE ZARAGOZA ACOGE EL SEGUNDO SALÓN DE MÁQUINAS DE CARRETERAS Y OBRAS Atlas Copco vuelve a ser reconocida como una de las empresas más sostenibles del mundo en la prestigiosa lista Global 100. La lista, presentada en el Foro Económico Mundial en Davos, Suiza, clasifica a las empresas que demuestran que están aumentando la productividad utilizando menos recursos. Atlas Copco se ha clasificado en el ranking con el número 23, frente al puesto 46 del pasado año, y es el número uno en la industria de la maquinaria. Es la novena vez que Atlas Copco aparece en la lista. IG239_008_011_ notis 26/02/15 17:14 Página 9 / NOTICIAS 10 / El pasado 15 de enero, Matsa recibió el permiso de explotación de Mina Sotiel otorgado por la dirección general de Industria, Energía y Minas de la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo de la Junta de Andalucía. El director general de Matsa, Alonso Luján, se ha mostrado “satisfecho y agradecido a la administración andaluza por su gestión dado que va a permitir que podamos cumplir los plazos establecidos en nuestro plan de ampliación”. MATSA OBTIENE EL PERMISO DE EXPLOTACIÓN DE MINA SOTIEL LA DIVISIÓN MINERA DE SACYR FIRMA UN ACUERDO DE COLABORACIÓN CON MACQUARIE CAPITAL Valoriza Minería, la filial de Sacyr dedicada al desarrollo de proyectos mineros, y Macquarie Capital (Macquarie), la división de asesoramiento corporativo, actividades de inversión de capital y servicios de mercados de capitales del grupo Macqua- rie, han firmado un acuerdo de colabora- ción para evaluar y financiar proyectos mineros en España. En virtud del acuerdo, Valoriza Minería y Macquarie se comple- mentarán para llevar a cabo proyectos mineros en fase avanzada o en operación encuadrados inicialmente en la Península Ibérica y en las materias primas predomi- nantes en la misma como el cobre, el oro y el wolframio. La financiación de las adqui- siciones y el desarrollo se conseguirá, mediante fondos propios, o acudiendo a mercados internacionales e inversores privados. Veolia, a través de su subsidiaria Veolia Ghana Limited, ha firmado un contrato de dos años de duración para la operación y el mantenimiento de la planta de tratamiento de agua de la mina de Iduapriem, ya que el agua es un elemento clave en la industria minera siendo utilizada en multitud de actividades, tal como el procesamiento del mineral, eliminación de polvo, transporte de lodos y necesidades de los trabajadores de la mina. En este proyecto, Veolia ofrecerá toda su experiencia en la gestión y la opera- ción de plantas de tratamiento de agua para asegurar la correcta distri- bución del agua y su vertido final. VEOLIA OPERARÁ LA MINA DE ORO DE ANGLOGOLD ASHANTI EN GHANA IG239_008_011_ notis 26/02/15 17:14 Página 10 IG239_008_011_ notis 05/03/15 10:59 Página 11 / INTEGRACIÓN AMBIENTAL El 16 de marzo de 2013 se produjo el colapso del talud denominado LosCuestos de la Mota, en Benavente (Zamora). El deslizamiento provocó la movilización de 13.000 m3 de tierras, afectando una longitud de 65 metros del Paseo de la Mota. La rehabilitación de dicho deslizamiento ha permitido la transformación urbana del entorno del Parador, convirtiéndolo en un caso paradigmático de recuperación e integración ambiental. Para ello, se han empleado criterios de sostenibilidad tanto ambiental, mediante el empleo de la caliza del páramo como escollera para su integración paisajística, como económica, impulsando el desarrollo de la actividad local, y social, priorizando la accesibilidad al Parador. REPARACIÓN DE DESLIZAMIENTOS BAJO CRITERIOS DE INTEGRACIÓN AMBIENTAL ÁNGEL L. GRANDE ALCÁZAR, JEFE DE DIVISIÓN. DIRECCIÓN DE PRODUCCIÓN DE GEOCISA 12 / IG239_012_015 Artículo de Geocisa 26/02/15 17:14 Página 12 / INTEGRACIÓN AMBIENTAL Antecedentes Se denomina Los Cuestos de la Mota de Benavente (Zamora) a la ladera existente entre la plataforma del casco urbano de Benavente y la llanura de inundación del río Órbigo, con una diferencia de cota de unos 30-40 m, en el entorno del Parador de Turismo. A finales del siglo pasado se ejecutó una serie escalonada de cinco muros, superior e inferior convencionales e inter- medios de tierra armada, con objeto de restaurar la zona y configurar dicho talud. Posteriormente, se efectuó la cone- xión entre la zona superior (Paseo de la Mota) y el pie del talud, mediante una pasarela de madera, complementando dicha actuación con la protección superficial mediante geotextil, así como la plantación y riego de la ladera. Tras un período de fuertes lluvias, a finales de 2012 comen- zaron a detectarse inestabilidades tanto en el talud como en la pasarela, por lo que el Excmo. Ayto. de Benavente proce- dió al control topográfico de la zona, permitiendo registrar la aceleración de los movimientos (velocidades de 10-15 mm/día), hasta que el día 16/03/13 se produjo el derrumbe de los muros de la zona central, arrastrando con ellos la pasarela (fig.2). Geomorfología Tras el deslizamiento, se efectuó un primer estudio geotéc- nico, tanto para evaluar la geomorfología de la ladera como para definir la magnitud del deslizamiento, permitiendo abordar su reparación de un modo seguro. La ladera presenta un nivel superior de depósitos de terraza granulares cuaternarios de elevada compacidad y cementación local, bajo el que se encuentra una secuencia sedimentaria terciaria formada por limos arcillosos con intercalaciones arenosas. De este modo, se producen talu- des naturales verticales en su zona superior, y más suaves inferiormente, generándose derrubios de ladera sumados a acarcavamientos de origen erosivo. Esta configuración, junto con el relleno inadecuado de los muros y la presencia de surgencias de agua no canalizadas, han contribuido decisivamente a la inestabilidad de la ladera. / 13 Figura 1: Colocación de escollera durante la ejecución. Figura 2: Vista frontal tras el deslizamiento. Figura 3: Saneo y retirada de escombros. Figura 4: Ejecución de bulones autoperforantes. Se han empleado criterios de sostenibilidad tanto ambiental como económica y social IG239_012_015 Artículo de Geocisa 26/02/15 17:14 Página 13 / INTEGRACIÓN AMBIENTAL Descripción de la solución adoptada Bajo estrictos criterios de seguridad y siguiendo las indica- ciones del director de obra, David González Morán, I.C.C. y P., se procedió a la remoción de material, inicialmente desde cabeza de talud con excavadora de largo alcance (fig.3) y empleo de cesta y alpinistas. Una vez efectuado ese primer desbroce, se emplazó una geomalla en red de anillos, fijada con bulones autoperforantes (fig.4), como sostenimiento provisional de los 10 metros superiores, permitiendo la contención del paseo mientras se continuaba con las labores de desescombro. Tras ello, se ejecutó un acceso a media ladera mediante rampa lateral (fig.5), empleado como acceso para los equi- pos de movimientos de tierra, permitiendo descargar la zona y generar plataformas. Una vez asegurado el acceso al núcleo central del deslizamiento (fig.6), se efectuó una segunda campaña geotécnica, permitiendo conocer que el terreno terciario sano aparecía a la cota +707. Los datos geotécnicos (tabla 1) y un análisis retrospectivo de estabilidad permitieron evaluar las características geotécnicas exactas de los diferentes estratos y así mode- lizar el terreno mediante el programa SLOPE/W, para evaluar el coeficiente de estabilidad de la solución propuesta (fig.7). El modelo mostró la necesidad de una contención para alcanzar el terreno competente, evitando de este modo deslizamientos locales en la masa movili- zada. Dicha contención precisaba evitar el empleo maqui- naria de cimentaciones especiales (pilotaje), dada la insuficiente capacidad portante de las plataformas. Tras valorar diversas opciones (tablestacados, micropilotes), finalmente se consideró óptima una solución de bataches de escollera hormigonada, conformando una alineación de costillas perpendicular al eje del deslizamiento, que permitía simultanear la contención provisional con su posterior empleo como cimentación del manto de esco- llera (fig.1). La contención permitió ejecutar el muro pie de escollera hormigonada, de 5 m de profundidad, formado por bloques de 70 cm, con una coronación coincidente con el muro preexistente (+712), y de ancho variable 4-5 m, drenado para permitir la captación y evacuación tanto de las aguas procedentes del terreno como de la infiltración pluvial. Sobre éste, se apoyó el espaldón de escollera sobre tres plataformas, y en cada una de ellas se dispuso una aline- ación de drenes californianos para aliviar la presión inters- ticial de los diversos niveles arenosos, canalizándose y descargando con bajantes hasta el muro de pie. Con el objeto de integrar la solución en el entorno del Parador se fijó como criterio el empleo de la caliza del páramo. Para su aplicación como escollera, se empleó la Guía de Muros de Escollera del MFOM, evaluando el ángulo 14 / Figura 5: Ejecución de rampa de acceso lateral. Figura 6: Acceso desde el lateral al núcleo afectado. Figura 7: Sección modelizada para cálculo de estabilidad. Figura 8: Ejecución del futuro acceso al Parador. Transformación de Los Cuestos de la Mota, en Benavente (Zamora) IG239_012_015 Artículo de Geocisa 26/02/15 17:14 Página 14 / INTEGRACIÓN AMBIENTAL de rozamiento a partir de la metodología recomendada por Barton (1981). Dada su sensibilidad, fue preciso corroborar mediante ensayo de la escollera en caja de corte de gran tamaño, efectuado en el Laboratorio de Geotecnia del Cedex. Dicho ensayo permitió verificar la resistencia a corte (τ) frente a las diversas cargas verticales (σ), tensión normal) actuantes en la masa del espaldón. Por último, se dispuso un vial a media ladera, que una vez se complete la restauración ambiental del entorno del Parador, permitirá acceder desde el pie al Paseo de la Mota (fig. 8). Conclusiones La reparación del deslizamiento de los Cuestos de la Mota ha permitido la transformación urbana del entorno del Parador de Turismo de Benavente, convirtiéndolo en un caso paradigmático de recuperación e integración ambiental. Para ello, se han empleado criterios de sostenibilidad tanto ambiental (empleo de la caliza del páramo), como econó- mica (desarrollo de la actividad local) y social (accesibilidad al Parador). / / 15 Nivel I-Rellenos y material deslizado II-Cuaternario III-Terciorio Rellenos Materual deslizado Subnivel IIIA-generalidad arcillosa Subnivel IIIB-pasadas-areno-limosas Gravas y bolos (%) - <20 35-65 (1) <10 <10 Arenas (%) - 15-30 20-45 <20 Normalmente >50 Finos limoarcillosos - 30-60 15-25 <70 Habitualmente <25 Límite líquido - 20-40 19-26 25-50 <30 Indice plasticidad - 10-20 5-12 10-25 <15 Comportamiento - - Granular-mixto Cohesivo Granular-mixto Densidad aparente (t/m3) (2) 2,0 2,0 2,1 2,1 2,1 N30 SPT <10 <10 >50 20-50 >30 PI presiómetro (kg/cm3) - - >40 >20-40 -Resistencia al corte sin drenaje (t/m2) - - - 15-30 - Cohesión (t/m2) Nula Nula Nula 4-8 Nula Ángulo de rozamiento 24-28 24-29 34-36 22-26 32-34 Permeablidad (k) (cm/s) Variable (3) (4) 10-4 a 10-5 (5) (4) 2 a 3 *10-5 (4) Zonas arcillosas <10-6 Zonas limosas 10-6 a 5* 10-5 5* 10-5 a 2* 10-4 Tabla 1: Parámetros geotécnicos de los diversos estratos. IG239_012_015 Artículo de Geocisa 26/02/15 17:14 Página 15 Desde que en 1948 la compañía ejecutara el primer cimbrado de un puente, Mecanotubo se ha caracteri- zado siempre por una clara vocación innovadora… y ya no sólo a nivel de tecnologías empleadas en sus proyectos, sino también a la hora de mostrarlos. El Congreso No Dig 2014 fue un claro ejemplo, al usar un sistema de inmersión en realidad virtual para que los visitantes pudieran vivir las obras de Mecanotubo en directo. ¿Cómo resultó la experiencia? La innovación forma parte del ADN de nuestra compañía y querí- amos reflejar esta visión durante el No Dig 2014. La experiencia no pudo tener más éxito. Fueron muchos los visitantes que se inte- resaron y comprendieron de primera mano nuestra forma de trabajo. En líneas generales, ¿qué balance hacen de su presencia en el No Dig 2014, una cita clave para las tecnologías sin zanja? El balance de nuestra presencia en este evento es muy positivo, ya que conseguimos establecer relaciones de gran interés para nues- tra empresa. Dentro de su larga trayectoria innovadora, ¿hay algún desarrollo tecnológico o sistema novedoso del que se sientan especialmente orgullosos? La optimización de los procesos y la búsqueda de alternativas novedosas son metas presentes en todas nuestras propuestas. Esta apuesta se materializa en la introducción de técnicas más eficientes y avanzadas tanto en el área de estructuras como en microtúneles. Un ejemplo de ello es la instalación de georadar en nuestras tuneladoras para la detección de anomalías corregibles en el terreno. Luis Navas, consejero delegado de Mecanotubo “ “ La innovación forma parte del ADN de nuestra compañía Como empresa con una larga experiencia en la construcción especializada de puentes y viaductos, sistemas de microtunelación y tablestacado, Mecanotubo atesora el conocimiento y los medios técnicos para aportar soluciones integrales a los proyectos más complejos de obra civil, sistemas de saneamiento y contención de terrenos. Entrevistamos a su consejero delegado, Luis Navas, para conocer los valores diferenciales de esta compañía y sus planes de futuro. David Muñoz / ENTREV ISTA 16 / IG239_016_019_Entrevista 26/02/15 17:15 Página 16 Realizamos un importante esfuerzo para la identificación de problemáticas actuales y futuras en la construcción civil. Esta visión permite que nos anticipemos a posibles dificul- tades y tomemos conciencia de qué mejoras son las adecuadas para rentabilizar al máximo los proyectos. En sus más de 70 años de historia han partici- pado en proyectos de gran envergadura y/o de gran complejidad técnica. ¿Podría destacar algunos de ellos? La historia de Mecanotubo siempre ha estado relacionada con la innovación. Por ejemplo, fue la compañía responsa- ble de realizar el primer cimbrado de un puente en 1948 y la primera cimbra autolanzable en España en 1973. Entre nuestras obras, podríamos destacar, en la división de Estructuras, la construcción del viaducto de Valdetravieso en la línea de Alta Velocidad entre Plasencia y Badajoz, el viaducto más largo de este tramo con una longitud de 1.596 m y una altura máxima de 58 m– mediante el empleo de una cimbra de avance de última generación diseñada para soportar vanos de 60 m de luz. En la división de Microtunelación, nuestra experiencia nos ha permitido ejecutar obras tan complejas como la llevada a cabo en Gdansk (Polonia), donde realizamos un trazado en curva de 236 metros de radio con una tuneladora de 1.600 milímetros de diámetro, el trazado más corto a nivel internacional de estas características. De las cuatro líneas de negocio principales en las que trabaja Mecanotubo (Puentes/viaductos, Microtúneles, Tablestacas y Aplicaciones espe- ciales), ¿cuál tiene hoy mayor peso en la activi- dad de la compañía? Nuestras divisiones de puentes y viaductos y de microtune- lación son las que más peso tienen en nuestra actividad en la actualidad, pero lo más importante es que ofrecemos a / ENTREV ISTA / 17 nuestros clientes un servicio integral. Así, durante el 2014 alcanzamos la ejecución de 22 obras y una facturación de 16 millones de euros. Un elemento a tener en cuenta es que los mercados interna- cionales en los que estamos implantados son futuros consu- midores de infraestructuras. Las infraestructuras van ligadas, en general, al desarrollo de un país y existe un momento en que se alcanza un nivel de saturación. En ese momento, los países giran hacia el mantenimiento de infraestructuras en lugar de desarrollo, que es el punto en el nos encontramos en España. Por ello, para crecer, creemos firmemente en una vocación internacional, algo que nos ha llevado a establecernos en Polonia, México y Marruecos. Nuestra empresa busca países o mercados que estén en el momento de despegue. Tanto Europa del Este como el norte de África y Latinoamérica cumplen con este requisito y en las próximas dos décadas serán seguramente un foco importante de creación de nuevas infraestructuras ligadas al transporte y al ciclo del agua. Precisamente los microtúneles tuvieron un alto protagonismo en el Congreso No Dig 2014. ¿Qué elementos diferenciales ofrece Mecanotubo en esta tecnología? Nos distinguimos en esta área por llevar a cabo una impor- tante labor en materia de investigación. De este modo, ofre- cemos soluciones innovadoras basadas en el empleo de una maquinaria potente y avanzada. La instalación de georadar en nuestras tuneladoras ejemplifica esta filosofía. Por otro lado, la versatilidad de este tipo de proyectos, así como su idoneidad para adaptarse a condiciones diversas, nos permite operar en entornos muy diversos. En este sentido, la compañía se distingue por haber ejecutado varias acometidas de agua de mar, un entorno que supone más retos que la tierra firme y donde en todo momento se hace necesario un control exhaustivo del procedimiento. Trabajos de microtúnel. IG239_016_019_Entrevista 26/02/15 17:15 Página 17 / ENTREV ISTA Uno de sus últimos trabajos en este ámbito es la piscifactoría Stolt Sea Farm, en A Coruña. ¿Qué peculiaridad ofrecía este proyecto? ¿Qué desta- caría de él? Para el inmisario submarino de Quilmas (Carnota, A Coruña), instalamos bajo el lecho marino una tubería de más de 320 metros de longitud y 2 metros de diámetro. Empleamos una microtuneladora de escudo cerrado con cabezal de roca preparada para perforar en los terrenos más duros, como el horadado compuesto por granito, un material de gran resistencia y abrasividad. La conducción realizada cuenta con un tramo inicial con una pendiente del 4%, seguido de una curva de transición de radio 1.000 metros y un tramo final con una pendiente mínima del 0,5%, algo que obligó a emplear dos sistemas de guiado: mediante láser en el tramo recto inicial y con giróscopo al comenzar el tramo curvo. Al tratarse de un inmisario, la perforación se concluyó en el fondo del mar, por lo que fue necesario el rescate final de la tuneladora. Esta delicada maniobra se llevó a cabo con ayuda de una viga de sujeción y flotadores, que izaron la máquina para su posterior traslado flotando hasta el puerto de Brens, donde la sacamos del mar gracias al empleo de una potente grúa. 18 / ¿Considera que los microtúneles tienen aún mucho recorrido en España? ¿Y en el resto del mundo? ¿Es una técnica desconocida aún para muchos? ¿Considera que ha alcanzado un nivel óptimo de madurez? Creemos que la microtunelación vive un buen momento y es una actividad que tiene todavía algo de recorrido en España. Además, es esencial para países que necesitan crear o renovar sus sistemas de saneamiento a través de una técnica que no perturbe la actividad de la zona. Sinduda, es un proceso con mucho futuro. Hemos logrado un desarrollo técnico muy importante y somos capaces de acometer obras extremadamente complejas. Ahora el reto está en la mejora de los procesos y en la optimización de la maquinaria, algo en lo que desde Mecanotubo estamos ya trabajando. En cuanto a la línea de actividad de puentes y viaductos, ¿qué valor añadido puede ofrecer Mecanotubo en este ámbito? Contamos con la capacidad suficiente para proporcionar un servicio integral diferenciado por su valor añadido. Posee- mos el conocimiento, la ingeniería, los equipos y la tecno- logía necesarios para fabricar tableros de construcciones “La internacionalización siempre ha formado parte de nuestra estrategia” Mecanotubo ofrece la más alta tecnología en sus proyectos. IG239_016_019_Entrevista 26/02/15 17:15 Página 18 ferroviarias y viales que se adapten a todo tipo de requerimientos, ya se trate de estructuras más sencillas – como la cimbra llena y la porticada– o de aquellas que requieren de la máxima opti- mización del material, como las cimbras de avance o autolanzables. La compleja orografía española y la amplia evolución que el trazado ferroviario ha experimen- tado en los últimos años, ha motivado que tengamos un vasto conocimiento de esta última técnica. ¿Cuáles han sido los mayores proyectos de puentes/viaductos en los que ha participado Mecanotubo? Además de la construcción del viaducto de Valdetravieso en la línea de Alta Velocidad entre Plasencia y Badajoz que hemos comentado antes, otros ejemplos a destacar son el viaducto del río Arlanzón (Castilla y León), proyecto para el que Mecanotubo ha sido seleccionada por ser capar de ejecutar un pórtico de cimbra de 32 metros sin cuelgue en el tablero, o el revestimiento del mayor túnel de la Y vasca en Zumárraga (Guipúzcoa). Entiendo que los últimos puentes/viaductos que han ejecutado en España, o que están realizando ahora, están relacionados con el desarrollo de la red del AVE, ¿no? ¿Hay muchas diferencias en estos proyectos respecto a los que se realizan para carreteras/autovías? Sí, el desarrollo de la Alta Velocidad en España nos ha permitido estar presentes en un buen número de proyectos. Respecto a las diferencias con los proyectos en autovías, cabe señalar que las cargas en ferrocarril son mayores que para los viaductos de carretera. Además, el ancho del tablero en ferrocarril es mayor que el de carreteras. En este número de Ingeopres tiene protago- nismo la Geotecnia, donde Mecanotubo tiene una presencia destacada, con una división especiali- zada. ¿Qué ofrecen a través de ella? Relacionado con la Geotecnia, realizamos el proyecto, la instalación y el suministro de equipos de perforación hori- zontal con microtunelación e hinca de tubería, tablestacas, entubación y sistemas de agotamiento de nivel freático. ¿Dan ‘soluciones llave en mano’ que abarquen todo el proyecto, incluida la ingeniería inicial? Contamos con una serie de desarrollos técnicos capaces de satisfacer las necesidades constructivas de una obra al completo. De este modo, damos la opción de ofrecer proyec- tos llave en mano y una gestión integral. / ENTREV ISTA / 19 A pesar del ligero repunte que se aprecia en obra civil/pública en España, lo cierto es que aún estamos a una gran distancia de los niveles de inversión previos a la crisis. ¿Ha acelerado este cambio de escenario la expansión internacional de Mecanotubo? La internacionalización siempre ha formado parte de nues- tra estrategia, y hemos puesto un gran esfuerzo en que la compañía al completo asuma este objetivo. Consideramos la internacionalización como un cambio cultural, para lo que se deben modificar todas las estructuras de la empresa, orientándolas a ser realmente una multinacional. Por esa razón hemos comenzado fichando profesionales con mucha experiencia en el exterior, hemos creado estructuras fuer- tes en las filiales y estamos preparando la empresa para ser una multinacional. ¿En qué áreas/países tienen, a día de hoy, mayor presencia? ¿Tienen previsto acometer próxima- mente alguna iniciativa para aumentar su presencia fuera de España? Se trata de un proceso muy relevante en la estrategia de la compañía, que ya está presente en Polonia, Marruecos y México. Al igual que en España, operamos en estos lugares a través del desarrollo de todas nuestras líneas de negocio. Del mismo modo, trabajamos para nuestros principales clientes (grandes y medianas constructoras) en proyectos internacionales específicos dándoles apoyo allí donde lo necesiten. En estos casos, no creamos una filial ni estable- cemos una estructura fija, sino que nuestro personal se desplaza a ese territorio durante el tiempo que dure el proyecto. Los planes de futuro miran mucho al mercado exterior. Por ejemplo, desde México tenemos la intención de “atacar” la zona de América Latina (especialmente Colombia y Perú, con fuertes desarrollos de infraestructuras). De hecho, aunque en la actualidad el 75% de la facturación se obtiene de las obras que realizan en España, creemos que el apar- tado internacional irá ganando cada vez más peso. Por su experiencia internacional, ¿considera que la ‘Marca España’ está bien reconocida en este sector? España juega un papel fundamental en la obra civil. Su labor y conocimiento es reconocida de manera internacional y los profesionales de nuestro país son muy valorados. Por último, ¿qué sensaciones tiene respecto al 2015? ¿Considera que será un buen año para el sector? ¿Hay grandes proyectos para Mecano- tubo? Mecanotubo afronta el 2015 con optimismo. Es más, basán- donos en la cartera actual, se prevé que la facturación en 2015 alcance los 25 millones de euros. Del mismo modo, las perspectivas de contratación a corto plazo indican que el 50% de las ventas se producirán en el exterior. / “España juega un papel fundamental en la obra civil” IG239_016_019_Entrevista 26/02/15 17:15 Página 19 / GEOTERMIA Dentro de las cimentaciones termoactivas, existen los micropilotes autoperforantes Ischebeck Titan, cuya sonda coaxial permite el aprovechamiento de la energía geotérmica dentro de la propia cimentación profunda para la climatización, si no del 100% de la demanda energética, del mayor aporte posible, de la propia edificación. Se presentan los resultados de TRT de proyecto y un ejemplo práctico de aplicación conseguido. CIMENTACIÓN TERMOACTIVA CON INTERCAMBIADOR COAXIAL 1.- Introducción Una de las recientes aplicaciones dentro de la geotermia, es el aprovechamiento de las cimentaciones profundas proyectadas (pantallas, pilotes, micropilotes, y en general todas aquellas estructuras de hormigón armado de las cimentaciones), como elemento termoactivo; intercambia- dor de temperatura dentro de los sistemas de climatización geotérmica. Así pues, el elemento funciona como parte estructural de la cimentación y como sonda geotérmica, lo que permite un mayor ahorro y eficiencia en la inversión de la climatización de los edificios. Se trata pues de aprovechar la energía geotérmica de muy baja entalpía, temperaturas inferiores a 25°C, en la propia cimentación o elementos estructurales de las propias estructuras construidas. Existen ya en el mercado toda una gama de soluciones de intercambiador en cuanto al aprovechamiento de la energía geotérmica de las cimentaciones. Dentro de las cimentacio- nes profundas se ha extendido el uso de sondas en pilotes, pantallas y micropilotes. CARLOS ARENAS Y ALEX GIMÉNEZ, DE ISCHEBECK IBÉRICA S.L. 20 / Figura 1. Imagen de un pilote de perforación in situ con sonda geotérmica. IG239_020_023 Artículo Ischbeck 26/02/15 17:16 Página 20 / GEOTERMIA 2.- Desarrollo y proceso constructivo del micropilote geotérmico Titan En el contexto de un proyecto de investigación de Friedr. Ischebeck GmbH. con el soporte de la AIF (Federación Alemana de Asociaciones de Investigación Industrial), se realizó el siguiente proyecto: ‘Desarrollo de una combina- ción de Geotermia y un micropilote autoperforante como elemento portante,y optimización de la eficiencia energé- tica’, dando los ensayos de TRT (test de respuesta térmica) como resultado, los datos siguientes: El desarrollo tuvo lugar mediante la ejecución de un campo de pruebas de un total de 8 perforaciones de longitudes comprendidas entre 16 y 40 metros en un terreno de arenas saturadas en agua: • 4 x Titan 73/53 Material: aluminio • 3 x Titan 73/53 Material: acero StE 460 • 1 x Sonda Doble U Material: PEAD Los resultados obtenidos son del orden o incluso mejores que los de las sondas tradicionales doble U, dado que el acero tiene mejor conductividad térmica que el tubo PEAD. Con este avance, se pretende dotar a las posibles cimenta- ciones profundas mediante micropilotes con sistema auto- perforante, de la posibilidad de climatizar la edificación, si no del 100% de la demanda en climatización, el mayor aporte posible, mediante energía geotérmica. Las deman- das puntas pueden solucionarse con otro tipo de sistemas híbridos. / 21 Figura 2. Pilote de hinca. Figura 3. Ejemplo de micropilote tradicional con sonda tipo doble U. Figura 4. Ejemplo de micropilote autoperforante Ischebeck Titan con sonda coaxial. Sistema Nr. Profundidad Conductividad térmica Rendimiento según longitud (basada en una longitud promedio de 20 m) Sonda Doble U B/7 15,20 m 3,60 W/mK 105,35 W/m Titan 73/53 (acero S 460) B/10 17,50 m 3,78 W/mK 111,44 W/m Titan 73/53 (aluminio) B/5 25,30 m 3,68 W/mK 108,87 W/m Tabla I: resultados de conductividad y rendimiento según longitud de los diferentes tipos de micropilotes ensayados. IG239_020_023 Artículo Ischbeck 26/02/15 17:16 Página 21 / GEOTERMIA El proceso constructivo de los micropilotes autoperforantes Ischebeck Titan es el habitual y según el procedimiento ya conocido de Ischebeck Titan; perforación e inyección simul- tánea, dinámica y continua, con la salvedad que el primer tramo del micropilote tras la boca de perforación debe incorporar el pie de sonda (ver figuras 5, 6 y 7): Una vez acabada la perforación: - Inserción de la bola de cierre en el fondo/interior de la barra – pie de sonda, para dejar el conducto limpio - Inserción de un tubo flexible hasta el fondo lavando con agua el espacio interior de la barra. - Introducción de la sonda geotérmica / tubo de plástico PEAD de Ø 32 mm. e=2,9 mm. - Instalación de la cabeza de sonda - cabezal distribuidor geotérmico (ver detalle de la figura 8). Pasado un tiempo prudencial para que el cemento fragüe, se realizan las pruebas de estanqueidad y presión. Y final- mente, se recomienda para confirmar datos de proyecto la realización de TRT (test de respuesta térmica). 22 / Lechada de cemento a/c=0,4-0,8 Roto-percusión Perforación directa con barrido/lavado mediante agua, aire, lechada de cemento a través de la barra. Figura 5: proceso de perforación y barrido con lechada pobre. Figura 6: proceso de inyección definitiva. Figura 8: detalle de la cabeza de sonda, con las conexiones de entrada y retorno. Figura 9: detalle de micropilote geotérmico coaxial Ischebeck Titan 73/53. Figura 7: detalle del pie de sonda. Tubo de plástico Ø32x2,9 Taladros transversales Pie de sonda Cierre de bola Manguito de unión con anillo metálico central Pie de sonda Cabeza de sonda Conexión 32x1 1/2” adecuada para permitir el paso del tubo de plástico Tapón de purga 1/8 Sellado cabeza de sonda Conexión 32x1 1/2” Retorno Entrada Brida recta de 1 clavable al encofrada de la cimentación. Tras el desencofrado, se ejecuta el resto de la instalción Parámetro Lectura Temperatura de referencia del terreno 14,2 ºC Resistencia térmica del taladro rb 0,103 (m.K)/W Conductividad 1,8 W/(m.K) 3.- Ejemplo de aplicación En una instalación industrial de la empresa Neidhardt Grundbau GmbH en Hamburgo, Alemania, se realizaron cuatro micropilotes geotérmicos coaxiales Ischebeck Titan, que además constituían la cimentación de una grúa. La empresa Knabe Enders Dührkop Ingenierure GmbH, mediante el programa EED fue la encargada de calcular el potencial de intercambio térmico existente para su empleo en calefacción y su posible uso en modo de oscilación (cale- facción y refrigeración). Los micropilotes Ischebeck Titan 73/53 de unos 18,7 metros de longitud media se emplearon como fuentes de calor y sumideros de frío. Retorno Entrada Cabeza de sonda TITAN 73/53 Manguito de unión con anillo metálico central Pie de sonda Boca de perforación Cabeza de sonda Pie de sonda Tabla II: resumen de los resultados TRT de los micropilotes geotérmicos Ischebeck Titan 73/53. IG239_020_023 Artículo Ischbeck 26/02/15 17:16 Página 22 / GEOTERMIA Para el cálculo de una instalación con sondas geotérmicas se debe conocer la demanda energética para calefacción y refrigeración y su distribución por meses. En el cálculo mediante el programa EED se consideraron dos escenarios posibles de la cimentación geotérmica; el primero de ellos en funcionamiento monovalente para calefacción con los cuatro micropilotes, y el segundo en funcionamiento bivalente como almacenamiento oscilante (calefacción/refrigeración). Los parámetros empleados y los datos obtenidos se muestran a continuación: La evaluación del sistema de micropilotes en el estudio junto con la utilización de cementos mejorados térmica- mente proporcionó ratios de extracción del entorno de 100 W/m. Sin el empleo de cementos térmicamente mejorados, los ratios de extracción están en torno a 60 y 80 W/m. En función de los resultados se recomendó el funciona- miento según la segunda variante. 4. -Conclusiones La utilización de los micropilotes con sonda coaxial tipo autoperforante Ischebeck Titan 73/53 muestra que es una solución óptima de cara al aprovechamiento energético de las cimentaciones profundas mediante micropilotes. Los ratios de extracción son incluso superiores a los obtenidos con micropilotes tradicionales. La instalación en un único procedimiento de perforación e instalación de la sonda geotérmica supone una ventaja de / 23 Agradecimientos Los autores agradecen la colaboración al departamento y al equipo completo de exportación de Friedr. Ischebeck GmbH y a la empresa Neidhardt Grundbau GmbH, así como Pilosur, S.L. por el soporte y ayuda técnica prestada. rendimiento y de uso muy versátil, ya que no requiere de entubaciones ni revestimientos. Los micropilotes asumen cargas a tracción y/o compresión o combinadas, y, a la vez, actúan de sondas de captación geotérmica. Los valores son muy similares a los de las Sondas en Doble U y cumplen con la Directiva Térmica para Geoter- mia VDI 4640. Los costes suponen un ahorro del 25% en comparación con un sistema doble de cimentación más sonda termoactiva./ Variante 1 Calefacción Variante 2 Calef-refig Transmisividad térmica del terreno λ = 1,8 W/m/K (Resultado del TRT) Temperatura de referencia en el terreno 14,2 ºC (Resultado del TRT) Resistencia de la perforación 0,103 (mK/W) (Resultado del TRT) Fluido caloportador mezcla agua-glicol (punto de congelación: -14ºC) Micropilotes geotérmicos 18,7 m (longitud útil: 18,2 m) Nº de micropilotes geotérmicos 4 Tipo de sonda micropilote coaxial (sonda coaxial) Ø ext 73 mm Diámetro de los micropilotes 200 mm Separación entre micropilotes 3,3 m (valor medio) Factor de rendimiento estacional (calef.) β = 4,0 (valor estimado) β = 4,0 (valor estimado) Factor de rendimiento estacional (refrig.) β = 3,0 (valor estimado) Temperaturas límite Límite inferior: 0,0 ºC Límite inferior: 0,0ºC Temperaturas límite Límite superior: 30,0ºC Parámetro Variante 1 Calefacción Variante 2 Calef.-refrig Capacidad calentamiento 4,5 kW 6,0 kW Trabajo anual calefacción 5,85 MWh/a (aprox. 1300 h a plena carga) 7,2 MWh/a (aprox. 1300 h a plena carga) Capacidad refrigeración - 3,6 kW Trabajo anual refrigeración - 3,2 MWh/a (aprox. 900 h a plena carga) Tabla IV: Resumen de los datos de calefacción y refrigeración obtenidos. Tabla III: parámetros básicos para los cálculos con EED. IG239_020_023 Artículo Ischbeck 26/02/15 17:16 Página 23 / GEOTECNIAEl Lag Plot representa una herramienta matemática sencilla con muy diversos usos. Estos usos comprenden desde la determinación de la aleatoriedad de una serie temporal hasta la localización de datos que se desvían del cuerpo central de de los datos disponibles, también llamados outliers. Este hecho resulta de gran utilidad en la caracterización geotécnica, en especial en grandes proyectos donde una inmensa cantidad de información debe ser tratada de manera rápida y sencilla, mejorando los resultados que permiten los métodos clásicos de detección de outliers. CLASIFICACIÓN DE MUESTRAS Y DETECCIÓN DE OUTLIERS EN LA CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL TERRENO 1. Introducción La realización de una caracterización del terreno fiable comprende uno de los principales retos con los que la inge- niería geotécnica se enfrenta, al representar dicha caracte- rización una de las principales fuentes de incertidumbre en el proceso de diseño geotécnico y ser un factor determi- nante del mismo. Los parámetros resultantes de la caracterización deben ser obtenidos bien de resultados de ensayos de laboratorio o bien de mediciones realizadas tanto en campo como en laboratorio, por lo que se deberá lidiar no sólo con la incer- tidumbre inherente a la variabilidad de las propiedades del propio terreno sino a otros factores que la incrementan como pudieran ser los posibles errores humanos o los erro- res de medición en los ensayos. De este modo, tanto la variabilidad del propio terreno como el resto de factores añadidos muestran dicha incertidumbre asociada por medio de una dispersión más o menos amplia dentro de la muestra de resultados de ensayos de labora- torio o de mediciones de campo, generando desde agrupa- ciones de resultados entorno a ciertos valores hasta resultados que se alejan de la mayoría de los resultados, generalmente denominados ‘outliers’. JUAN LUIS HITA MARÍA, RODRIGO MARTÍNEZ ZARCO Y JUAN HERRERA HERBERT. DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA Y OBRAS SUBTERRÁNEAS. AECOM ESPAÑA. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 24 / IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 24 / GEOTECNIA Estos hechos deben ser estudiados por medio de técnicas adecuadas que permitan gestionar la incertidumbre de manera correcta. Por ello, estos métodos deben ser capaces de deter- minar sus causas con el fin de establecer rangos de variación fiables y representativos de cada parámetro, evitando de este modo dar lugar a caracterizaciones no representativas que desvirtúen tanto los resultados medios como el cálculo de la dispersión y de los rangos de variación de dichos parámetros. 2. Cálculo de intervalos y rangos de variación Simpson (2011) remarca la importancia de la acotación de los rangos de variación de los parámetros de cálculo dentro de valores esperables y suficientemente conservadores como un medio eficiente para evitar fallos en los diseños. La obtención de rangos de variación de los parámetros geotécnicos representa una herramienta muy útil para acotar la variabilidad natural del terreno. Esta acotación permite establecer fácilmente los límites y variables de cálculo en métodos como Montecarlo o Rosenblueth. De este modo, estos rangos de variación se deben estable- cer por medio del estudio de los resultados incluidos en la muestra, estableciendo unos límites superior e inferior adecuados a la realidad de los materiales estudiados. El establecimiento de unos límites superior e inferior adecuados obliga a detectar tanto posibles ‘outliers’ que aumenten la dispersión de la muestra como agrupaciones de parámetros, así como las posibles causas que provocan dichos hechos para su posterior estudio en base a criterios geológico-geotécnicos, que llevarán a su inclusión o exclu- sión del estudio. 3. Aplicación de los Lag Plots a la detección de agrupaciones de muestras y de outliers Una herramienta matemática que permite tanto la detección de outliers como de agrupaciones de valores es el denomi- nado Lag Plot. Esta herramienta se selecciona por su senci- llez de uso e interpretación, que se muestra a continuación. 3.1 ¿Qué es un Lag-Plot? Un Lag-Plot es una representación gráfica que muestra si una serie temporal es aleatoria o, por el contrario, existe algún tipo de correlación en la misma. Este tipo de repre- sentación gráfica muestra la existencia de alguna estruc- tura no aleatoria en los datos, lo cual indicaría que estos no podrían considerarse como aleatorios. Desde un punto de aplicación de esta representación gráfica al campo geotécnico no se dispondrá de ninguna serie temporal, sino de datos provenientes de ensayos o medicio- nes; sin embargo, este tipo de muestras también pueden ser analizadas por medio de los Lag-Plot como se muestra a continuación. Dentro del Lag Plot, se pueden distinguir dos series diferen- ciadas: - Serie desordenada: comprende una serie compuesta por los ensayos colocados desordenadamente. Por regla general colocados según se encuentren en las tablas de caracterización. Muestra la aleatoriedad de los resulta- dos. En este artículo se representa por medio de puntos rojos en todos los gráficos. - Serie ordenada: comprende la serie de valores del pará- metro ordenada de mayor a menor. Muestra las agrupa- ciones de valores y los posibles outliers y se representa como una sucesión más o menos lineal de puntos. En este artículo se representa por medio de puntos azules en todos los gráficos. Como se observa, es una repre- sentación lineal. En el caso que concierne al análisis de datos objeto de estu- dio, ambas series se representan con un ‘lag’ o paso de valor 1 entre sus valores en el eje x, que contendrá los valores correspondientes a Xi+1 y el eje y donde se representarán los valores de Xi. Esta notación corresponde al hecho que, una vez establecidas las series ordenada y desordenada, para su representación se deben colocar cada una duplicándola en dos columnas paralelas de n valores cada una. Para representar gráfica- mente los valores se tomarán parejas de valores tales que para cada valor i correspondiente al eje x le corresponda como pareja en el eje y el valor i+1 de la columna aledaña. Esta no coincidencia de valores corresponde al denominado paso o ‘lag’ de valor 1. Es decir, a cada punto i de la primera columna le corresponderá el valor i+1 de la siguiente. 3.2 Usos del Lag Plot en el análisis de ensayos de laboratorio en Mecánica de Rocas Generalmente, y desde un punto de vista puramente mate- mático, el Lag-Plot puede dar respuestas a las siguientes preguntas en el análisis de series temporales: - ¿Son los datos realmente aleatorios? - ¿Existe algún tipo de correlación en los mismos? - ¿Cuál es el modelo adecuado para tratarlos? - ¿Existen ‘outliers’ en los datos que se manejan? / 25 IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 25 / GEOTECNIA Si el uso se centra en las aplicaciones geotécnicas, las preguntas que conciernen a esta aplicación corresponderían a la primera y a la cuarta, especialmente esta última. A estas aplicaciones en geotecnia habría que añadirle la detección de agrupaciones de datos que deberán ser anali- zadas para determinar la causa de las mismas (diferentes litologías dentro de una misma unidad geotécnica, diferente grado de alteración o de calidad de la roca, diferentes labo- ratorios de ensayo, entre otros mucho ejemplos). Como se ha comentado anteriormente, en el análisis de las series de datos provenientes de ensayos de laboratorio o mediciones de campo en mecánica de rocas, no existirá, en la gran mayoría de los casos, una serie de datos temporales que correlacionar entre sí, sino una lista de resultados de cada una de las muestras ensayadas. Sin embargo, no es el propósito del tipo de estudio geotéc- nico propuesto establecer autocorrelaciones, ya que la fina- lidad del mismo será establecer tanto la existencia de valores fuera de rango como de posibles agrupaciones de datos que serán analizadas posteriormente en términos geológico-geotécnicos para establecer sus causas. Por último, es extremadamente importanteremarcar que su aplicación siempre debe realizarse primando el criterio geoló- gico-geotécnico sobre el criterio matemático, que simple- mente es utilizado como una herramienta auxiliar al conocimiento de los datos tratados y nunca como criterio único. Un resumen de los usos de Lag-Plot con ejemplos de su uso es el siguiente: a) Detección de outliers La detección de outliers se realiza por medio de una inspec- ción de la distribución de la serie ordenada. Al estar repre- sentada por una serie lineal de puntos, se podrá distinguir en la misma aquellos puntos que quedan alejados del cuerpo central de resultados, ya sea por encima o por debajo de estos. Un ejemplo se muestra a continuación: En cuanto a la localización de outliers, se pueden comentar los siguientes aspectos a tener en cuenta. Siempre será nece- sario la verificación de las causas de la desviación de esos puntos. Es decir, una vez localizados por medio del diagrama, se deberá siempre comprobar las causas de la misma para su eliminación de la muestra de datos a analizar. Algunas de las posibles causas que causas dichas desvia- ciones pueden ser: - Causas geológicas: los puntos corresponden a muestras cuya desviación puede explicarse por causas puramente geológico-geotécnicas (grado de alteración, calidad de la roca, presencia de fracturas en la muestra ensayada, etc.). - Propia variabilidad del terreno: En este caso, los datos corresponden a muestras aisladas cuyos resultados divergen de la mayoría. En este caso se debe obrar con cautela e intentar buscar una causa geológica, ya sea puntual para dicha muestra o más general (muestra que pertenece a una zona de mala calidad poco estudiada o muestras con altos contenidos en carbonatos, hierro o cuarzo, por ejemplo). Por lo tanto, se debe determinar que dicha muestra no es representativa del global de la calidad global de la roca estudiada para su eliminación de la muestra que debe ser representativa de la misma. - Errores humanos: tanto de medición durante el ensayo como a la hora de transcribir los datos (errores de escri- tura, de unidades, muestras pertenecientes a otras unidades que “se cuelan” por error, etc.). b) Localización de agrupaciones de datos Al igual que en el caso de los outliers, la serie ordenada también podrá representar agrupaciones de valores dife- renciadas. 26 / Al igual que sucedía en el caso de los outliers, las causas de dichas agrupaciones también deben ser estudiadas con detalle. Cabe destacar dos aspectos principales que, entre otros, pueden causarlas: - Falta de muestras suficientes: en muestras con escaso número de ensayos o mediciones se pueden dar agrupa- ciones que al incrementar el número de ensayos se disi- pan al ser esta su causa. - Causas geológicos-geotécnicas: Las agrupaciones pueden explicarse por su correlación con otro parámetro geológico-geotécnico. Los parámetros más útiles y con rápida correlación son el grado de alteración y/o el índice de calidad del macizo rocoso. IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 26 / GEOTECNIA Por último, por medio de estas dos aplicaciones es posible establecer los rangos de variación de la muestra disponible. En primer lugar, al eliminar los extremos que desvirtúan los resultados de valor medio y de dispersión así como la distribución de la misma, se consigue establecer unos parámetros de cálculo limitados a unos valores realistas y justificados; por otro lado, al establecer agrupaciones de datos y darles una explicación geológica, permite tramifi- car los parámetros de una manera rápida, lo cual redun- dará en unos parámetros de cálculo más realistas para cada calidad del macizo rocoso. Por ejemplo, al establecer diferentes agrupaciones, es posi- ble establecer dentro de una misma distribución estadística general de una determinada unidad geotécnica los límites de valores que deben ser usados para cada calidad del macizo rocoso. 4. Métodos clásicos de detección de outliers y de estimación de rangos de variación. Comparativa y usos conjuntos con el Lag-Plot Entre los posibles métodos se proponen los siguientes métodos como métodos más usuales para el estableci- miento de rangos de variación y detectar valores anómalos: - Criterio de las 3 desviaciones típicas: este método conforma un método rápido para realizar una primera estimación de los rangos de variación. Se debe ser cauteloso, puesto que el método supone la distribución normal de la muestra y, al basarse en la media y la desviación típica, es afectado por los ‘outliers’: (min, max) = (μx - 3 • μµx + 3 • σ) - Cálculo de valores anómalos: se basa en el cálculo de un límite inferior y un límite superior en base al rango intercualtílico definido por el primer y tercer cuartil de la muestra. Al igual que el anterior, es afectado por los propios outliers: Lím.inf.=Q1- 1,5 • (Q3 - Q1) Lím.sup.=Q3- 1,5 • (Q3 - Q1) Siendo μx la media aritmética; σ la desviación típida y Q1 y Q3 los cuartiles 1° y 3° de la muestra analizada. Como es conocido, existen otros métodos apropiados para el estudio de los rangos de variación y detección de ‘outliers’ como pueden ser los referidos al estudio de los residuos en una regresión lineal; sin embargo, desde el punto de vista de la simplicidad, de la rapidez de cálculo y de la facilidad de uso por medio de geotécnicos con pocos conocimientos en materia estadística, se entiende que estos son los más apropiados y de mayor uso. 4.1 Comparativa de los diferentes métodos propuestos y usos conjuntos. La principal ventaja que ofrece el Lag-Plot sobre los méto- dos mencionados es que, al tratarse de una representación puramente gráfica y no necesitar calcular ningún parámetro a partir de los estadísticos de la muestra, este no se ve afec- tado por los propios outliers, como se ha comentado en el punto anterior que ocurre con las técnicas clásicas. Debido a este punto, los métodos clásicos pueden dar lugar a valores máximos y mínimos incoherentes con la realidad –valores negativos, por ejemplo- para muestras de resulta- dos con coeficientes de variación elevados (>50%). Al ser usuales estos coeficientes de variación en la práctica geotécnica, este constituye un punto a favor del uso de representaciones gráficas como el Lag-Plot frente a las otras formulaciones. Asimismo, el Lag-Plot permite subdividir la muestra de resultados por medio de análisis de las posibles agrupacio- nes que puedan formarse. Caso Práctico Para aclarar estos hechos se tomará como ejemplo una muestra con resultados de una campaña de investigación realizada en Granito cuya muestra de resultados reporta una distribución estadística incoherente por motivo de la influencia de los outliers. Tanto la distribución resultante como los límites calculados por métodos clásicos se muestran a continuación: En este caso, debido a una serie de resultados muy elevados y algunos cercanos a 0, la desviación típica de la muestra es alta, lo que obliga a la distribución teórica a extenderse más / 27 IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 27 / GEOTECNIA allá de 0 y sensiblemente por encima del valor máximo registrado. De igual modo, los límites calculados por métodos clásicos resultan o bien incoherentes o bien excesivamente elevados. En el siguiente Lag Plot se puede observar la distribución de las muestras y sus valores mínimos y máximos. Como se observa, existe un grupo destacado de muestras con resul- tados muy elevados, siendo el resto, aparentemente, homo- géneos: El problema de que una distribución se extienda más allá de 0 hacia valores negativos podría paliarse truncando la función de distribución y estableciendo que ningún valor pueda ser menor a 0 en el cálculo; sin embargo, partiendo de que se posee un número suficiente de muestras ensaya- das, parece más razonable en vistas al Lag-Plot el investigar las causas de la agrupación de muestras superior, tomando como representativas las inferiores a 700 kg/cm2, y, poste- riormente, de la distribución de este subgrupo. Una vez sacadas del análisis las muestras superiores,se provoca que la propia distribución varíe con respecto a la mostrada anteriormente. La comparativa con la anterior se muestra a continuación: A pesar de ello, se sigue extendiendo más allá de 0. Existiría la opción de usar la distribución Lognormal, que no permite valores menores a 0; sin embargo, en este caso, la distribución normal es la que mejor se ajusta a la distribu- ción de la muestra –a excepción de valores pequeños -. Si se continúa el análisis variando la escala del Lag Plot de manera que el máximo sea menor a 700 kg/cm2 y se centra la atención en la mayor agrupación de muestras, el resul- tado es el siguiente: Como se muestra, a primera vista se pueden identificar 4 grupos diferenciados. Si se analizan estos grupos por grado de alteración se obtiene: Como se observa, existen variaciones en la R.C.S según el grado de alteración, de manera que pueden establecerse 3 subdivisiones: - Grado III – IV: R.C.S <200 kg/cm2 - Grado II – III 200 < R.C.S < 450 kg/cm2 - Grado II R.C.S > 450 kg/cm2 Obteniéndose las siguientes distribuciones: 28 / IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 28 / GEOTECNIA Únicamente se registran valores menores a 0 para una probabilidad menor a 0,01 en el caso de grado IV, por lo que se considera aceptable. Además, es posible gestionar los valores inferiores de la misma para reducir completamente este problema. Asimismo, se ha conseguido segmentar la muestra según un posible índice de calidad del macizo, reduciendo la dispersión en cada tramo y englobando toda la distribución anteriormente calculada. Cabe comentar que, según se puede observar en el gráfico, el valor medio de cálculo en el caso de la distribución global de la muestra correspondería a valores de grado de altera- ción III-II, pudiendo ser poco representativo del grado IV. Incluso el valor característico de esta muestra se encontra- ría por encima del límite superior de 3 desviaciones típicas de la distribución correspondiente al grado IV. De este modo, se puede afirmar que, incluso el valor carac- terístico podría resultar un valor poco conservador en zonas de grado de alteración IV, lo cual refuerza la necesidad de segmentar la muestra de resultados de ensayos en función algún parámetro de calidad del macizo rocoso. Cabe comentar que, al igual que se ha realizado la correla- ción con el grado de alteración, esta podría realizarse con cualquier indicador de calidad del macizo rocoso como el R.M.R., G.S.I, etc Por último, una vez establecidas estas distribuciones, se podrían establecer unos límites de cálculo superiores e infe- riores por medio de los límites clásicos. En este caso se debería tener cuidado de que el conjunto de los intervalos de cálculo tengan en cuenta la globalidad de la muestra. Conclusiones En el presente artículo se ha mostrado algunos de los posi- bles usos aplicados a la caracterización geotécnica del Lag- Plot como medio de detección de outliers y de clasificación de muestras y de conjuntos de las mismas. En base a lo expuesto anteriormente, se pueden extraer las siguientes conclusiones: - El uso correcto de representaciones estadísticas gráficas como el Lag-plot permite una rápida y menos confusa determinación de valores fuera de rango, así como una detección de agrupaciones de valores más sencilla, rápida y visual. - El uso de estas técnicas requiere de experiencia, no sólo en su utilización, sino en la caracterización geotécnica en general. Su uso para la eliminación o agrupación de muestras sólo debe realizarse bajo un criterio basado en factores geológico-geotécnicos y no puramente matemá- ticos. - Asimismo, para una correcta utilización se debe conocer conceptos básicos de estadística, como el ajuste de funciones de distribución. - Su empleo resulta más sencillo, rápido y visual que el de los métodos clásicos expuestos, no siendo afectado por los propios datos, como sí ocurre en dichos métodos. - Por el contrario, es posible usarlo en conjunto con las técnicas clásicas mencionadas, ya que puede ser una técnica complementaria a las mismas. / / 29 Bibliografía [1] Baecher. G, Chistian. John T. (2003). “Reliability and Statistics in Geotechnical Engineering”. Ed. Willey. [2] Cochran, W.G. (1997) “Sampling techniques”. Ed. John Wiley &Sons Inc. Nueva York, Toronto (1997) [3] Einstein, H.H. (1994): “Determination of rock engineering properties - objective and subjective assessment of uncertainty”. Keynote Lecture, Proc. 4th South American Congress on Rock Mechanics, Santiago de Chile. [4] Fenton, G. (1997). Probabilistic Methods in Geotechnical Engineering Workshop presentado al “ASCE GeoLogan’97 Conference”, Logan, Utah. Julio 1997. [5] Hoek, E. and Palmieri, A. “Geotechnical risks on large civil engineering projects” Keynote address for Theme I – International Association of Engineering Geolo- gists Congress, Vancouver, Canada, September 21 to 25, 1998 [6] Simpson, B. (2011) Reliability in geotechnical design – some fundamentals. ISGSR 2011 - Vogt, Schuppener, Straub & Bräu (eds) - © 2011 Bundesanstalt für Wasserbau [7] Valley, B., Kaiser, P.K., y Duff, D. (2010). “Consideration of uncertainty in modelling the behaviour of underground excavations”. Proceedings of Deep Mining: 5th Inter- national Seminar on Deep and High Stress Mining, Santiago, Chile. Editado por M. Van Sint Jan and Y. Potvin. Australian Centre for Geomechanics. pp. 423-436. IG239_024_029 Artículo Aecom 26/02/15 17:17 Página 29 / GEOTECNIA El Eje Atlántico constituye un corredor ferroviario de alta velocidad situado a lo largo de la costa Oeste de Galicia, que permitirá conectar directamente las ciudades de Vigo, Santiago de Compostela y A Coruña. Como consecuencia de la orografía irregular de la zona, se han previsto 37 túneles (59,2 km de longitud acumulada, que supone un 38% del recorrido total) y 32 viaductos (14,9 km de longitud acumulada, que supone un 6% del recorrido total) (I). El viaducto sobre el río Ulla en su desembocadura en la ría de Arousa (entre las localidades de Catoira y Rianxo, en Galicia), presenta un vano de luz máxima de 240 m, que es la mayor de todos los viaductos del eje. Sus apoyos quedan dentro de la ría, y debido a la presencia de depósitos aluviales de gran espesor, hace necesario cimentar mediante pilotes de 1,5 m de diámetro empotrados en el macizo granítico subyacente. Las complejas condiciones de trabajo requirieron de un control en obra muy intenso, a fin de poder obtener las condiciones estructurales de diseño. En esta primera parte del artículo se describe la ejecución de estos pilotes: criterios de diseño, investigación geotécnica específica, procedimientos de perforación, aceptación de la longitud del empotramiento en obra, labores de limpieza de la punta, y hormigonado, así como una breve descripción de las medidas adicionales que se adoptaron. EJECUCIÓN DE PILOTES DE GRAN DIÁMETRO EN EL VIADUCTO SOBRE EL RÍO ULLA EN LA RÍA DE AROUSA (1ª PARTE) ALEJANDRO CANTARERO LEAL. ING. C. C. Y P. DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA. TYPSA / CARMEN CASAS AGUDO. ING. C. C. Y P. SUPERVISIÓN DE OBRAS. TYPSA 30 / IG239_030_037 Artículo Typsa 26/02/15 17:17 Página 30 / GEOTECNIA Descripción del viaducto El viaducto presenta una tipología de tablero metálico en celosía de doble acción mixta. Tiene una longitud total de 1.620 m, cuyos tres vanos centrales tienen una distribución de 225 m+240 m+225 m (II). En total, el viaducto tiene 11 pilas, de las que las pilas 5, 6 y 7 se proyectaron dentro del cauce (III) (Fig.1). Durante los años 2009 a 2011, se llevaron a cabo las activi- dades necesarias para la ejecución de las cimentaciones diseñadas en proyecto para el viaducto sobre el río Ulla. Las cimentaciones se apoyaron todas en roca. Todos los apoyos se realizaron mediante zapatas cimentadas en un macizo rocoso granítico sano, excepto las pilas 5 y 6 (Fig. 2), que se cimentaron mediante pilotes empotrados en roca (Foto 1). Las cimentaciones profundas consisten en encepados de grandes dimensiones apoyados en pilotesde 1,5m de diámetro. Los pilotes se empotran en el substrato rocoso de la ría un diámetro (IV) (Tabla 2). El proyecto establecía empo- trar los pilotes dos diámetros (V), pero se concluyó (VI) que las condiciones geotécnicas del substrato rocoso y la rigidez del viaducto permitían reducir este valor. Condiciones de trabajo en la ría La ejecución de estos pilotes estuvo condicionada por la posición de los apoyos dentro del cauce actual del río Ulla. Para posibilitar estos trabajos, fue necesaria la ejecución de islas artificiales temporales, consistentes en recintos doble- tablestacados rellenados con material granular vertido (Foto 2). Sobre estas islas se realizaron todas las labores para la ejecución de los pilotes. Con este diseño de plataformas de trabajo se permitió la ejecución de la perforación y hormigonado de los pilotes en condiciones convencionales, ya que se realizaba desde la superficie de la plataforma, si bien en condiciones meteo- rológicas especialmente adversas, con bajas presiones, y mareas vivas, la lámina libre del agua alcanzaba una cota próxima a la de la plataforma de trabajo (Foto 3). En el fondo de la perforación de los pilotes se acumulaba agua de infiltración, procedente de la ría, y que condicionaba la estabilidad de las paredes de excavación en los tramos de suelos y roca alterada. Mediante la hinca de entibación metálica, se redujeron los riesgos de contaminar el fondo por el desprendimiento de estos materiales, y de generar volúmenes de sobreexcavación importantes. Debido a la dificultad de empotrar la entibación en la roca sana no se consiguió evitar inestabilidades puntuales en la excavación de algunos de los pilotes. / 31 Figura 1. Alzado longitudinal del viaducto del Ulla. Fotografía 1. Vista panorámica según el eje de los trabajos del viaducto del Ulla. Figura 2. Detalle del alzado longitudinal de los apoyos de las pilas 5, 6 y 7. Tabla 2. Características de las cimentaciones pilotadas en las pilas P5 y P6. FUNCIÓN EMPRESAS/ORGANISMOS Entidad promotora Ministerio de Fomento -ADIF Constructora UTE Río Ulla (Dragados - TECSA) Subcontratista para ejecución de pilotes Geocisa - Cimentalia Asistencia Técnica Técnica y Proyectos, S.A. Asistencia técnica especializada IDEAM Proyecto de construcción IDEAM - Euroestudios PILA DIMENSIONES DE ENCEPADOS (m2) NÚMERO DE PILOTES LONGITUD ACUMULADA DE PILOTES (m) VOLUMEN DE HORMIGÓN EN PILOTES (m3) ACERO ARMADO EN PILOTES (KG) Pila P5 30,0 mLx25,5 mT 42 (6x7) 654 1.156 153.964 Pila P6 34,5 mLx30,0 mT 56 (7x8) 545 864 252.961 TOTAL 1.800 98 1.199 2.020 406.925 IG239_030_037 Artículo Typsa 26/02/15 17:17 Página 31 / GEOTECNIA Por su lado, las labores de excavación del relleno dentro del recinto interior de tablestacas, el descabezado de pilotes y la ejecución del encepado se hicieron en condiciones predomi- nantemente secas, gracias a la impermeabilización del recinto interior mediante un anillo de jet-groting en la zona de contacto de la tablestaca con el estrato rocoso, contro- lando en todo momento mediante pozos de control y bombeo la aparición de pequeñas filtraciones de agua puntuales. Especificaciones técnicas de los materiales estructurales Los pilotes se construyeron con un hormigón tipo HA- 35/B/20/IIIc/Qb y un acero para armar de calidad B500S (VII). La necesidad de adoptar un hormigón de resistencia de 35MPa reside fundamentalmente en la necesidad de garantizar la durabilidad en estas condiciones de exposición. Pero, a su vez, también permite cumplir con las exigencias derivadas de los estados tensionales previstos por las cargas de diseño. La carga máxima (VIII) estimada por pilote en proyecto es de 1.240Tn para un diámetro nominal de 1500 mm. Esto supone una tensión de trabajo del orden de 7MPa. El diámetro del pilote en el tramo de roca se redujo a 1400 mm por causas de ejecución. Esta reducción supuso un incremento en el valor de esta tensión de trabajo, que pasó a ser de 8MPa. Esta circunstancia redundó en la conveniencia de adoptar medidas adicionales que permitiesen reforzar las condicio- nes de ejecución y funcionamiento del pilote, fundamental- mente en la zona del empotramiento. Si se aplica como referencia el Código Técnico de Edificación (CTE), para pilotes in-situ con un hormigón de 35MPa de resistencia característica y entubado, el tope estructural obtenido con estas condiciones es del orden de 8,4MPa. Con un control de ejecución intenso, según esta norma se puede incrementar en un 25% adicional, por lo que alcanza valores del orden de 10,5MPa. En cualquier caso, estos valores son muy superiores a los tradicionalmente aplicados, que están comprendidos entre 4MPa y 6MPa. Las cuantías de acero difieren entre los pilotes de la pila P5 y la P6. En la primera, la cuantía necesaria es del orden de 133 kg/m3 frente a 292 kg/m3 en la pila P6. Esta importante diferencia reside fundamentalmente en tres causas, rela- cionadas todas ellas con las diferencias de longitudes de pilotes que afectan de manera directa a la rigidez estructu- ral de los mismos. En primer lugar, la longitud promedio de los pilotes de la Pila 6 es del orden de 9,5m, muy inferior al promedio de 15,5m de los pilotes de la Pila 5. Esto es debido a que el substrato rocoso competente está más próximo a superficie en la Pila 6 que en la Pila 5. Como segunda causa, en la pila 6 se detectó una variación de cota importante del techo del substrato rocoso, con un aumento de profundidad hacia el centro del cauce. Más adelante se incluyen los perfiles estratigráficos en sentido longitudinal de cada pila. Esta diferencia de longitudes en pilotes tan cortos hizo necesario el refuerzo mediante arma- 32 / Fotografía 2. Isla artificial del apoyo de la Pila 5. Fotografía 3. Trabajos en la isla de la Pila 5 en condiciones meteorológicas extremas. Fotografía 5. Excavación de la zapata de la pila 9. Fotografía 4. Excavación de la zapata de la pila 3. IG239_030_037 Artículo Typsa 26/02/15 17:17 Página 32 / GEOTECNIA dura en las tres filas de pilotes más cortos, situadas a menor PK, sin mayor repercusión ya que esta medida se adoptó antes del inicio de los trabajos. Por último, a medida que se iban ejecutando cada uno de los pilotes, se hizo patente la irregularidad del techo rocoso, con unas diferencias de profundidades en pilotes adyacentes en la misma fila de hasta 6 metros. Ante esta situación, se realizó de nuevo un recálculo estructural en el que se comprobó la necesidad de reforzar algunos de ellos mediante la ejecución de micropilotes en el fuste. Condiciones geológicas y geotécnicas de cimentación Las excavaciones de las zapatas de las pilas del viaducto ubicadas en las orillas del río se realizaron con anterioridad a la ejecución de los pilotes, de tal manera que se pudo reconocer en detalle las características geotécnicas del macizo rocoso. Además, en fase de diseño se realizaron un total de 4 sondeos en la Pila 5, y 3 sondeos en la Pila 6, además de 16 ensayos de penetración dinámica para reco- nocer el espesor y la compacidad de los suelos. En fase de ejecución, se realizaron preforos monitorizados en los ejes de los pilotes de la Pila 5, previo al inicio de la perforación de los pilotes. El macizo rocoso sano está formado por granitos de anate- xia migmatizados. En las excavaciones de las zapatas, se identificaron claramente un granito sano de color azul (Foto 4) y un granito sano de color marrón (Foto 5). El primero predomina en la orilla Sur mientras que el segundo en la Norte. El contacto, que será irregular, se estima que está en la zona de inundación, por lo que no pudo cartografiarse. La campaña geotécnica que se realizó no demostró que la respuesta geotécnica de ambas rocas granitoideas fuera muy diferente, de tal manera que los parámetros geotécni- cos adoptados en diseño fueron los mismos (Tabla 3). De los resultados de la campaña, se constató que los niveles de mayor alteración del macizo rocoso parecían haber sido arrastrados por la acción erosiva del río, de tal manera que bajo los depósitos aluviales
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