martes, 5 de mayo de 2015

PILOEDRE, algo nuevo en cimentaciones.


      A veces una pregunta tan inocente, como la que nos hacía Bugs Bunny en sus historietas, realmente nos situa en una posición bastante delicada.
 
      Por un lado nos está llamando viejos, que no mayores o antiguos, ni tan siquiera tradicionales, y por otro, en el momento que no podemos responder,  constata nuestra vejez, y eso, a partir de una cierta edad, jode, y mucho.
 
El artículo de hoy responde positivamente a la pregunta.
 
BUGS BONNY: Que hay de nuevo viejo??
JUANJO: Pues ya ves, un PILOEDRE, un nuevo concepto de cimentación para estructuras ligeras. Y tú, que hay de nuevo, viejo?
 
QUE GANAS TENÍA, me siento mucho mejor.
 
Dejemos al amigo Bugs y hablemos del PILOEDRE, espero haber despertado vuestra curiosidad, se trata de un proyecto personal en el cual he volcado y estoy volcando mucho, entre otras cosas me ha quitado tiempo para este BLOG, cosa que lamento, pero uno, cuando se encuentra un reto así, le cuesta administrarse.

La idea no es nueva, productos similares ya están disponibles en otros países, incluso algunos de ellos han tenido su sitio en este blog, por ejemplo aquí y aquí.


QUÉ SON LOS PILOEDRES?

 
Los PILOEDRES son elementos prefabricados pensados para sustituir, en estructuras ligeras (peso inferior a 5 tn), tipologías tradicionales de cimentación como puedan ser pozos de cimentación o zapatas aisladas.

 
Para una persona sin preparación específica son de fácil y rápida instalación, utilizando maquinaria manual. Además de implicar un mínimo impacto en el entorno del punto de instalación, se pueden desinstalar, corrigiendo posibles errores de instalación, e incluso reutilizar en otro emplazamiento. Así mismo son empaquetables y transportables con gran facilidad



Se componen de una pieza de hormigón armado, manejable manualmente (peso < 30 kg) atravesada por tuberías de acero, las cuales son clavadas en el terreno mediante un martillo manual comercial. La conexión con las estructuras a soportar se realiza con una pieza roscada que permite adaptarse a cualquier tipología de soporte.

 

Los PILOEDRES, gracias a la óptima utilización de materiales y a la posibilidad de ser desmontados y reutilizados, implican un impacto medioambiental muy inferior al asociado a las soluciones tradicionales.

 

POR QUÉ LOS PILOEDRES???

 

En el caso de estructuras ligeras, las cimentaciones tradicionales se pueden simplificar pero personalmente considero que continúan siendo anacrónicas con muchas tipologías de estructuras a cimentar, las cuales, cada vez más, tienen un carácter más industrializado, modulado y/o prefabricado.

 

Los PILOEDRES se caracterizan por:

 

·       Prefabricación completa de los elementos que lo forman, consiguiendo altos estándares de calidad.

·       Optimización de materiales. Los mecanismos resistentes implicados en el funcionamiento optimizan la cantidad de materiales a utilizar.

·       Diseño del empaquetado de las piezas que forman el PILOEDRE garantizando unos costes y posibilidad de transporte adecuados para proveer un mercado extenso.

·       Facilidad de instalación. Los procesos de montaje se han diseñado para que cualquiera pueda instalar un PILOEDRE con medios accesibles para el público no profesional.

·       Mínima ocupación en el punto de instalación. El PILOEDRE implica una actuación superficial de no más de 30*30 cm.

·       Posibilidad de desmontaje y reutilización en un nuevo emplazamiento, para otra estructura.

·       Adaptabilidad a una gran diversidad de estructuras, pudiéndose conectar éstas, con el PILOEDRE, mediante una pieza roscada, siendo capaz de soportar tanto esfuerzos de compresión, tracción, laterales y momentos.

 

 

Los PILOEDRES espero que doten al mercado de una nueva herramienta que puede representar una mejora competitiva para productos que impliquen la necesidad de resolver una cimentación ligera. El hecho de poder solucionar la problemática de cimentación mediante un  producto claramente más evolucionado que las soluciones tradicionales, puede implicar una importante ventaja competitiva, tanto a nivel nacional como internacional.

 
CÓMO SE INSTALAN?
Los PILOEDRES pretenden ser una herramienta que simplifique la actual forma de instalación de las cimentaciones, integrando desde la optimización de los materiales hasta la instalación, pasando por la logística de llegar allí donde sea necesario, todo esto, con criterios de mínimo impacto ambiental.

Las fases de instalación son las siguientes:
 
Llegada de los componentes
 
 
 
Posicionado de la pieza de hormigón
en un hueco de 30*30 cm.
 
 
 




Inicio del clavado manual de
los tubos y nivelación
 
 


 
 
Clavado de los tubos con martillo eléctrico.
 
 








CÓMO SE DESINSTALAN?

 

Los PILOEDRES son desmontables y reutilizables, esto implica un importante cambio respecto a la actual percepción sobre las cimentaciones, pasando de ser éstas, unos elementos que se construyen para cada elemento estructural a soportar, quedando después  en el terreno con el consiguiente impacto, a ser unos elementos que, una vez no sean necesarios, pueden extraerse y reutilizar para soportar otra estructura.
 






CAPACIDAD DE LOS PILOEDRES?

 

A fecha de este artículo estoy volcado en la determinación de la capacidad de los PILOEDRES.  Dado que las características técnicas del PILOEDRE no se asocian a tipologías tradicionales, el análisis de su capacidad lo baso en dos frentes de estudio.

·       Métodos numéricos

·       Pruebas de carga

El objetivo de estos análisis es llegar a unas recomendaciones de diseño simples y operativas .


Métodos numéricos


Utilizo metodologías como el Método de los Elementos Finitos, realizando modelos que permiten acercarse al funcionamiento mecánico de los PILOEDRES.




          Como ejemplo, abajo os dejo, la comparación entre el funcionamiento de una cimentación superficial (zapata) respecto a un PILOEDRE. Se ha observado que el comportamiento es similar en diferentes tipos de terreno.





Pruebas de carga

 
He diseñado una metodología de pruebas de carga enfocada a realizar numerosas pruebas de compresión, tracción, esfuerzos laterales y flectores. Las pruebas de carga me permiten estudiar las capacidades de los PILOEDRES en diferentes tipologías de terreno.
 




Abajo os dejo unas cuantas imágenes


PRUEBAS A COMPRESIÓN









PRUEBAS A TRACCIÓN








Son muchos los PILOEDRES ensayados, realmente me lo he pasado bomba rompiendo, apretando, estirando y retorciendo.





Los ensayos sobre los PILOEDRES son de diferentes tipos, algunos hasta la rotura de la pieza de hormigón, otros hasta el doblado de los tubos y otros simplemente analizando su comportamiento. Todos estos ensayos están dando interesantes datos sobre las capacidades de los PILOEDRES para soportar esfuerzos de cimentación.
 

















CUAL ES EL FUTURO DEL PILOEDRE?

 

Considero que la tecnología actual de cimentaciones ligeras es mejorable y que los medios actuales nos proporcionan herramientas que permiten hacer cambios radicales. Tengo la certeza que el PILOEDRE puede ser un excelente producto para conseguir estandarizar un concepto tan heterogéneo como son las cimentaciones de estructuras ligeras mediante un producto industrializado, de fácil empaquetado, montaje y transporte.

 

Soy consciente que el PILOEDRE no implica una tecnología de última generación, ni nuevos materiales, ni tan sólo procesos especialmente elaborados. Esta propuesta pretende únicamente resolver, de forma más eficiente y con menos impacto ambiental, una problemática habitual, cimentar miles o, mejor dicho, millones de estructuras ligeras que, aunque no las tenemos presentes, nos rodean i continuamente las utilizamos. Esto pasa en Barcelona, España y, que yo sepa, en Europa y el Mundo.
 



 Para el que quiera saber algo más sobre el PILOEDRE,  podrá ver éste en CONSTRUMAT donde personalmente estaré ( los días 19 a 23 de Mayo)encantado de hablar con quien quiera dedicame algo de su tiempo.

Mientras, os dejo un enlace a un vídeo que refleja bastante bien lo que es el PILOEDRE.
 








 
 
 
Gracias por vuestro tiempo
juanjo





19 comentarios:

  1. Enhorabuena, me parece una idea fantástica.
    Sería una mejora sustancial al montaje actual de los lanza misiles del ejercito.
    Este tipo de anclajes pienso que mejora la estabilidad al sistema de placas actual.
    Para Jaimas y cimentaciones de construcciones textiles tambien puede tener aplicación.

    Juanjo que piensas si al macizo le das formas de tetrapodo y en sus brazos clavas los tubos decalados 120 grados. Sería un cimiento muy estable.

    Saludos,

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    1. Juan, gracias por tu tiempo Y comentario.
      A fecha de este correo parece que el PILOEDRE, con el actual diseño soporta entre unas 4 Tn en terrenos blandos (SPT=>5) y 10 Tn en terrenos medios (SPT>=25), esto para esfuerzos de compresión. En esfuerzos de tracción estamos en una capacidad entre 1,5 y 3Tn. a estos valores se deberían aplicar los correspondientes coeficientes de seguridad.
      Respecto a contemplar otros diseños
      Todo se andará.

      Gracias otra vez

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  2. Hola Juanjo. Tiene muy buena pinta el desarrollo.
    Siguiendo con la entrada anterior y con ganas de aportar dejame hacer algunas preguntas de abogado del diablo ( de buen rollo).
    Porqué 4 patas y no 3?
    Has pensado en varilla roscada?, para poder incarlo incluso sin energía eléctrica.
    Has pensado en una versión ligera? , con la pieza central de material plástico
    Podría haber una versión "beach"?, para la sombrilla de la playa.

    Insisto en que son preguntas para aportar.
    Una vez más enhorabuena por el invento. Hace falta aire fresco, en el mundo de las cimentaciones y en el mundo en general.
    Saludos
    Javier del Agua

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    1. De momento he considerado 4, pero estoy valorando una opción con tres.
      Trabajo con tubos lisos, el mecanismo de contacto entre los tubos y el hormigón es por fricción y los tubos entran picando sobre ellos.
      De hecho la versión con tres tubos es más ligera
      No he pensado en piezas de plástico, es una posibilidad.
      La vesión beach ya existe, el PILOEDRE, no es ningún invento nuevo, está inspirado, por ejemplo en mecanismo de cimentación de vallas o postes etc.
      Gracias por tu interés JAvier

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  3. Felicidades Juan Jose,

    Creo que es una idea original y práctica, sobre todo para estructuras ligeras y desmontables como pueden ser las carpas.

    Solo un comentario, parece claro que el sistema mejora de forma sustancial el comportamiento que puede tener una zapata tradicional frente a cargas horizontales o de tracción, originadas por ejemplo por la acción del viento. Sin embargo, frente a cargas de compresión, tal y como aparece en el articulo, su comportamiento es muy similar al de una zapata de igual superficie, lo que es lógico dado que a igual superficie la carga solo dependerá de la tensión admisible del terreno. Con esto y contando que la superficie es de 0,3x0,3¿ las cargas de 4t y 10t, para SPT de alrededor de 5 y 25, no son muy altas? Son tensiones superiores a 4 y 10 kg/cm2 , y con las correlaciones habituales entre N y la carga admisible no cuadraría.

    Saludos y felicidades de nuevo,

    Alvaro Muñoz.

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    1. Alvaro, gracias por tu interés.

      El mecanismo resistente implica tanto el elementos de hormigón ( 0,3*0,3) como los tubos trabajando a flexión e interactuando con el terreno.
      Cuando digo que trabaja como una zapata de 1*1 metro quiero decir que si comparas una zapata de 1*1 metro con un PILOEDRE, ambos tiene una respuesta similar esfuerzo-deformación, digamos que aplicas 5 Tn, la zapata baja 1 cm y el piloedre también.
      Otra vez gracias.

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  4. Enhorabuena por el trabajo Juanjo. Se me ocurre así de pronto que sería una excelente opción para cimentar todas esas barbaridades de paneles solares que se están haciendo en Chile por ejemplo en varias Plantas Fotovoltaicas. La inclinación de esas patas trabajando a flexión me parece mejor opción que la de los tornillos que actualmente se están ejecutando. En sitios remotos donde que llegue el hormigón es una utopia, una solución de este tipo es cojonuda. Lo archivo entre las opciones más eficaces y económicas para Plantas Fotovoltaicas, para recomendarla en los Geotécnicos.

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    1. Gracias Glicerio, me alegra que PILOEDRE haya despertado tu interés.
      Un abrazo

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  5. Muy interesante idea, Juanjo. Gracias por compartirla.

    En relación a la durabilidad, ¿los tubos son de acero galvanizado? ¿Crees que se podría mejorar la durabilidad con un material que tenga mayor vida enterrado? ¿O bien aplicar de alguna forma un recubrimiento de las barras con inyección o similar?

    Por lo que respecta a la hinca, habéis comprobado si se comporta igual para terrenos granulares y cohesivos. ¿Es válido para ambos?

    Gracias de nuevo.

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    1. Oriol, me algra verte por aquí.

      entiendo que ya te he respondido en Linkedin.

      Un abrazo

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  6. Juanjo! Para! Que sales a patente por CONSTRUMAT!! :-D
    Suerte que estáis los "cul inquiets" para subir el promedio de I+D (ni que sea I+D revival :-) en este mundo de estatismo nuestro...
    Felicidades y mucho éxito en tu nueva aventura!

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    1. Por cierto! Al fín podremos hacer chiringuitos playeros de 3 plantas! :-D

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    2. Mi objetivo es tan sencillo como ambicioso. Plantar cara a la cimentación de toda la vida para elementos ligeros, el pié de hormigón de 50 a 100 cm de lado y de 40 a 70 cm de profundo.

      Desde fuera puede parecer una batalla sencilla, pero tú como yo sabemos que es un objetivo muy ambicioso.

      Ganaré, perderé,… no se, pero vale la pena intentarlo.

      Juanjo

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    3. Esta me la sé!!! :-DD
      "unas ganarás, otras perderás" y lo bueno es que poco tendrá que ver tu perícia...

      Para el próximo CONSTRUMAT, un piloedre hidraúlico para terrenos calcáreos! :-D

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  7. Enhorabuena por tu trabajo Juanjo, realmente es una idea muy interesante.

    Me planteo las siguientes cuestiones ...

    - Qué precio aproximado puede tener un piloedre (el paquete completo).
    - ¿Qué carga horizontal combinada con momento en la base y carga vertical de compresión y/o tracción podría soportar, aproximadamente?
    - ¿Has pensado algo sobre la durabilidad de los tubos?
    - La barra roscada que dejas como conexión en la parte de hormigón, ¿sería posible cambiarla por otro sistema que se adapte a distintas necesidades de anclaje de la estructura a soportar?
    - Los tubos ¿tienen longitud estándar o se podrían hacer a medida?
    - Si tuviéramos un estrato blando en superficie de, por ejemplo, 1 metro de espesor, ¿qué opción recomendarías, bajar todo el piloedre ese metro para asegurar que los tubos se hincan en terreno competente, o bien cimentar en superficie e incrementar la longitud de los tubos, lo que redundaría en una menor capacidad estructural?
    - ¿Qué solución se podría dar para un terreno con bolos en el que pudiese haber una dificultad para la hinca de los tubos?
    - A efectos de justificación técnica de la solución para un determinado proyecto, ¿qué experiencia has tenido? ¿Validan las entidades de control los modelos numéricos o todavía hay cierta reticencia, especialmente en cuanto a los parámetros y modelos constitutivos usados para modelizar el terreno? ¿Se podría plantear en base a ensayos para un proyecto concreto?
    - Los ensayos que estás haciendo, ¿son internos o hay alguna parte de los mismos que estén realizados por una entidad independiente?

    Son muchas preguntas, disculpa, simplemente son cuestiones que me plantearía para pensar en la aplicación de este sistema en algún proyecto, por ejemplo de temas energéticos como ya han comentado por aquí.

    Gracias y felicidades de nuevo por la idea :-)

    Un saludo,

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  8. Anónimo, gracias por tu interés, te invito a que veas la web de PILOEDRE.

    Te dejo un enlace a la web, se estrena hoy, por lo que si ves algún error, no me lo tomes demasiado en cuenta.

    http://piloedre.es/index.html

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  9. Hola Juanjo.
    Enhorabuena como siempre por tu trabajo y por tu estupendo blog. Desde luego que soluciones de este tipo son ideales para la cimentación de estructuras portátiles, sobre todo ahora que llega el veranito, con sus ferias, festivales y demás (cada vez que veo los artilugios que montan los feriantes para las atracciones de mucho "meneo", llenos de patas, calzos, contrapesos, y la poca seguridad que te inspiran...). Pero además, ¿no crees que se podrían utilizar para pequeños recalces en lugares poco accesibles, cambiando quizá los ángulos de entrada de los tubos? Un saludo.

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  10. Paco, lo de los recalces no me lo he planteado, puede que en un futuro lo considere.
    Un saludo y gracias por tu tiempo.

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  11. Buenos dias.
    Me gustaria compartir experiencias al respecto. Ya lo he utilizado a nivel residencial y no solo con bases en concreto sino en acero la cual funciona muy bien.

    Mi correo gbarrios@tecnicasinnovadoras.com

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