Materiales Basicos Para La Construccion 2c3r1f

3. MATERIALES BASICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN 3.0 Introducción 1. Además del material que constituye el suelo del estanque, quizá tenga que utilizar otros materiales muy diversos, por ejemplo, para los cimientos o para los mecanismos de abastecimiento y regulación del agua. Los materiales pueden ser de origen local, por ejemplo, bambú y madera; en estos casos, quizá deba recurrir a comerciantes especializados, por ejemplo para adquirir ladrillos, bloques de cemento, hormigón y plásticos (para las tuberías).

Selección de materiales 2. La elección de los materiales de construcción debe efectuarse teniendo en cuenta sobre todo su idoneidad, su disponibilidad local y el dinero que está dispuesto a invertir. 3. Si es la primera vez que se dedica a esta actividad y la explotación prevista es muy pequeña, lo mejor es utilizar estructuras sencillas y no gastar demasiado en materiales. Cuando adquiera experiencia y considere que ha Ilegado el momento de una ampliación, podría aumentar sus inversiones y construir estructuras mejores y más permanentes. 4. Si desea construir una gran explotación piscícola, deberá elegir desde el primer momento las estructuras permanentes más idóneas.

Peso por unidad de volumen de los materiales

5. Por lo general, los materiales no se encuentran en el lugar mismo de la construcción y hay que transportarlos hasta allí. Para planificar debidamente esta operación y estimar mejor el costo de transporte y manipulación, consulte el Cuadro 5, en el que se indica el peso por unidad de volumen (kg/m3) de los materiales básicos más comunes. Barras de acero para el hormigón armado (véase también el gráfico en 3 Sección 3.5) Masa específica (kg/m )

CUADRO 5 Masa específica de varios materiales de construcción Material

Bambú Madera Ladrillos Bloques de Ladrillos triturados cimientos)

300-500 500-1100 hormigón (para los

Diámetro (mm)

Peso (kg/m)

6

0.222

8

0.395

10

0.617

12

0.888

1500-1800 1500-2000 950-1250

Tierra de construcción, seca y suelta Tierra seca y suelta Tierra húmeda y apisonada Grava Arena seca-húmeda Cemento Arcilla seca y compactada

1400-1600 1300-1500 1750-1850 1300-1500 1450-2000 1250-1400 1400-1500

Hormigón de cemento Mortero de cemento Hormigón armado (5% de acero)

2100-2400 2000-2200 2600-2700

Nota: Cuando se trata de material granular, estas cifras se refieren a la densidad

aparente, es decir, incluido el espacio de los poros existentes entre las partículas. La densidad efectiva es mayor.

3.1 Bambú y madera Características especiales del bambú 1. El bambú es una hierba perenne leñosa que vive un número indeterminado de años. Crece con rapidez, y se produce naturalmente en todo el mundo, pero sobre todo en el Asia tropical. El bambú chino o «bambú amarillo» (Bambusa vulgaris) se ha introducido en varios países de Africa y América Latina donde ahora se encuentra muy extendido en alturas situadas entre el nivel del mar y los 1 500 m. 2. Los tallos de madera de bambú, o cañas, son cilíndricos y están divididos a intervalos por nudos de los que salen ramas. En cada nudo hay un tabique de separación que aisla completamente la cavidad de un internudo de las adyacentes. Los tallos están cubiertos, tanto por fuera como por dentro, por fuertes cutículas cerosas que ofrecen considerable resistencia a la absorción del agua, sobre todo cuando se han secado

Plantas de bambú

debidamente. El bambú alcanza su mayor nivel de resistencia a los tres o cuatro años. Por su versatilidad, tiene numerosas aplicaciones, por ejemplo, para material de construcción, tuberías y control de la erosión.

Cómo hacer tubos de bambú de buena calidad 3. Al extraer el bambú fresco, evite dejar que se seque demasiado tiempo; al secarse se contrae y pueden aparecer pequeñas grietas, lo que representa un inconveniente para utilizarlo luego en una tubería. 4. Para hacer tubos de bambú de buena calidad: (a) Corte las cañas de bambú maduro y aléjelas de la zona boscosa. (b) Si fuera necesario, almacene el ( bambú a la sombra, cubriéndolo con ramas o grandes hojas (c) Rompa parcialmente o perfore los tabiques de separación existentes en el interior de las cañas (párrafos 6 y 7 de esta sección). (d) Introduzca lo antes posible el bambú recién cortado en agua (en un embalse, río o estanque). (e) Para extraer la savia, deje el bambú entre seis y ocho semanas en el agua a fin de eliminar las sustancias químicas que se encuentran en el tabique de la caña y conseguir tubos más resistentes. (f) A continuación, elimine los fragmentos que queden de los tabiques de

separación. (g) El tubo está ya listo para su uso. Recuerde:

Si corta el bambú durante la estación seca o al comienzo de la estación de lluvias, será más fácil la extracción de la savia y la calidad de los tubos mejorará.

Eliminar los tabiques de separación del bambú 5. Hay dos maneras sencillas de eliminar los tabiques de separación del bambú: perforarlos o cortarlos. Si los tabiques son duros, quizá haya problemas para taladrarlos. 6. Taladre los tabiques de separación manualmente con una broca circular, que usted mismo puede hacer fácilmente. (a) Ensanche uno de los extremos de un (b) Afile el borde con una lima. tubo corto de acero, hasta conseguir darle un diámetro mayor.

(c) Introduzca a presión una caña de (d) Sujete la caña al tubo practicando un bambú de diámetro lo pequeño agujero que atraviese el tubo y la suficientemente pequeño como para que caña eintroduciendo un clavo en el agujero. penetre en el tubo y pueda

servir de mango.

(e) Doble el clavo para que no se mueva, (f) En cada una de las cañas, introduzca la broca de menor evitando que sobresalga demasiado primero pues, de lo contrario, se podría obstruir diámetro y agujeree cada uno de los tabiques de separación. el taladro.

(g) Luego, por ejemplo después de Recuerde: Quizá necesite varias brocas para extraer la savia del bambú, ensanche los distintos tamaños del bambú. Para progresivamenteesos agujeros con perforar o romper los tabiques de brocas de mayor diámetro. separación, quizá necesite la ayuda de otras personas.

7. Para cortar los tabiques de separación, haga lo siguiente: (a) Sujete la caña de bambú al suelo, por (b) Sirviéndose de una sierra, haga una ejemplo con estacas fuertes, para pequeña incisión en cada lado del primer impedir que gire. nudo donde se encuentra el tabique de separación

(c) Con un cincel de madera (d) Guarde todos los trozos afilado, extraiga un trozo cuadrado cuadrados que vaya cortando. Los pequeño de la parte superior de la caña necesitará más adelante. de bambú. Haga el corte lo más limpio posible.

(e) A través del agujero, corte el tabique (f) Haga otro tanto en cada uno de los de separación con el cincel de madera. tabiques de separación, procurando que todos los agujeros practicados se encuentren en una misma línea en la parte superior de la caña.

(g) Una vez eliminado el último tabique (h) Vuelva a colocar los trocitos de separación, coloque la caña cuadrados de nuevo en los agujeros y verticalmente y extraiga los trozos sujételos con cuerda o alambre. sueltos del interior.

(i) Corte en ángulo uno de los extremos del bambú. El tubo ya está preparado para la conducción de agua.

Utilización del bambú como material de construcción

8. El bambú utilizado para la construcción se corta, se introduce en agua y se almacena de la misma manera que el bambú utilizado para tuberías, aunque en este caso no es necesario cortar los tabiques de separación. No obstante, cuando utilice las cañas como pilotes (introduciéndolas en la tierra), es mas fácil si antes quita los tabiques.

9. Cuando sea posible, sujete las distintas piezas con ataduras o lazos, ya que lo clavos y tornillos pueden abrir las cañas y debilitar la estructura.

A Entramado piso

del

B Junta en forma de caballete C Apoyo mediante b incrustado loque

D Soporte de articulación lateral

Algunas características de la madera 10. Las características de la madera, en especial su densidad*, dureza y resistencia natural, varían enormemente. Es mejor seleccionar la variedad de madera teniendo en cuenta su utilización (Cuadro 6): • • •

la madera muy resistente puede estar expuesta permanentemente a la humedad y mantenerse en o con el suelo. Conviene utilizarla cuando hay grave peligro de putrefacción, termitas y carcoma; la madera resistente soporta bien la humedad y el aire pero no puede estar en o permanente con el suelo sin un tratamiento previo para la conservación; la madera poco resistente es mejor no utilizarla en un ambiente húmedo o en o con el suelo. Algunas veces se pueden utilizar conservantes para tratar la madera, pero no suelen ofrecer una protección permanente. CUADRO 6 Características de algunas variedades de madera Variedad de madera: nombres comunes (Nombre técnico del género en latín)

Densidad

Dureza

Ako, antiaris, bonkonko (Antiaris) Okoume (Aucoumea) Fromager, (Ceiba)

fuma

1 < 0.50 muy ligera

0.2-1.5 muy blanda

Samba, obeche, wawa, ayous (Trìplochiton) Abura, (Mitragyna)

bahfa

Ilomba, (Pycnanthus)

lolako

Resistencia natural

1 1 1

0.50-0.64 ligera

1.5-3 blanda

1 1

Limba, (Terminalla)

afara

Framire, (Terminalla)

idigbo

1 1-2

Acajou (Khaya)

2

Sapelll, aboudikro (Entandrophragma)

2

Sipo, utile (Entandrophragma)

2

Teck (Tectona)

2

Bete, (Mansonia)

3

mansonia

Bilinga, (Nauclea)

0.65-0.79 3-6 opepe semipesada semidura

3

Iroko (Chlorophora)

3

Makore, (Tieghemella)

3

douka

Mukulungu (Autranella)

3

Moabi (Baillonella)

3

Doussie, (Afzelia)

afzelia

Tali (Erythrophloeum)

3 0.80-0.95 pesada

6-9 dura

2 2-3

Niové (Staudtia) Azobé, ekki, bongossi (Lophira)

>=0.95 muy pesada

9-20 muy dura

3

Nota: Para la clasificación de la resistencia natural, 1 = no resistente; 2 = resistente;

3 = muy resistente.

Utilización y tratamiento de la madera 11. La madera utilizada como material de construcción permanente no debe tener corteza ni grandes agujeros o demasiados nudos. Debe ser madera seca y no estar torcida ni partida. Conviene almacenarla horizontalmente en un lugar seco con buena circulación de aire.

12. Para usos temporales, por ejemplo, para hacer cajas de moldeo para el hormigón (Sección 3.4), utilice madera ligera y barata. Si la va a utilizar de nuevo, compruebe que las superficies que tocan el hormigón están lisas y no tienen clavos ni astillas. Para construir estructuras de regulación del agua, utilice madera mas pesada, si es posible muy resistente, como iroko o makore. 13. Para aumentar la resistencia, sobre todo de la madera que está en o permanente con el suelo, puede tratar su superficie. (a) Queme la superficie de la madera (b) Utilice alquitrán (por ejemplo, en (por ejemplo, la parte inferior de las parte inferior de las estacas o en estacas). exterior de una estructura próxima suelo). Si puede, es mejor aplicar alquitrán en caliente.

(c) Utilice desechos de aceite para motor con un disolvente, por ejemplo parafina; una vez aplicado, penetrarán en la madera y rechazan la humedad.

la el al el

(d) Utilice conservantes especiales para la madera. Estos son más caros y por lo general se trata de compuestos de cobre, plomo, zinc o estaño en un disolvente. Por tratarse de materiales venenosos, deberán ser utilizados con sumo cuidado.

Para obtener mejores resultados con el alquitrán, el aceite u otros conservantes, aplique éste abundantemente y deje que penetre durante largo tiempo en la madera. Aplique varias capas de conservante o sumerja la madera en un bote o pila Ilenos de conservante, al menos durante 30 minutos. Compruebe que el contrahilo de la madera esté bien tratado, ya que muchas veces es por ahí por donde empieza a descomponerse. Recuerde:

3.2 Ladrillos de arcilla, bloques de cemento u hormigón y piedras Ladrillos de arcilla 1. Hay muchos tipos diferentes de ladrillos. Las ladrillos huecos ligeros no son normalmente lo bastante fuertes como para utilizarlos en la construcción de una explotación piscícola. Los ladrillos macizos de arcilla cocida son los que se utilizan más habitualmente en estas construcciones. Se hacen con arcilla, se secan al aire y se cuecen en un horno especial. Su calidad depende en gran parte de este último proceso. Rechace los ladrillos con demasiadas irregularidades, grietas y poco o demasiado cocidos. 2. También se pueden utilizar ladrillos de fabricación industrial, que pueden ser macizos o con una hendidura poco profunda en cada lado, o con dos o tres huecos pequeños. Los «ladrillos resistentes prensados a máquina», normalmente de color amarillo/negro, son también útiles para los cimientos y zonas de fuerte carga, ya que son mucho mas sólidos y resistentes a la penetración del agua. 3. Los ladrillos pueden obtenerse por lo general en tamaños estándar, que varían de un país a otro. Entre los tamaños estándar pueden citarse, por ejemplo, los siguientes: 4 x 10,5 x 22 cm, 6 x 10,5 x 22 cm, 7,5 x 10 x 20 cm y 10 x 10 x 20 cm.

4. Los ladrillos se utilizan con mortero de cemento (Sección 3.3). Deben almacenarse y manipularse con cuidado para evitar roturas excesivas. Antes de su utilización, deben introducirse en agua al menos durante 30 minutos.

Bloques de cemento u hormigón 5. Los bloques de cemento u hormigón se hacen con una mezcla que se vierte en un mole y se somete a presión para que adquiera una forma especial. Los bloques de hormigón pueden hacerse sobre el terreno en caso necesario, pero hay que moldearlos bien (Sección 34). Los bloques deben tener al menos 28 días antes de poder usarlos para la construcción. 6. Los bloques de cemento pueden ser huecos y macizos. Se pueden obtener en varias medidas estándar, normalmente con una longitud que va de 40 a 50 cm, una altura de 20 cm y un grosor de 5; a 20 cm. Como ejemplo cabría citar las siguientes medidas estándar: 5 x 20 x 40 cm, 10 x 20 x 40 cm y 20 x 20 x 40 cm. A veces pueden obtenerse bloques de diferente altura: por lo general, cuanto más pesado es el bloque, mayor es su resistencia. Los bloques se utilizan juntamente con el mortero de cemento (Sección 3.3). Deben almacenarse y manipularse debidamente. Antes de su utilización hay que mojarlos bien en agua. 7. Los ladrillos de arcilla y los bloques de cemento estándar tienen poca resistencia a la humedad. Por ello, no conviene utilizarlos en los cimientos o en las construcciones subterráneas. Cuando deban estar en o con el agua, habrá que protegerlos bien, impermeabilizándolos con una capa de mortero rico (Sección 3.3). Tipos de bloques

Varios tamaños estándar de bloques

Piedras 8. Las piedras se utilizan en algunos lugares para la construcción, por lo general para las paredes y para recubrir los canales, diques y vertederos. Sus características dependen del tipo de roca de que proceden (véase Suelo y piscicultura de agua dulce, 6) : • • •

sedimentarias: piedras areniscas, piedras sedimentarias, pizarras, caliza. Estas son uniformes, regulares, muchas veces blandas, con esquinas redondeadas, y con frecuencia se pueden dividir o cortar para formar bloques de forma regular; volcánicas: granito, basalto, resinila, piedra pómez. Estas presentan características diversas y suelen ser duras y resistentes y de estructura irregular. Es difícil hacer bloques con ellas. Las rocas de lava blanda son muy ligeras y frágiles; metamórficas: mármol, cuarcita. Suelen ser de forma irregular, duras, muy ásperas y difíciles de moldear. Se pueden extraer láminas lisas de gran utilidad para detener el movimiento del agua.

9. Las piedras pueden utilizarse «en seco», sin ningún tipo de mortero ni material para juntas, seleccionando cuidadosamente la forma de cada una de ellas y haciéndolas encajar, o, más normalmente, «en húmedo», fijándolas con mortero. 10. Para los muros, a no ser que disponga de sillares labrados, convendrà tener piedras de distintos tamaños y utilizar las pequeñas para rellenar los espacios y sujetar las más grandes. 11. Necesitará también piedras de mayor tamaño en las esquinas y a intervalos a lo largo y ancho de los muros para hacerlos más resistentes y estables. 12. Normalmente, las piedras con bordes irregulares y rugosos permiten construir muros más fuertes. Para revestir los canales, es mejor utilizar piedras pequeñas, lisas y redondeadas, ya que dejan correr el agua más fácilmente.

3.3 Morteros de cemento 1. Un mortero de cemento es una mezcla debidamente proporcionada de arena, cemento y agua. Se utiliza sobre todo para unir y recubrir materiales como piedras, ladrillos y bloques de cemento. El buen mortero es homogéneo, blando y brillante. Su aspecto es liso y tiene una consistencia plástica. 2. Para preparar un buen mortero, es muy importante utilizar los ingredientes adecuados y amasarlos bien en las debidas proporciones.

Selección de la arena

La mezcla para el mortero de cemento

3. Conviene utilizar una mezcla limpia y de buena granulometría de arena entre gruesa y fina, con partículas cuya dimensión oscile entre 0,2 y 5 mm. Si es posible, evite la utilización de arena de playa de mar o de depósitos de arena contaminados de sales. Si debe utilizar estos materiales, lave bien antes la arena. 4. Algunas veces se encuentran depósitos naturales de arena no muy lejos del lugar de la construcción, por ejemplo, en el lecho de una corriente, en zonas desecadas antes ocupadas por un lago o una corriente o en una cantera, pero son muy pocas las veces en que la naturaleza permite disponer de arenas de buena granulometría. En muchos casos, tendrá que cribar la arena con un tamiz de 0,2 mm de malla para eliminar las partículas más finas. Si hay partículas de más de 5 mm, deberá también eliminarlas, utilizando una malla de 5 mm.

Comprobación de la limpieza de la tierra 5. La arena no debe tener limo, arcilla, ni materiales orgánicos.

6. Una manera sencilla de comprobar si la tierra está limpia es la siguiente: (a) Consiga una jarra de cristal limpia y de boca ancha. (b) Llene el fondo de la jarra de arena hasta una altura de 5 cm. (c) Añada agua hasta llenar las tres cuartas partes de la jarra. (d) Añada, si tiene a mano, dos cucharadas pequeñas de sal de mesa común por litro de agua. (e) Cierre la jarra y agítela vigorosamente durante un minuto. (f) Deje reposar la mezcla durante tres horas. (g) Compruebe la superficie de la arena. Si hay limo, éste formará una capa encima de la arena, (h) Si hay más de 3 mm de limo, hay que lavar la arena.

7. Otro procedimiento sencillo para comprobar la limpieza de la arena es el siguiente: (a) Tome un puñado de arena y apriétela. (b) Arrójela.

(c)) Si la mano queda limpia y sin polvo (d) Si la mano se queda sucia y pegajoso, la arena está limpia. pegajosa, la arena está sucia.

Lavado de la arena 8. Si hay demasiado limo deberá lavar la arena antes de utilizarla. Repita el siguiente procedimiento hasta que toda la arena esté limpia. (a) Coloque la arena en un recipiente (b) Cubra la arena de agua dulce limpia. grande y limpio, por ejemplo, un bidón de metal de 200 litros.

(c) Agite la mezcla con fuerza. (d) Déjela reposar unos minutos.

(e) Extraiga el agua sucia. (f) Repita hasta que el agua esté limpia.

(g) Almacene el agua limpia, para evitar que se vuelva a contaminar. 9. Puede almacenar la arena limpia en el lugar de la construcción, por ejemplo, sobre una base de madera con paredes laterales bajas, como se observa a continuación. Base de madera con paredes bajas para almacenar la arena limpia

Selección del cemento 10. Procure utilizar cemento Portland normal, que es el más común y el más facil de conseguir. Se caracteriza porque fragua y se endurece en presencia de agua al mismo tiempo que produce calor y pierde volumen. 11. No olvide que un mortero demasiado rico de cemento se agrieta al endurecerse. Nota:

El cemento Portland se deteriora notablemente en o con aguas ricas en sulfato de calcio (más de 0,5 g/l) o cloruro de sodio (más de 4 g/l). En tales casos, por ejemplo,en suelos ácido-sulfáticos o próximos a aguas salobres, convendría utilizar cemento resistente al sulfato (véase Suelo, 6, Sección 18). Este tipo especial de cemento no debe mezclarse nunca con el Portland. Si no puede conseguirlo, utilice una mezcla ligeramente más rica de cemento Portland (párrafo 19 de esta sección), prestando especial atención a la mezcla, utilización y fraguado y comprobando que el cemento se ha curado bien antes de dejarlo entrar en o con el suelo o el agua. 12. El cemento Portland se clasifica normalmente atendiendo a su posible resistencia a la compresión, que normalmente es de aproximadamente 250 kg/cm2 ó 325 kg/cm2. Para construir explotaciones piscícolas normalmente se suele utilizar el primero de ellos. 13. El cemento Portland se vende en sacos de papel grueso. El peso y volumen de los sacos varía de acuerdo con el país: • •

Sistema europeo: 50 kg de peso y aproximadamente 40 I de volumen; Sistema americano: 42,6 kg de peso y aproximadamente 28 I de volumen.

14. Compruebe que sistema se utiliza en su país para evitar errores al preparar mezclas de cemento. 15. Para garantizar la máxima calidad del cemento, debe adoptar las siguientes precauciones: (a) Antes de comprar el cemento, compruebe que éste es fresco. No debe tener grumos que no se puedan pulverizar haciende presión con el pulgar y el índice. (b) Lleve al lugar de la construcción sólo los sacos que vaya a necesitar de inmediato. (c) Proteja el cemento de la humedad. Al almacenarlo, evite que esté en o con el suelo (podría bastar un simple soporte de madera) y colóquelo en un lugar seco y bien protegido. (d) Utilice el cemento mientras esté lo más fresco posible, y vaya renovando sus existencias oportunamente. (e) No utilice nunca cemento endurecido; es mejor que se deshaga de él. Selección del agua

16. El agua debe ser limpia y neutra o ligeramente alcalina (pH 7 a 8,5). Debe estar libre de materia orgánica, aceite, álcali o ácido. Evite utilizar agua salada o agua demasiado rica en sulfatos (más de 250 ppm). 17. Si tiene que utilizar agua salobre o sucia, añada una cucharada de jabón en polvo por cada saco de cemento utilizado. Disuelva el jabón en una pequena cantidad de agua y añádalo a la mezcla. Selección del mortero 18. El mortero que usted puede preparar puede ser de tres tipos básicos, como se observa en el Cuadro 7,de acuerdo con su uso. Recuerde que cuanto más rico en cemento es el mortero, más se contrae y más fácil es que se agriete. CUADRO 7 Tipos básicos de morteros de cemento

Tipo de mortero

Cemento Portland 1

Arena* (l)

Utilización

Calidad

kg

Pobre

250

350

1000

Albañilería normal, juntas de tubería

Normal

250

450

1000

Superficies expuestas al aire

325**

600

1000

Superficies impermeables, rejuntado de obras de albañilería

Rico

* Cantidad de material para preparar un 1 m3 de mortero, con adición de aproximadamente 200 I de agua ** Si lo hubiere

19. En suelos ácido-sulfáticos, la proporción de cemento Portland debe aumentar normalmente entre un 10 y un 20 por ciento. 20. Si necesita sólo pequeñas cantidades de mortero, puede mezclar el cemento y la arena en las siguientes proporciones: • • •

mortero pobre: una parte de cemento (calidad 250) y cuatro partes de arena; mortero normal: una parte de cemento (calidad 250) y tres partes de arena; mortero rico: una parte de cemento (calidad 325, si es posible) y dos partes de arena.

21.Necesitará aproximadamente 200 I de agua por m3 de mezcla (aproximadamente, una parte de agua por cinco partes de mezcla). Cómo medir los componentes del mortero 22. Para obtener mortero de buena calidad, es fundamental que mida con precisión la cantidad de cemento y de arena que va a mezclar, de acuerdo con unas proporciones establecidas. 23. Si sabe el peso de un saco de cemento, es fácil calcular cuántos sacos va a necesitar (Cuadro 7).

24. Si va a utilizar las proporciones arriba indicadas por volumen, conviene usar un recipiente de volumen conocido, por ejemplo, un cubo de 10 litros o una carretilla de 50 litros. Para cantidades mayores, puede construirse fácilmente una caja de madera sin fondo de 100 litros con asas, como puede verse en la figura. 25. Para la arena y el cemento se puede utilizar también una pala, pero deberá procurar cargar siempre la misma cantidad. En cualquier caso, este método no es muy preciso. Equipo que se puede utilizar para medir la arena y el cemento

Preparación de un mortero de buena calidad 26. Para preparar un mortero de buena calidad, siga con atención los siguientes pasos: (a) Prepare una zona limpia para efectuar (b) Mida la cantidad de arena necesaria. la mezcla, por ejemplo una chapa de Si está muy seca, humedézcala un poco metal o una plataforma de madera antes de medirla. impermeable. Como indicación aproximada, recuerde que una superficie de 1 m2 basta para 50 kg de mezcla.

(c) Extienda la arena en el reservado para hacer la mezcla.

lugar (d) Mida la necesario.

cantidad

de

cemento

(e) Extienda el cemento encima de la (f) Mezcle bien la arena y el cemento, hasta arena. que la mezcla adquiera un color homogéneo. No olvide mezclar la parte del fondo y la de los lados.

(g) Haga un agujero en el medio, vierta en éste agua poco a poco y humedezca parte de la mezcla. Haga penetrar el agua moviendo cuidadosamente la mezcla seca hacia el hueco. Evite que se escurra el agua.

(h) Vuelva a añadir agua poco a poco hasta que toda la mezcla esté humedecida. Continue el amasado, añadiendo nada más que el agua necesaria para obtener una consistencia plástica. El mortero debe tener aspecto firme y liso. Una vez terminado, debe ser posible hacer un corte limpio con una pala o llana. Si lo coge con la Ilana, no se cae ni pierde agua, y podrá extenderse de manera uniforme.

27. Recuerde: No añada demasiada agua.

Utilización de un mortero de cemento 28. El mortero debe utilizarse inmediatamente después de su preparación. No debe usarse nunca una vez que haya comenzado a fraguar, es decir después de que la mezcla comience a endurecerse y no se pueda extender sin fragmentarse. Evite utilizar el mortero que haya caído fuera del lugar preparado para la mezcla. 29. Las superficies que entran en o con el mortero deben estar limpias y ser irregulares. Es fundamental humedecerlas bien antes de aplicar el mortero, por ejemplo, sumergiendo los ladrillos en agua durante 30 minutos y mojando los bloques de cemento, para evitar que absorban el agua del mortero y reduzcan su resistencia. Si trabaja en un ambiente seco, procure mantener húmedos los ladrillos o bloques.

30. Proteja el mortero del calor del sol y de la acción del viento mientras no se haya endurecido hasta el punto de que no sea posible arañarlo con una uña. Entonces se puede decir que el mortero ha fraguado ya lo suficiente para utilizarlo en condiciones normales. Si el ambiente es seco y caluroso, puede proteger el mortero mientras fragua cubriendo la zona con sacos húmedos o utilizando un pulverizador fino. No use tanta agua que ésta pueda Ilevarse el mortero.

3.4 Hormigón de cemento 1. El hormigón de cemento es la mezcla, de acuerdo con unas proporciones determinadas, de agregados, cemento y agua. Los agregados* deben ser de buena granulometría, de manera que cuando se mezclen puedan compenetrarse mutuamente dejando unos intersticios mínimos entre ellos. Estos pequenos poros que quedan entre el material se rellenan de cemento, que de esa manera puede mantener firmemente unidos el material una vez que haya reaccionado con el agua. 2. Los factores más importantes para conseguir un hormigón resistente son, por lo tanto, los siguientes: • • •

uso de agregados* de buena granulometría, de la dimensión y forma adecuadas; adición de la cantidad adecuada de agua; no utilización de partículas muy finas, ya que éstas rellenarán los pequeños poros que deberán rellenarse de cemento.

3. Se pueden utilizar dos o tres tipos diferentes de agregados*, según el tipo de hormigón necesario: •

agregados finos, arena y desperdicios de cribado, de 0,2 a 5 mm de tamaño. Este material, conocido a veces con el nombre de «arena de aristas vivas», suele ser más grueso que las arenas utilizadas para el mortero;

Detalle ampliado del hormigón de cemento

• •

agregados gruesos, grava/guijarros, ladrillos machacados de 5 a 25 mm; agregados muy gruesos, piedras o ladrillos machacados, de 25 a 60 mm.

Diferentes clases de agregados

Como encontrar buenos suministros de material 4. Los suelos que se pueden aprovechar como suministro natural de agregados, arena y grava de buena calidad para la construccion (Cuadro 8) son relativamente poco frecuentes. Son especialmente escasos los suelos de buena granulometría, con partículas del tamafìo adecuado. Si los suelos contienen limo, sólo se pueden calificar como relativamente aceptables. 5. Los suelos donde predominan el limo y la arcilla no pueden considerarse como fuentes naturales de agregados de buena calidad, Pueden considerarse como no aprovechables los pertenecientes a los restantes grupos del Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos véase Suelo y piscicultura de agua dulce, 6, Sección 11.1). CUADRO 8 Calidad de los suelos como suministro de agregados para la construccion en general** Fuentes Calidad Calidad Suelos no de buena aceptable insuficiente aprovechables calidad

SW

SW-SM

SM

ML

SP

SP-SM

SW-SC

CL

GW

GW-GM

SP-SC

OL

GP

GP-GM

GM

MH

GP-GC

CH

GW-GC

OH Turba

Nota:

Para la clasificación de suelos, W = materiales de buena granulometría;

P = materiales de mala granulometría; S = arena; G = grava; C = arcilla; M = Limo; O = orgánico; L/H = plastlcidad-compresibilidad baja/elevada. Esta clasificación se hace de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificaciónde los Suelos (véase Suelo y piscicultura de agua dulce, 6, Sección 11.1). ** Estas clases de calidad se refieren a la utilización en hormigones y en agregados secos (por ejemplo, para la reparación de carreteras, etc.)

6. El hormigón de buena calidad es una mezcla homogénea, sin exceso de agua. Es liso y moldeable. No es ni demasiado húmedo y movedizo, ni demasiado seco y quebradizo. 7. Para preparar hormigón de buena calidad, debe utilizar los ingredientes adecuados y mezclarlos bien en las debidas proporciones. En pàginas anteriores se ha explicado ya cuáles son los tipos de arena, cemento y agua que se deben utilizar (Sección 3.3). En las secciones siguientes se recopilan algunas informaciones ùtiles sobre ios agregados gruesos y el hormigonado. Selección del tipo de grava y materiales desmenuzados 8. El hormigón sólo puede ser resistente si lo son también los agregados gruesos utilizados. Por ello, debe buscar grava y piedras duras, densas y duraderas. Estos agregados nunca deben ser lateríticos (véase Suelo y piscicultura de agua dulce,6). 9. Si tiene dudas sobre la resistencia de los materiales que va a utilizar, puede realizar la siguiente prueba: (a) Desmenuce algunas piedras con un (b) Desmenuce unos trozos de cemento martillo. de tamaño semejante y compare lo que cuesta hacerlo en uno y otro caso.

(c) Las piedras se pueden considerar bastante resistentes si cuesta desmenuzarlas más que el hormigón. 10. Estos agregados gruesos no deben ser ni de formas lisas ni tener bordes afilados. Los materiales mejores son los que tienen formas redondas o cúbicas, como la grava del lecho de un río o de la playa.

11. Los agregados deben estar limpios, libres de suciedad y material orgánico. Como en el caso de la arena, debe lavarlo si es necesario (Sección 3.3, párrafo 8). Lave los agregados si es necesario

12. La grava y las piedras desmenuzadas tienen normalmente un tamaño que va de 0,5 a 6 cm de diámetro. Para obras de construcción particulares, por ejemplo, cuando se trata de losas o muros de hormigón relativamente finos, deberá usar piedras desmenuzadas más pequeñas. Recuerde: Las partículas de mayor tamaño no deben medir nunca más de la cuarta parte del grosor del hormigón. Los agregados no deben medir nunca más de 1/4 del grosor del hormigón

13. Para labores de hormigón de más envergadura, especialmente las losas de la base y los cimientos sólidos, se pueden introducir piedras y cantos rodados de mayor tamaño siempre que el hormigón los rodee y cubra. 14. En los lugares donde no puedan conseguirse piedras desmenuzadas, muchas veces lo que se utiliza es ladrillo desmenuzado. El hormigón así obtenido no es muy resistente, pero puede servir para cimientos sencillos y muros que no deben soportar fuertes cargas. Debe actuarse con gran precaución en la preparación, colocación y curado del hormigón, para conseguir que sea lo más resistente posible. En las losas de la base se pueden utilizar

Se pueden utilizar trozos de ladrillos en

grandes piedras, siempre que no midan más de 1/4 parte del total de la misma

los cimientos de menor envergadura

Selección del hormigón 15. Para preparar hormigón de uso general, son tres los procedimientos básicos para determinar la proporción adecuada de agregados y cemento: • • •

normás prácticas elementales basadas en el tipo de construcción y en la determinación del peso del cemento por metro cúbico de hormigón; normás prácticas elementales basadas en el tipo de construcción y en la determinación de los coeficientes por volumen; un método más preciso, basado en el volumen de los intersticios que debe rellenar el cemento.

16. Cuando se trata de obras pequeñas o de reparaciones con hormigón, utilice uno de los dos primeros métodos. Cuando la obra es de mayor envergadura, lo mejor es utilizar el tercero de ellos. 17. Las normás prácticas elementales se ofrecen como orientación para preparar cuatro calidades básicas de hormigón, que van desde una mezcla pobre hasta la calificada como muy rica. 18. En el Cuadro 9 se presentan algunas orientaciones basadas en el peso del cemento para un hormigón que contenga entre 150 y 400 kg de cemento por m3. La cantidad de agua que debe utilizarse depende en gran parte del contenido de humedad de la arena y la grava, y es un factor que debe tenerse en cuenta al hacer la mezcla del hormigón. CUADRO 9 3 Volumen de los materiales necesarios para preparar un 1 m de hormigón

Calidad del hormigón

Pobre C7-C10*

Cemento Portland (kg)

Arena Grava Piedras Agua Ejemplos de 0.2-5 5-25 desmenuzadas aproximada construcciones mm mm 25-60 mm (l) (l) (l) (l)

(a)

150**

400

-

800

100

Subcimiento

(b)

175**

375

1000

-

-

Subcimiento, moldes

(c)

200**

400

600

300

150

Moldes

Normal C15-C20

(a)

250**

300

1000

-

-

(b)

250**

400

600

300

170

Rico C25-C35

350**

450

800

-

200

Muy rico C40-C60

400***

500

750

-

-

* "C" significa la resistencia ** *** Calidad 325, si la hubiere.

aproximada Calidad

del

Cimiento, estructura de regula del agua, losas para suelos Cimiento subacuático, hormigón armado, (deseguadero, pozo para pesca, rebosaderos, etc.) Tuberías, canales

hormigón

en

newtons/mm2 250

19. El Cuadro 10 contiene algunas indicaciones relativas a tipos semejantes de hormigón, basadas en los coeficientes por volumen. La cantidad de agua que deberá utilizarse es de aproximadamente 0,75 I por litro de cemento. Está cifra debe tenerse en cuenta en el momento de hacer la mezcla. CUADRO 10 Proporción de materiales del hormigón, por volumen Calidad hormigón

del

Proporción por volumen cemento

:

arena

:

grava

1

:

4

:

6

1

:

3

:

5

1

:

2

:

4

1

:

2

:

3

Rico

1

:

2

:

2

Muy rico

1

:

1.5

:

2.5

Pobre

Normal

Nota: Estas cifras (por ejemplo, 1:2:4) se utilizan normalmente para describir las mezclas de hormigón; no obstante, son más precisas las indicaciones relativas a la mezcla que aparecen en el Cuadro 9.

Preparación del hormigón: método basado en el volumen de los intersticios

20. El método basado en el volumen de los intersticios parte del hecho de que el cemento debe rellenar los pequeños espacios que quedan entre los agregados. 21. El volumen de estos intersticios y el de la pasta de cemento necesaria en cada caso se pueden determinar de la manera siguiente: (a) Tome una muestra de los (b) Cribe la muestra con una criba de 5 mm agregados no clasificados que va a para separar los agregados gruesos (más de 5 utilizar para preparar el hormigón. mm de diámetro) de los finos (menos de 5 mm de diámetro).

(c) Liene un pequeño recipiente (d) Eche agua al recipiente y mida el volumen (volumen - V1), por ejemplo, un de agua (V2) necesario para Ilenarlo, cubo de 15 litros, de agregados especificándolo en litros. gruesos y secos. (e) TEste volumen equivale al de agregados finos y de cemento necesarios para rellenar los intersticios que quedan entre los agregados gruesos.

(f) Mida un volumen V2 de (g) Eche lentamente agua a este contenedor y agregados finos equivalente al mida (en litros) el volumen de la misma V3 volumen del agua determinado en el necesario para cubrir los agregados finos. Este paso anterior e introduzca estos volumen equivale al volumen de cemento agregados finos en otro recipiente. necesario para rellenar los restantes intersticios libres después de mezclar todos los agregados.

(h) Añada un 10 por ciento a este volumen para obtener el volumen corregido V4 de la pasta de cemento. (i) Divida V1 por V4 para obtener A. (j) Divida V2 por V4 para obtener B. (k) Sume A y B para obtener C. (l) El coeficiente entre el cemento y los agregados no clasificados, por volumen, debera ser 1:C. Deberá utilizarse una parte de cemento por C partes de agregados de está calidad concreta. 22. Para determinar el volumen aproximado de agua necesario de acuerdo con el tipo de hormigón, haga los siguientes cálculos: • • •

hormigón muy rico: aproximadamente 24 I de agua por saco de cemento de 50 kg; hormigón rico-normal: aproximadamente 28 I de agua; hormigón pobre: aproximadamente 33 I de agua.

Ejemplo Se supone que está utilizando un cubo de 20 litros.. (a) Llene el cubo de agregados gruesos: V1 = 20 I. (b) Hacen falta 13,3 I de agua para rellenar los intersticios de estos agregados gruesos: V2 = 13,5 I. (e) Deposito 13,3 I de agregados finos en el segundo recipiente. (d) Hacen falta 6,2 I de agua para que está cubra los agregados finos: V3 = 6,2 I. (e) Añada un 10 por ciento a V3 para obtener V4 = 6,2 + 0,62 = 6,8 I. (f) Determine A = V1 •=• V4 = 20 -r 6,8 = 2,94 I. (g) Determine B = V2 -f V4 = 13,3 -=- 6,8 = 1,96 I. (h) Determine C = A + B = 2,94 + 1,96 = 4,9 o 5 I. Así pues, en este ejemplo la proporción de ingredientes debe ser de una parte de cemento por cinco partes de agregados sin calificar. Nota: Deberá calcular de nuevo C si utiliza un tipo diferente de agregados.

Cuantificación de los componentes del hormigón 23. Para medir con precisión el volumen de cemento, arena y grava o piedras necesario para preparar un buen hormigón, puede utilizar uno de los métodos descritos anteriormente (Sección 3.3). 24. Si la arena es muy seca, 25. Para que la medición de los humedézcala un poco antes de medir el volúmenes de agregados sin clasificar se haga en función del volumen del

volumen necesario.

cemento, conviene utilizar un cajón de fabricación casera con una capacidad de 40 I, es decir, el volumen aproximado de un saco de cemento de 50 kg.

Humedezca la tierra secca Caja artesanal para medir los agregados

Almacenamiento de los componentes del hormigón 26. Se pueden almacenar los agregados en montones o barriles, pero hay que evitar que se mezclen los de distinto tamaño. Se guardan en lugares separados, o se utiliza un separador de madera entre los materiales de distinta calidad. Hay que recordar también que, después de algún tiempo, los materiales de mayor tamaño tienden a colocarse en el fondo y en la parte lateral de un montón, por lo que convendrá tener cuidado al elegir el material que se va a utilizar.

Diversas maneras de agregados por separado

Preparación manual de hormigón de buena calidad

almacenar

los

27. Para hacer manualmente el hormigón, se necesita una superficie limpia e impermeable para amasar. Cuando se trata de pequeñas cantidades de hormigón, se puede amasar en el suelo utilizando: • • •

una chapa de metal (1 x 2 m); una plataforma de madera (1 x 2 m) debidamente preparada para hacerla impermeable; una plataforma portatil para amasar hecha con una chapa de metal galvanizado (aproximadamente 1 x 2 m) clavada sobre dos tablones (5 x 30 x 180 cm). Los extremos curvos se clavan verticalmente para conseguir la impermeabilidad.

Para mezclar pequeñas cantidades de hormigón

28. Para mezclar cantidades mayores, de aproximadamente 50 kg de cemento, se pueden utilizar: • •

una plataforma de madera (2 x 3 m) construida de manera que sea impermeable; un espacio reservado para mezclar el hormigón: si éste tiene 5 cm de grosor, un diámetro de 250 cm y un reborde de 10 cm, se necesitará aproximadamente 200 I de hormigón pobre para su construcción. Por ejemplo, se mezclan 50 kg de cemento, 120 I de arena, 300 I de grava (5-12 mm de diámetro) y unos 30 I de agua.

Para mezclar cantidades mayores de hormigón

29. Se determina la cantidad de cada ingrediente que se necesita para preparar un determinado volumen de hormigón y luego: (a) Coloque la arena en la zona de (b) Extienda el cemento uniformemente por amásado y extiéndala de manera encima de la arena.

uniforme

(c) Mezcle bien el cemento y la arena, (d) Humedezca removiendo con una pala, hasta que grava y extiéndala uniformemente obtenga un color uniforme; extienda mezcla. esta mezcla uniformemente sobre la zona de amásado.

la

sobre

la

(e) Mezcle bien los ingredientes hasta (f) Amontone la mezcla con un rastrillo y haga conseguir una mezcla homogénea. un agujero en medio de la mezcla.

(g) Después de haber determinado (h) Con una pala, mueva repetidamente la previamente el volumen necesario, mezcla, amasándola bien hasta que consiga añada lentamente agua en el centro y hormigón con una consistencia plástica humedezca progresivamente la uniforme. mezcla.

(i) Si el hormigón está demásiado húmedo o demasiado seco, corrija su consistencia debidamente (párrafo 32 de esta sección). Preparación mecánica de hormigón de buena calidad 30. Si dispone de una hormigonera, la preparación del hormigón resulta mucho más fácil. Es también probable que mejore la calidad. Como la capacidad de las hormigoneras puede oscilar entre 150 I y 500 I o más, es importante elegir una máquina que responda a sus necesidades. Deberá saber la capacidad de su hormigónera y planificar el proceso en la forma debida. Diversos tipos de hormigónera Hormigónera estándar (gasolina)

Mini hormigónera (eléctrica)

Trituradora-mezcladora (de gasolina o eléctrica)

31. Antes de comenzar una sesión de hormigonado, reúna todos los ingredientes necesarios junto a la hormigonera. Luego haga lo siguiente: (a) Vierta un 10 por dento del agua necesaria en el tambor. (b) Añada la mitad de los agregados gruesos, grava y/o piedras. (e) Comience la mezcla. (d) Añada todo el cemento necesario para la carga. (e) Espere 30 segundos. (f) Añada toda la arena necesaria. (g) Añada el resto del agua. (h) Añada el resto de los agregados gruesos. (i) Mezcle durante 4 minutos (j) Compruebe la consistencia y corríjala si es necesario (párrafo 32 de esta sección).

Recuerde:

Al mezclar el hormigón, sea de forma manual o mecánica,

•

evite las pérdidas de cemento seco en los días de viento;

•

lave y limpie el instrumental y la hormigónera con cuidado al final de cada una de las sesiones de trabajo.

• •

no utilice demasiada agua; si la mezcla es manual, evite que el exceso de agua se lleve parte del cemento;

Corrección de la consistencia del hormigón 32. El hormigón fresco de calidad debe tener consistencia plástica. Si no ocurre así, deberá corregirse su consistencia de la manera siguiente: •

si la mezcla esta demasiado húmeda, añada pequeñas cantidades de arena y grava en la debida proporción hasta que la mezcla adquiera consistencia plástica;

•

si la mezcla está demasiado seca, añada pequeñas cantidades de agua y cemento en las debidas proporciones hasta que la mezcla adquiera consistencia plástica.

33. Tome nota del volumen de los materiales que ha añadido. Así, en la futura sesión de hormigónado podrá utilizar las proporciones debidamente corregidas. Comprobación de la calidad del hormigón fresco 34. Cuando se trata de obras de construcción de mayor envergadura o cuando es muy importante una resistencia elevada, se debe comprobar sistemáticamente la calidad del hormigón fresco antes de su utilización. Ello se puede hacer mediante una sencilla prueba de asentamiento, que representa una medida relativa de la plasticidad del hormigón fresco y su resistencia prevista una vez que haya fraguado o endurecido.

35. Para realizar esta prueba, necesitará el siguiente material: • • •

un cubo de forma cónica (15 a 20 I); una vara de madera de aproximadamente 60 cm de longitud y de 15 a 20 mm de diámetro, con extremos bien redondeados; una base plana de al menos 30 x 30 cm, que puede ser de madera gruesa o, mejor todavía, de acero.

36. Realice las siguientes operaciones, utilizando hormigón recién mezclado: (a) Humedezca el cubo y la plancha.

(c) Utilice la vara de madera para apelmazar bien cada una de las capas antes de introducir la siguiente.

(b) Llene el cubo con el hormigón que se desea comprobar, colocándolo en capas de aproximadamente 10 cm.

(d) Alise la superficie del hormigón para (e) Vuelva con cuidado el poder Ilenar el cubo exactarnente hasta deposítelo en la superficie lisa. arriba.

cubo y

(f) Levante con cuidado el cubo, colóquelo junto al montón de hormigón y mida inmediatamente, en cm, la diferencia entre la altura del cono de hormigón y la del cubo (cono de hormigón original). (g) Esta diferencia Ilama asentamiento.

se

37. Compare las medidas del asentamiento con la gama de valores propuestos de acuerdo con el tipo de construcción (Cuadro 11). Normalmente, un asentamiento del 25 al 30 por ciento debe considerale como aceptable. Tenga en cuenta que, con algunas mezclas comunes, el hormigón puede deslizarse lateralmente. En tal caso, repita la prueba o estime el asentamiento desde el borde superior de lo que haya quedado de la muestra. CUADRO 11 Prueba de asentamiento: límites aceptables *

Tipo de construcción

Margen de asentamiento

Losas y estructuras finas reforzadas

25-50%

Suelos provisionales, zanjas y estructuras de vaciado

10-25%

Paredes sin refuerzo

10-35%

Paredes con refuerzo

20-50%

* Expresados en porcentaje de la altura del cubo a 30 °C.

38. Si el asentamiento no es satisfactorio, hay que mejorar la calidad del cemento utilizando las mismás proporciones que en la mezcla original en la forma siguiente: • •

para reducir el asentamiento, añada arena y grava; para aumentar el asentamiento, añada agua y cemento .

Preparación de moldes para colocar el hormigón 39. El hormigón se utiliza normalmente con moldes (encofrados), que determinan la forma final de la estructura de hormigón que se va a construir. En muchos casos se utiliza hormigón armado (Sección 3.5). 40. Los moldes en que se va a colocar el hormigón están hechos por lo general de chapas y trozos de madera ligera y barata, sujetos mediante clavos o tornillos. Para conseguir una serie de formás homogéneas, se utilizan algunas veces chapas de acero.

41. Los moldes de buena calidad deben reunir ciertas características. Deben ser: • • • • •

lo bastante rígidos como para que no se deformen cuando se Ilenen de hormigón; impermeables; fáciles de quitar sin dañar el hormigón; reutilizables, en caso de que haya que construir otras estructuras semejantes; una última condición es que, cuando se necesite hormigón armado, resulte fácil introducir el material necesario para ello.

42. Los moldes deben estar bien apuntalados para que se mantengan firmemente en su lugar. El molde para una pared de hormigón tiene dos lado

Molde preparado para recibir el hormigón

Colocación del hormigón 43. El hormigón debe ser lo más fresco posible. Si se puede, la operación debe hacerse: • •

antes de que transcurran 25 minutos desde que se abrió el saco de cemento; antes de que transcurran 20 minutos después de añadir el agua a la mezcla.

44. Una vez que ha comenzado a fraguar el cemento, no se puede utilizar. Por eso es importante tener todo preparado de antemano. En cada tanda, no haga más que el hormigón que pueda introducir en el molde en el tiempo disponible. 45. Evite colocar el hormigón bajo el agua, ya que es muy difícil conseguir hormigón de calidad en esas condiciones. Utilice una zanja de vaciado, en caso necesario, para conseguir que el lugar de hormigonado esté bien drenado. No obstante, la tierra debe permanecer ligeramente húmeda. La base de apoyo debe ser firme y en muchos casos puede ser necesaria una capa de piedras, ladrillos machacados u otros áridos. Para que el hormigón se sujete firmemente a la roca, ésta debe estar limpia y seca.

Colocación del hormigón

Lugar donde irán los cimientos

Esquema general del lugar de construcción

46. Evite la segregación de los ingredientes del hormigón durante su aplicación, ya que de esa manera se debilita y no se consiguen superficies ni juntas de calidad entre las distintas capas: • • •

no deje nunca que el hormigón caiga libremente más de 1,5 m; no deje nunca que corra por una pendiente muy inclinada; no lo transporte muy lejos sin volver a mezclarlo de nuevo.

47. Antes de introducir el hormigón en los moldes, debe engrasar la superficie interior de éstos para que sea más fácil quitarlos una vez que haya fraguado el hormigón. Debe también humedecer el molde. 48. Coloque el hormigón en capas de 15 a 20 cm de grosor. El hormigón debe apisonarse fuertemente para apretar los áridos gruesos, y debe tener una superficie superior «blanda» de 2-3 cm, para que se una firmemente a la capa siguiente. 49. Utilice una pala, una estaca 50. No intente utilizar hormigón «húmedo» para de madera o una vara de hierro conseguir juntas de mayor calidad, ya que lo único de 2 cm de diámetro para que conseguirá es separarlo más y conseguir que apisonar fuertemente el el agua se lleve parte del hormigón, con lo que se

hormigón.

deterioraría todavía más la superficie y la junta.

51. Puede dar con un martillo en Asiente el hormigón en los moldes con un martillo el exterior del molde para conseguir que el hormigón asiente mejor en los lados. 52. Si la capa anterior ha fraguado, haga pequeñas incisiones en la superior para conseguir

cara

una superficie irregular, que se adherirá mejor a la capa siguiente. Puede también aplicar con un cepillo una capa de cemento Iíquido, es decir, cemento disuelto en agua. Si consigue encontrarlo, puede aplicar cemento adhesivo. Haga pequeñas incisiones en la superficie

De una capa de cemento líquido o de cemento adhesivo

Recuerde: Conviene realizar toda la operación de una vez, es decir, sin interrumpir la colocación de hormigón. Atención, cuanto más alta sea la estructura más fuertes deben ser lo moldes. Si ello representa un problema, quizá sea necesario construir la estructura en diversas fases, dejando que cada una de ellas fragüe antes de proceder a la siguiente.

Curado del hormigón 53. Antes de que haya transcurrido media hora desde que echó el agua al cemento, la reacción química entre estos dos ingredientes provoca el fraguado y el progresivo endurecimiento del hormigón. Este adquiere su resistencia, durabilidad e impermeabilidad durante el proceso de curado. Para obtener un hormigón lo más resistente posible, el curado no debe ser demásiado rápido. Normalmente tarda unos 28 días.

54. Si se deja secar el hormigón, se interrumpe el endurecimiento; el proceso de curado no comenzará de nuevo aunque se vuelva a humedecer el hormigón. Por ello, nada más colocar el hormigón deberá protegerlo para evitar que se seque con demasiada rapidez. (a) No deje que el hormigón se seque antes de colocarlo en el molde. (b) Evite colocar el hormigón durante las horas más calurosas del día. (c) Humedezca los moldes abundantemente antes de introducir el hormigón. Manténgalos húmedos y no los retire demasiado pronto.

(d) Proteja el hormigón del sol y del viento, tapándolo con arpillera húmeda, lona, sacos de cemento vacíos, hojas de palma o de banano y arena húmeda.

(e) Mantenga húmedos esos materiales de manera que no absorban el agua del hormigón.

(f) Rocíe el hormigón de vez en cuando con agua una vez que se haya endurecido lo bastante como para no diluirse.

55. Evite que se seque el hormigón: • •

al menos durante siete días en climas templados; al menos durante 11 días en climas calurosos.

56. Es mejor no quitar los moldes mientras no hayan transcurrido al menos 48 horas del proceso de curado. En algunos casos, quizá convenga esperar hasta 21 días antes de quitar completamente los moldes. Una vez retirados los moldes, limpie las superficies rugosas y rellene los huecos o agujeros de mayor tamaño con mortero, si es necesario. Cómo hacer bloques de hormigón 57. Puede construir bloques sencillos de hormigón utilizando un molde madera normal, que puede utilizarse luego de nuevo (véase Sección 3.2 los tamaños normales de los bloques). Se puede utilizar una mezcla de 1:2:4 a 1:5:8 con agregados de menos de 13 mm de diámetro y una mezcla bastante húmeda. Deberá curar los bloques atentamente ya que, si se utilizan demasiado pronto o se deja que se sequen, se parten y rompen. Normalmente, el acabado no es tan bueno como el de los bloques hechos mecánicamente, que se moldean bajo presión utilizando una mezcla de hormigón seco. Molde sencillo para hacer un bloquemacizo

Molde de dos piezas para hacer un bloque hueco

Molde para extraer el hormigón

Detalles de la construcción del molde externo e interno para hacer un bloque hueco Molde externo

Molde interno

Cuando el cemento está casi seco, extraiga con cuidado el molde interno y empuje lentamente el bloque de hormigón hasta sacarlo del lodo

3.5 Cómo hacer el hormigón armado 1. El hormigón armado se obtiene introduciendo un refuerzo en el hormigón normal. De esa manera se evita el desplome del hormigón. Selección del refuerzo 2. Hay tres sistemas principales de reforzar el hormigón: • •

•

Barras de acero redondas

barras redondas de acero, con un diámetro estándar de 5 mm a 40 mm; malla metálica diagonal, «metal foraminado» utilizado para reforzar losas* de hormigón de poco peso (la parte más larga de la malla se coloca perpendicular a los soportes de la Iosa); malla rectangular de alambre soldado de dimensiones estándar. Malla de metal foraminado

3. Para utilizar el refuerzo, quizá necesite

Malla de alambre soldada

también: • •

alambre de acero recocido blando de 0,7 a 1 mm de diámetro, para sujetar las barras a la malla; divisores de metal, madera, plástico, etc., para asegurar que el refuerzo esté colocado correctamente dentro de los moldes.

Cómo utilizar el refuerzo 4. EI grado de refuerzo necesario para una construcción dada debe ser determinado por un ingeniero, quien habrá de especificar además como y dónde hay que colocar el refuerzo dentro del hormigón para darle mayor solidez. En Construcción de estanques, pueden verse algunos diseños concretos sencillos.

5. Unicamente con fines orientativos, tenga en cuenta que el número de barras de acero se calcula generalmente en porcentaje de la superficie bruta de cada sección de hormigón en la forma siguiente: • • •

cimientos: al menos el 1 por dento; losas: al menos el 3 por ciento; columnas: al menos el 6 por ciento. 2

Superficie de acero (en mm ) que debe haber en una sección de hormigón de acuerdo con el diámetro y número de barras de acero 2 (fórmula general = 3.1416 x d x n ÷ 4)

Diám. (mm)

Peso (kg/m)

Circunf. (mm)

4

0.098

5

Número de barras de acero 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12.57

12

25

37

50

62

75

88

100

118

125

0.154

15.70

20

39

59

78

98

118

138

157

176

196

6

0.222

18.84

28

56

85

113

141

170

198

226

294

282

7

0.302

21.98

38

76

115

153

192

230

269

307

346

384

8

0.395

25.14

50

100

151

201

251

301

352

402

452

502

9

0.499

28.28

63

127

190

254

318

381

445

508

572

636

10

0.617

31.42

79

157

236

314

393

471

550

628

706

785

11

0.746

34.55

95

190

285

380

475

570

635

760

855

950

12

0.888

37.71

113

226

339

452

565

679

792

904

1017

1131

13

1.042

40.80

132

265

398

530

663

796

929

1061

1194

1327

14

1.208

43.99

154

308

462

616

770

924

1078

1231

1385

1539

15

1.387

47.10

177

353

530

707

884

1060 1237

1413

1590

1767

16

1.578

50.10

201

402

603

804

1005 1206 1407

1608

1809

2010

17

1.782

53.40

226

453

680

907

1134 1361 1588

1815

2042

2269

18

1.998

56.54

254

509

763

1018 1272 1526 1780

2035

2290

2544

19

2.226

59.70

283

567

850

1134 1417 1701 1984

2268

2551

2835

20

2.466

62.82

314

628

942

1257 1571 1884 2199

2513

2827

3141

25

3.853

78.60

491

982

1473 1963 2454 2945 3436

3926

4417

4908

30

5.549

94.30

707

1414 2121 2827 3534 4241 4948

5654

6361

7068

32

6.313

100.50

804

1608 2413 3217 4021 4826 5630

6434

7238

8042

35

7.553

110.01

962

1924 2886 3848 4811 5773 6735

7696

8659

9621

40

9.865

125.70

1256

2513 3770 5026 6283 7540 8797 10053 11309 12566

* Barras de acero redondas y lisas.

Ejemplo: Supongamos que hay que construir una columna de hormigón armado de 0,20 x 0,25 m. Para calcular el refuerzo necesario se puede hacer el siguiente cálculo: 2

(a) Calcule la superficie bruta de la sección de la columna: 0,20 m x 0,25 m = 0,05 m = 2 500 cm . (b) Calcule la superficie mínima del refuerzo de acero necesario: 500 cm2 x 0,06 = 30 2 2 cm = 3 000 mm . Si tiene previsto utilizar 10 barras de acero, como se observa arriba en el dibujo, comience con la columna de 10 barras que se encuentra a la derecha del gráfico de esta misma página. Siga la columna hacia abajo hasta que encuentre una superficie que sea 2 2 al menos igual a 3 000 mm (en este caso, 3 141 mm ). Ahora siga esa Iínea hacia la izquierda y comprobará que a esa superficie corresponde un diámetro de 20 mm. Por lo tanto, para una columna de hormigón de este tamaño utìlice un refuerzo consistente en 10 barras de acero de 20 mm.

Preparación del refuerzo de barras de acero 6. Las barras de acero deben estar limpias, sin grasa ni tierra. La herrumbre, a no ser que sea tan grave que reduzca la resistencia de las barras, no constituye un problema grave, aunque convendría eliminar la herrumbre suelta con un cepillo de alambre. 7. Para doblar las barras de acero en la forma deseada, necesita una plancha pesada o placa de acero bien sujeta en la que se hayan introducido previamente cuatro pequeñas clavijas de acero de 10 mm de diámetro. Si son muchas las barras que tiene que doblar, quizá le convendría construir un banco de trabajo sólido. 8. Compre una abrazadera especial o hágase usted mismo una serrando una pequeña hendidura en una barra de acero muy gruesa. 9. Introduzca la barra de acero que se debe doblar entre dos de las tres primeras clavijas, comprobando que la barra esté situada en el lugar por donde se quiere doblar. Sirviéndose de la abrazadera, doble la barra de acero en el lugar donde hay una sola clavija. 10. Una vez cortadas y dobladas las barras en la forma deseada, se procede a reforzar el hormigón. Las barras deben sujetarse firmemente, con alambre, en sus intersecciones(véase párrafo 3 de esta sección).

Cómo hacer losas de hormigón armado

11. Utilizando un refuerzo de tela metálica puede hacer losas sencillas con una mezcla de hormigón bastante húmedo de 1:2:4 a 1:5:8 que contenga agregados de diámetro inferior a 13 mm. Para hacer una Iosa, introduzca el hormigón en un molde sencillo de madera apoyado en una superficie lisa o bien nivele un trozo de suelo, cúbralo con una gruesa lámina de plástico y coloque encima el molde de madera. Como en el caso de los bloques, deberá conceder un tiempo para el curado del hormigón. Recuerde: La tela metálica se puede sujetar dentro del molde colocando en la parte superior del mismo listones de madera y ganchos de alambre (véase la figura adjunta). No se olvide de dejar al menos 25 mm de espacio libre alrededor de la tela metálica y entre la parte superior y el fondo del molde. Además, muchas veces conviene introducir una o varias abrazaderas que se utilizarán como asas para levantar o trasladar la Iosa una vez terminada. Losa de hormigón armado

Compact concrete

Detalle del molde una vez introducido el hormigón

Nota:

Este molde corresponde a una Iosa de 7 x 50 x 100 cm. No obstante, las dimensiones pueden oscilar entre 5-10 x 30-80 x 50-120 cm.

Cómo hacer el hormigón armario 12. Para hacer el hormigón armado proceda como sigue: (a) Sujete bien el refuerzo, teniendo muy en cuenta el diseño técnico.

Columna de hormigón armado

Normalmente debe haber al menos 25 mm entre las barras y la superficie exterior. Compruebe que los alambres de sujeción están bien firmes y que las barras no se han torcido. (b) Rodee el refuerzo con los moldes. Si fuera necesario, utilice separadores para mantener en su lugar las barras de refuerzo.

(c) Humedezca bien el molde y el refuerzo. (d) Introduzca el hormigón en el molde, sin descolocar el refuerzo. (e) Apisone bien el hormigón, especialmente alrededor del refuerzo, pero sin descolocar éste ni golpearlo. Humedezca el molde y el refuerzo

Introduzca el hormigón

Apisone el hormigón

(f) Ponga especial esmero las junturas entre las distintas capas.

en (g) Cure el hormigón bien antes de quitar el molde. (h) Retire los separadores, si los utilizado, y retoque y rellene superficies exteriores. Evite que refuerzo quede expuesto a la acción agua.

ha las el del

3.6 Otros materiales de construcción 1. Hay otros materiales que se utilizan frecuentemente en la construcción, sobre todo cuando no es fácil conseguir cemento normal u hormigón. Por lo general, no son tan resistentes ni duraderos, pero se pueden utilizar en caso de necesidad. Hay también muchos materiales para usos específicos pero éstos son por lo general demásiado costosos o su utilización resulta demasiado compleja para la mayor parte de las construcciones piscícolas. Algunos de los materiales que puede utilizar son los siguientes: •

•

• •

morteros de cal a base de cal apagada*,que se obtiene de la caliza aplastada y quemada, mezclada con arena en proporciones que pueden ir de 1:2 a 1:3. Se 3 3 3 necesitan aproximadamente 0,15-0,2 m de mortero de cal por 0.2 m por m si la construcción es de piedra. Con ello se consigue un mortero aceptablemente resistente, aunque la calidad de todas las mezclas de cal depende de las características del material utilizado. Por ello, antes de empezar debería comprobar la calidad del producto local; hormigón de cal, que se puede obtener con cal en vez de cemento, en proporciones volumétricas semejantes a las del hormigón normal (por ejemplo 1:2:4, 1:3:6, etc.). Como la cal es más ligera que el cemento, necesita aproximadamente un 20-25 por ciento menos de peso para el mismo volumen, por ejemplo, 40 kg de cal en vez de 50 kg de cemento. El hormigón de cal no es tan fuerte como el de cemento; yeso, que se utiliza para alisar las paredes. Ese material es más liso que el mortero de cemento, y se obtiene con mezclas de 1:1:5 a 1:3:12, por volumen de cemento:cal:arena; cementos y hormigón de tierra, que son mezclas de cemento (algunas veces cal) con el suelo local. Conviene que éste sea de granulometría aceptable (para los tipos de suelos aceptables, véase el Cuadro 8) y sin vegetación ni materia orgánica. Las proporciones de cemento:tierra suelen situarse entre 1:3 y 1:6. La calidad de este cemento varía de forma considerable: normalmente no se recomienda para usos estructurales, pero puede emplearse para reforzar los canales, la coronación de los diques o los senderos.

3.7 Gaviones

Introducción 1. Un gavión es un cesto o caja de tela metálica llena de piedras. Los gaviones son útiles en obras de construcción, por ejemplo, para proteger los terraplenes de tierra, recubrir los canales, orientar o desviar el cauce de un río o corriente y proteger las orillas de los ríos o la Iínea costerá. 2. Usted puede comprar cestos de tela metálica y hacer sus propios gaviones. El tipo más normal consta de una sola tela metálica que se puede montar en forma de caja rectangular con una tapa. Gavión Ileno de piedras

Tela metálica galvanizada, lista para el montaje

Cesto de tela metálica ya montado

3. Los cestos de tela metálica utilizados para los gaviones se presentan normalmente en dos formás, según que se destinen a: • •

gaviones normales, de un metro de altura; gaviones bajos, de medio metro de altura.

4. La anchura de un cesto normal suele ser de 1 m, mientras que la longitud varía entre 2 y 5 m o más. Gavión normal

Gavión bajo

5. Los cestos para gaviones se suelen hacer con alambre de acero galvanizado. Este tiene normalmente 3 mm de diámetro y está entretejido en forma de red con una malla de 100 a 120 mm de anchura. La malla puede ser de torsión sencilla o doble, pero es mejor la doble.

Ventajas de los gaviones 6. Los gaviones ofrecen varias ventajas importantes en la construcción: • • • • •

homogeneidad y estabilidad, ya que permanecen unidos y ofrecen fuerte resistencia a las corrientes de agua. Aunque contengan pequeñas unidades (rocas, piedras), cada cesto actúa como una única unidad de gran tamaño; flexibilidad, que les permite adaptar fácilmente su forma a las curvas del suelo, aunque éstas cambien gradualmente; permeabilidad, que permite pasar el agua y los convierte en filtros de las partículas de suelo más finas, lo que representa una protección para los materiales menos estables; sencillez de diseño y facilidad y rapidez de construcción; economía, ya que se pueden utilizar piedras locales sin costo ninguno. Forma fácilmente adaptable

Presa formada con tres gaviones

Diseño de estructuras de gaviones 7. Las estructuras de gaviones normalmente tienen dos partes:

•

•

la base, para evitar el socavamiento de la parte superior. Se construye normalmente con cestos de media altura y su extensión debe ser mucho mayor que el cuerpo principal de la estructura; el cuerpo, que debe ofrecer resistencia a las fuerzas que entran en juego. Se hace con cestos normales de diversos tamaños amontonados en una o más hileras, según el total de altura necesaria.

8. Los gaviones de media altura pueden colocarse también en las orillas inclinadas de ríos o corrientes, o en terrazas. Los gaviones deben estar bien sujetos en la base.

Orillas de corriente o río

9. Para la mayor parte de los usos relacionados con las explotaciones piscícolas, las estructuras no suelen tener una altura de más de dos o tres hileras de gaviones. En sentido longitudinal de los canales y corrientes de agua, basta normalmente con una anchura de un gavión. Las estructuras de dos, tres o más gaviones de anchura pueden ser necesarias para desviar el cauce de agua cuando la corriente es rápida. Normalmente la pendiente de las estructuras de gaviones se situa entre 45° y una línea casi vertical. Desviación de río o corriente

Orillas de canal, corriente o río Grilla de 45°

Grilla de 30°

Grilla casi vertical

Construcción de una estructura de gaviones 10. Los cestos de tela metálica se construyen de uno en uno, se colocan en su lugar de acuerdo con el diseño de la estructura y luego se rellenan de piedras. Para realizar estas operaciones, siga los siguientes pasos: (a) Comience el primer cesto (b) Doble la parte anterior y posterior y los lados, desdoblando una sección de para obtener la forma de una caja con la tapa tela metálica y extendiéndola abierta. sobre el suelo.

(c) Sujete firmemente las cuatro esquinas de la caja, como se observa en la figura. Para ello, proceda con cuidado, utilizando alambre metálico galvanizado de la misma calidad y diámetro que la tela metálica. No tire del hilo con alicates, ya que puede desgarrar y reducir la resistencia de la caja.

(d) Después de haber sujetado (e) Una vez colocado el cesto, compruebe que está las cuatro esquinas, traslade el derecho y a escuadra. Para ello, estire la parte cesto a donde lo vaya a utilizar. frontal, posterior y lateral, introduciendo una barra de hierro en cada esquina, como se observa en la figura. Cuando las esquinas estén derechas y en escuadra, introduzca la barra en el suelo para mantenerla fija.

Refuerzos para un gavión normal 1 x 1 x 5 m a = oblicuo ; h = horizontal; v = vertical

11. Cada cesto de tela metálica debe tener también un refuerzo adicional de alambre que ayude a soportar el peso de las piedras cuando el cesto esté lleno. Para el soporte, puede

utilizar el mismo alambre que empleo para sujetar las cuatro esquinas de la caja. 12. Los refuerzos verticales deben colocarse nada más montar el cesto. Los refuerzos horizontales y oblicuos deben incorporarse una vez que los cestos estén Ilenos de piedras. 13. En los dibujos de esta página se indica dónde deben ir colocados los distintos refuerzos, tanto en los gaviones normales como en los de media altura.

14. Cada refuerzo se sujeta haciende pasar el alambre por varios de los huecos de la malla.

15. Ahora ya puede comenzar a Ilenar el cesto de piedras. 16.

Los cestos utilizados como base deben Ilenarse de piedras redondas o redondeadas cuyo tamaño sea al menos una vez y media mayor que las aberturas de la malla. No use piedras de mayor tamaño que el indicado. Si son demásiado grandes, le costará deformar el cesto para ajustarlo a los espacios irregulares o curvos, como las orillas de una corriente.

Refuerzos para gavión de media altura 0,5 x 1 x 5 m

Recuerde: Trate de elegir piedras

que encajen bien entre sí, para que no queden espacio grandes entre ellas. 17. Los cestos que forman parte de la estructura deben Ilenarse también de piedras cuyo tamaño sea una vez y media superior al de las aberturas de la malla. No obstante, si no tiene suficientes piedras de ese tamaño, puede utilizar algunas más pequeñas en el centro del cesto siempre que el diámetro sea de al menos 8 cm. Si utiliza piedras más pequeñas, cubra primero el fondo y los lados de piedras grandes, y luego rellene el centro con las más pequeñas. Finalmente, cubra la parte superior con una capa de piedras grandes.

18. Al Ilenar piedras, compruebe

los

19. Fije los soportes horizontales y los cestos de inclinados de vez en cuando mientras introduce las piedras. los refuerzos

que verticales de alambre están realmente en posición vertical.

Recuerde: Utilice piedras duras, por ejemplo granitos, cuarcitas, areniscas, laterita y piedras calcáreas duras para Ilenar los cestos. No utilice esquistos, gneis ni serpentina, que son demásiado friables, y, si la corriente es fuerte, ésta podría desmenuzarlos y acabar arrastrándolos, lo que haría que cedieran los cestos.

20. Cuando el cesto esté lleno de piedras, puede quitar las barras de hierro de las esquinas.

21. Cierre la tapa del cesto, apriete firmemente los bordes y sujételos cada 20 cm con alambre de acero galvanizado, utilizando una pequeña barra de hierro como palanca (véase la figura adjunta).

22. Acabe el cesto fijando los refuerzos verticales a la tapa.

23. Una vez hecho y Ilenado el primer cesto, añada cestos vacíos de uno en uno de acuerdo con el diseño de la estructura de gaviones. (a) Sujete con alambre la cara posterior y los lados de cada nuevo cesto a los ya Ilenos y colocados. (b) Tire de las esquinas frontales de cada cesto vacío utilizando una barra de hierro de 1,5 m hasta que el cesto esté derecho y en escuadra. Luego, sujételo introduciendo una barra de hierro en el Cestos vacíos suelo o en el gavión inferior. (c) Fije los refuerzos y Ilene el cesto de piedras como antes. Quite las barras de hierro, sujete la tapa y coloque los refuerzos verticales. 24. Continúe colocando más cestos vacíos hasta terminar la estructura de gaviones.

3.8 Los tubos y su capacidad de descarga 1. Las tuberías se utilizan ampliamente en las explotaciones piscícolas para transportar el agua, por ejemplo, cuando hay que atravesar presas y diques o conducirla por debajo de un camino. Tipos más comunes de tubos 2. El tipo de tubo que conviene utilizar depende del tamaño o diámetro necesario para la capacidad prevista de descarga de agua: • •

tubos grandes (diámetro interior de 20 a 100 cm), de hormigón o cerámica; tubos pequeños (diámetro interior de menos de 20 cm), de cerámica o plástico o galvanizados. Pueden utilizarse también tubos de bambú (Sección 3.1).

3. Por lo general, los tubos de hormigón y de cerámica son más baratos, pero no pueden ser de pequeñas dimensiones. Selección de los tubos de hormigón 4. Hay tres tipos de tubo de hormigón. En orden de menor a mayor resistencia, son los siguientes: • • •

tubos de hormigón no armado; tubos de hormigón armado; tubos de cemento de

Ejemplos de tubo de hormigón

amianto.

5. Los tubos de hormigón no armado son normalmente prefabricados, con una longitud estándar de 1 m. Se unen mediante una junta sellada con mortero de cemento. Su diámetro no debe superar un máximo de 50 cm. Es mejor colocarlos bajo el suelo, al menos a 50 cm de profundidad. 6. Los tubos de hormigón armado no suelen utilizarse en las explotaciones piscícolas, salvo en algunos casos en que se necesitan diámetros muy grandes. 7. Los tubos de cemento de amianto se producen añadiendo fibras de amianto al hormigón con el fin de aumentar su resistencia. Estos tubos son más costosos, pero tienen la ventaja de que son más ligeros y resistentes y pueden alcanzar mayor longitud (3 a 6 m). Ello reduce el número de juntas que hay que sellar con mortero de cemento. El diámetro interior varía normalmente entre 15 y 30 cm. Los tubos se colocan en una zanja lo bastante profunda como para protegerlos con al menos 50 cm de suelo. La base en que se apoyan debe construirse con cuidado para tener en cuenta el espacio correspondiente al collarín reforzado de los tubos.

Ejemplo de tubo de cemento de amianto

.

Selección de tubos de cerámica 8. Los tubos de cerámica se hacen con barro cocido, normalmente con un acabado

Ejemplo de tubo de cerámica

exterior vidriado duro, y el diámetro suele ser de 10 a 20 cm. Normalmente son de pequeña longitud, de 50 cm a 80 cm, con una boca que encaja por uno de los extremos, sellada con mortero. Los tubos de cerámica no son resistentes y se rompen con facilidad al manejarlos. Como ocurre con los de hormigón normal, deben estar bien protegidos bajo tierra.

Selección de tubos galvanizados y de plástico 9. Cuando el caudal es pequeño, normalmente se prefieren tubos de hierro (diámetro interior de 5 o 6 cm) o tubos de plástico. La longitud normal suele ser algo mayor (3 a 6 m), lo que reduce o incluso elimina la necesidad de juntas.

galvanizado

10. En lo que se refiere a los tubos de plástico, los tubos de presión son más resistentes, pesados y caros que los tubos de vaciado. Pueden utilizarse aun cuando la presión del agua sea mayor, por ejemplo, cuando se trata de agua alimentada mediante bombeo, y el grosor de las paredes depende de la presión a que se vayan a someter. Los tubos de desagüe son más ligeros, tienen paredes más finas, son menos costosos y son los más indicados cuando la presión es baja, por ejemplo, para el vaciado de los estanques. En el ejemplo inferior puede verse un tubo de desagüe con un aro flexible en «O» en la boca para que encaje sin huelgo. Ejemplo de tubo de desagüe de plástico en el que se ve en detalle el collarín con un aro flexible en "o"

11. Conviene proteger los tubos de plástico de la luz del sol, ya que pueden volverse quebradizos si quedan expuestos a él.

Dimensiones de los tubos 12. Para elegir la dimensión más adecuada de los tubos que debe utilizar en la explotación piscícola, por ejemplo, en la entrada y la salida de los estanques, primero deberá saber cuál es la descarga de agua necesaria en cada caso (véase Agua para la piscicultura de agua dulce, 4). Luego, deberá determinar qué dimensiones debe tener un tubo para poder descargar ese volumen de agua. Finalmente, conviene no multiplicar innecesariamente los tipos de tubería utilizados, limitándose únicamente a algunos tamaños concretos. 13. La capacidad de descarga de agua de una tubería aumenta en medida proporcional a la altura de presión del agua (medida en cm) en el lugar de entrada de la tubería (véase Sección 3.7, Agua, 4). Como orientación, se puede consultar el Cuadro 12.. CUADRO 12 Capacidad de descarga de agua de tubos de hormigón con distintas presiones de 1 carga Diametro del tubo inferior (cm)

Presión (cm) 5

10

15

20

25

100 200

20

18.7 26.4 32.3 37.3

41.8

-

25

29.2 41.3 50.5 58.4

65.2 120 160

30

42.0 59.4 72.8 84.0

94.0

35

57.2 80.9 99.1 114.4 127.9 190 320

-

-

-

Estimación de la capacidad de los tubos 14. En muchos casos, la carga de presión varía, por ejemplo, en el tubo de salida cuando se está vaciando el estanque. Por ello, conviene estimar la capacidad de los tubos con uno de estos sencillos métodos. (a) Consultando el Cuadro 13 y el Gráfico 1, puede estimar la capacidad de descarga de agua de los tubos de salida de diversos diámetros. (b) Utilizando el Cuadro 14, puede estimar el tamaño de los tubos necesarios para vaciar un estanque de un determinado tamaño en un plazo de tiempo especificado. (c) Puede utilizar también fórmulas matemáticas para estimar: •

la capacidad de descarga de agua Q (en litros por segundo, l/s) de un tubo dado con un diámetro interior D (en cm), utilizando la siguiente fórmula: 2

Q = 0.078 D . así, en un tubo con D

= 20 cm,Q = 0.078 x 202 = 31.2 l/s;

•

el diámetro interior D (en cm) del tubo necesario para una determinada capacidad de descarga de agua Q (en l/s), utilizando esta fórmula: D = 3.56 √Q

Q = 16 l/s, necesita un tubo de D = 3,56 √ 1 6= 3,56 x 4 = 14,2 cm; probablemente, utilizará un tubo de 15 cm.

así, para

Recuerde:

Todos estos métodos dan por supuesto que se utiliza un tubo corto y sencillo, sin ningún tipo de obstrucción, como las complicadas estructuras de las compuertas, rejillas, suciedad o incrustaciones dentro de los bordes internos del tubo, ni bordes o salientes en la boca o en las juntas del tubo. Cualquiera de esas circunstancias reducirá el caudal de descarga. Si hay o prevé que habrá algún tipo de obstrucción dentro del tubo, utilice un tamaño mayor. Si el tubo consta de varias secciones de diferente diámetro, estime el volumen de descarga teniendo en cuenta el diámetro del tubo más pequeño utilizado. CUADRO 13 Capacidad aproximada de descarga de agua de los tubos de salida* Diámetro Capacidad de descarga interior 3 del tubo (l/s) (l/min) (m3/h) (m /24 h) (cm)

CUADRO 14 Tiempo necesario para el vaciado de un estanque con tubos de desagüe de diferentes tamaños Diámetro Superficie del estanque (ha) inferior del tubo 0.1 0.2 0.5 1 2 5 (cm)

5

1.8

108

6.5

155

10

8

480

29

691

15

18

1080

65

1555

20

31

1860

112

2678

30

70

4200

252

6048

40

126 7560

454

10886

Nota: Se supone una altura inicial interna

50

196 11760 706

16934

del agua de 1 m y una velocidad en el tubo de 1 m/s; si los tubos son dos, tres, etc., el tiempo se divide por 2, 3, etc.

x

60x

3.6x

86.4x

10

96 192 480

20

15 30

75 150 300

50

1.5 3.5

8

16

32

80

2

3.5

7

17.5

100

-

-

-

-

* Suponiendo una carga de presión de aproximadamente 15 cm GRAFICO 1 Capacidad aproximada de descarga de agua de los tubos de salida (carga de presión, unos 15 cm)

-

Diseño de tuberías de mayor longitud 15. Al diseñar una tubería debe utilizar, un método distinto para determinar su capacidad de descarga de agua, teniendo en cuenta su longitud y la pérdida de carga* desde el comienzo hasta el final. Además, debe comprobar que la velocidad del agua de la tubería no exceda un determinado valor crítico. Proceda como sigue: (a) Elija el diámetro interior de la tubería y calcule su capacidad de descarga de (en l/s) aplicando la siguiente fórmula:

agua

Q = K√ √(H ÷ L)

donde K es la capacidad hidráulica (en l/s), véase el Cuadro 15; H es la pérdida de presión (en m) a lo largo de la tubería; L es la longitud total (en m) de la tubería. Ejemplo Una tubería de hormigón tiene un diámetro interior de 20 cm. Su longitud es de 100 m (L), y su pérdida total de presión (H) es de 2 m. Su capacidad de descarga de agua es la siguiente: Tubería de hormigón de 100 m con recorrido recto

(b) Calcule la velocidad del agua (V), en metros por segundo (m/s) en el tubo, con la siguiente fórmula: V = M √(H ÷ L)

donde M es el módulo de velocidad (en m/s), véase el Cuadro 15; ; H es la pérdida de presión (en m) a lo largo de la tubería L es la longitud total (en m) de la tubería. (c) Compare la velocidad del agua calculada en m/s (V) con la correspondiente velocidad máxima recomendada en la última columna del Cuadro 15. Ejemplo Utilizando la misma tubería de hormigón con un diámetro interior de 20 cm, una longitud (L) de 100 m y una pérdida de presión total (H) de 2 m, la velocidad del agua es la siguiente: CUADRO 15 Factores básicos de capacidad hidráulica para el diseño de tuberías

Diámetro interior del tubo (cm)

Tubos nuevos de hierro colado y de plástico

Tubo viejos de hierro colado y de hormigón

Tubos de desagüe

Velocidad máxima del agua (m/s)

M (m/s)

K (l/s)

M (m/s)

K (l/s)

M (m/s)

K (l/s)

5.0

6.405

12.554

5.174

10.142

4.056

7.950

0.60

7.5

8.288

36.47

6.779

29.83

5.407

23.79

0.70

10.0

9.883

77.58

8.148

63.96

6.568

51.56

0.75

12.5

11.413

139.24

9.462

115.44

7.688

93.79

0.75

15.0

12.684

224.51

10.562

186.95

8.632 152.78

0.80

17.5

13.996

335.9

11.696

280.7

9.604

230.5

0.85

20.0

15.188

476.9

12.729

399.7

10.494 329.5

0.90

22.5

16.322

648.0

13.715

544.5

11.345 450.4

0.95

25.0

17.361

852.4

14.619

717.8

12.126 595.4

1.00

30.0

19.432

1373.9

16.427

1161.4

13.690 967.9

1.10

Nota: M y K son constantes.

Efectos de los rios utilizados en las tuberías 16. Las fórmulas que acaba de utilizar son válidas cuando se trata de tubos rectos, pero el caudal de agua disminuye cuando las tuberías tienen curvaturas o distintos rios. La manera más sencilla de calcular la influencia de éstos es considerar que cada curvatura o rio equivale a la longitud adicional de un tubo de una longitud equivalente. En elCuadro 16 pueden verse las longitudes equivalentes de algunos rios más habituales. Ejemplo Si el tubo antes utilizado (20 cm de diámetro y 100 m de longitud) tiene cuatro curvaturas de 90°, dos válvulas de retención (totalmente abiertas) y una salida reductora, su capacidad de descarga es la siguiente: Q = 399.7 √H ÷ L L representa ahora el total de la longitud equivalente (TEL) o la longitud del tubo más las longitudes equivalentes de los rios. Así TEL = 100 m + longitudes equivalentes (en m) de cuatro curvaturas de 90° + 2 válvulas de retención + salida reductora = 100 m + 4(0,4D) + 2(0,75D) + 0,08D). Si el diámetro del tubo D = 20 cm, TEL = 100 m + 4(0,4 x 20) m + 2(0,75 x 20) m + (0,08 x 20) m = 163,6 m. En ese caso, Q = 399.7 √2 ÷ 163.6 = 44.19 l/s, es decir, menos del 80 por ciento del caudal del tubo recto, calculado en el ejemplo anterior. CUADRO 16 Longitud equivalente de las curvaturas y rios de las tuberías

Ref. no.

Curvatura/rio

Longitud equivalente (m)

1

Válvula esférica, abierta

2.5 D*

2

Válvula abierta

0.05 D

3

Válvula abierta

4

Curvatura de 45°

5

Curvatura de 90° o en T

6

Godo en ángulo recto

0.7 D

7

Salida reductora (tres cuartas partes del diámetro original)

0.08 D

de de

compuerta, retención,

0.75 D 0.15 D 0.2-0.4 D

'D = diámetro interior del tubo (cm). Nota: Se trata de valores típicos, que pueden variar de acuerdo con el dìseño y la

manufactura. A 100-m concrete pipeline with four 90° bends

3.9 Selección de una bomba hidráulica 1. Si va a utilizar una bomba, debe saber el tamaño indicado o potencia P (en kW) de la bomba. Debe tener en cuenta la altura H (en m), el caudal Q (en m3/s) y la eficiencia E (en porcentaje) de la bomba. Puede utilizar una ecuación sencilla: P (kW) = (9.81 x Q x H) ÷ E

donde la presión de bombeo H (m) equivale a la suma de la altura de aspiración (hs), la altura de impulsión (hd) y la pcrdida de carga del tubo (hp). (a) En las bombas más comúnmente utilizadas, la altura de aspiración (hs) debe ser lo menor posible. La mayor parte de las alturas de aspiración no deben pasar de 3 a 5 m en condiciones normales. (b) La altura de impulsión (hd) se sitúa por lo general entre 2 y 10 m. (c) La pérdida de carga del tubo (hp) se puede calcular a partir de la fórmula utilizada en la Secciónn 3.8, Q = K√√hp ÷ L, y, por consiguiente: 2 2 hp = LQ ÷ K donde Q es la descarga de agua conocida (en I/s); L (o TEL) es la longitud totale longitud equivalente total de la tubería (en m); K es el factor de capacidad hidráulica (en I/s), véase el Cuadro 15; hp es la pérdida de carga del tubo (en m). Definición de altura de aspiración (hs) y altura de impulsión (hd)

Note: hs=distancia desde el nivel inferior del

agua a la línea central de la bomba hd=distancia desde la línea central de la bomba al nivel superior del agua

2. Con tubos sencillos y de poca longitud, con dimensiones que sean al menos iguales a la entrada y salida de la bomba, se puede prescindir de la pérdida de carga del tubo. Ejemplo Si se utiliza una bomba con una eficiencia del 60 por ciento como parte del sistema de conducción descrito anteriormente, donde TEL = 163,6 m, el caudal Q = 80 l/s,la altura de aspiración (hs) = 1 m y la altura de impulsión (hd) = 2 m, la potencia necesaria es: P(kW) = (9.81 x Q x H) ÷ E. La altura total calculada H es 1 m + 2 m + pérdida de carga del tubo (hp), donde hp 2 2 2 2 = LQ ÷ K = [163.6 m x (80 l/s) ] ÷ (399.7 l/s) = 6.55 m. TAsí, la altura total H = 1 m + 2 m + 6.55 m = 9.55 m.

3. En el Cuadro 17 puede verse la potencia en (kW) necesaria para distintos caudales (m3/s) y alturas totales (m), suponiendo una eficacia normal del 60 por ciento (la escala habitual es del 40 al 75 por ciento). Para la conversión en caballos de fuerza (HP), divida el valor en kW por 0,75. 4. En algunos casos, las bombas se definen en función del diámetro de sus tubos de salida, expresado normalmente en pulgadas. Luego puede saber si una bomba determinada es suficiente para sus necesidades estimando su potencia en HP, como sigue: 2

HP = 3.14 D ÷ 20

donde D es el diámetro interior de los tubos de salida en pulgadas. Nota: Una pulgada equivale a 2,54 cm. 5. Si la bomba debe funcionar durante largos períodos de tiempo, deberá aumentar la potencia al menos un 30 por ciento, ya que la mayor parte de las bombas no deben funcionar a pieno rendimiento durante demasiado tiempo. La potencia del motor deberá ser al menos un 10 por ciento superior a la de la bomba. Ejemplo Potencia de la bomba que se requeriría en un caso semejante al del ejemplo anterior: 3

P = (9.81 x 0.08 m /s x 9.55 m) ÷ 0.60 = 12.5 kW o 12.5 kW ÷ 0.75 =16.7 HP Seleccione una bomba de 20 HP con un motor de, por ejemplo, 25 HP. Si la bomba debe funcionar durante largos períodos de tiempo, se necesaria una bomba de 26 a 30 HP con un motor de 30 a 35 HP.

6. En muchos casos, puede eiegir la bomba utilizando la informacìón suministrada por los fabricantes o distribuidores. Esa información se expresa muchas veces en una curva altura-producción (Gráfico 2), en que se indica la capacidad de bombeo de cada tipo de bomba.

GRAFICO 2 Curva altura-producción

CUADRO 17 Potencia de bombeo para diferentes necesidades de caudal y de altura (en kW,1 suponiendo una eficiencia de bombeo del 60 por ciento) Caudal requerido l/min 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 Altur : a total m3/s: 0.0001 0.0003 0.0008 0.0016 0.0033 0.0083 0.0166 0.03333 0.08333 7 3 3 7 3 3 7 (m) 3

m /h :

0.60

1.20

3

6

12

30

60

120

300

1

0.003

0.005

0.014

0.027

0.055

0.136

0.273

0.545

1.363

2

0.005

0.011

0.027

0.055

0.109

0.273

0.545

1.090

2.725

5

0.014

0.027

0.068

0.136

0.273

0.681

1.363

2.725

6.813

10

0.027

0.055

0.136

0.273

0.545

1.363

2.725

5.450

13.625

20

0.055

0.109

0.273

0.545

1.090

2.725

5.450 10.900 27.250

50

0.136

0.273

0.681

1.363

2.725

6.813

13.62 27.250 68.125 5

100

0.273

0.545

1.363

2.725

5.450

13.62 5

27.25 136.25 54.500 0 0

200

0.545

1.090

2.725

5.450

10.90 0

27.25 0

54.50 109.00 272.50 0 0 0

* Para convertir estos valores en kW en HP, divida por 0,75.

7. Si tiene posibilidad de elección, procure utilizar la bomba más eficiente para cada labor, ya que con elio se reducen los costos de funcionamiento. La eficiencia suele aparecer con frecuencia en la misma curva altura-producción, o se puede obtener mediante cálculos. La bomba suele funcionar con la máxima eficiencia con aproximadamente el 60-70 por ciento de su altura o producción máxima.

8. La mayor parte de las bombas hidráulicas de uso general pueden utilizarse también en las explotaciones piscícolas. Si el agua es salobre o contiene mucho lodo, debería comprobar si la bomba funciona también en esas condiciones. Convendría colocar una rejilla en la toma de la bomba. Cuando se trata de bombas centrífugas (el tipo más común), puede utilizarse una válvula de retención para evitar que el agua salga del tubo cuando se para la bomba. La bomba se Ilena de agua (se ceba) antes de comenzar, ya que por sí sola no puede absorber el agua hacia el interior del tubo. Diversas formás de poner en marcha bombas centrífugas

Utilice una válvula de retenció para que el tubo esté siempre lleno

9. Si cuenta ya con una bomba y no conoce su capacidad de descarga Q,puede estimarla de la siguiente manera:

(a) Estime su potencia en HP a partir del diámetro del tubo de salida (D en pulgadas), de acuerdo con la siguiente fórmula HP = 3.14 D2 ÷ 20. (b) Multiplique HP por 0,75 para obtener la potencia de bombeo P en kilovatios. (c) Compruebe su presión máxima H (en m) haciende funcionar la bomba y levantando el tubo de salida hasta que deje de correr el agua. La bomba puede funcionar normalmente entre el 30 y el 70 por ciento de esta presión máxima (d) Estime la capacidad de descarga Q (en m3/s) a partir de los valores de la potencia (P) y la presión (H), aplicando la siguiente fórmula: Q = (PE) ÷ (9.81 H)

donde E es la eficiencia de bombeo en porcentaje. Ejemplo Si una bomba tiene un tubo de salida cuyo diámetro es de 3 pulgadas (7,5 cm): 2

HPes aproximadarnente = 3.14 D ÷ 20 = 1.4 HP. Potencia de bombeo, kW = 1.4 x 0.75 = 1.1 kW. Si la presión máxima = 8 m, la altura de funcionamiento eficlente se situa por lo general entre el 30 y el 70 por ciento, es decir, aproximadamente de 2,5 a 5,5 m. La capacidad de descarga, por ejemplo de 4 m, suponiendo una eficiencia del 70 por ciento, es 3 Q = (PE) ÷ (9.81 H) = (1.1 x 0.7) ÷ (9.81 x 4) = 0.77÷ 39.24 = 0.02 m /s = 20 l/s.

10. Puede comprobar también la capacidad de descarga de la bomba Q (mVs) midiendo el tiempo que tarda en vaciar o Ilenar un volumen determinado de agua. Una vez estimada la presión total, puede llegar a producir la potencia de bombeo. Ejemplo Si una bomba Ilena un barril de 50 litros en 10 segundos, con una presión total estimada de 10 m, la eficiencia se estima en el 30 por ciento, ya que la bomba se encuentra próxima a su 3 3 presión máxima (que resulta ser de 12 m). Q (m /s) = volumen/tiempo 0.05 m ÷ 10 s = 0.005 3 m /s.