Ponencia: Soluciones estructurales para la construcción de los silos de almacenamiento de cereales. Autor: Ing. Rolando García Muñoz Centro de Trabajo: Empresa de Diseño e Ingeniería de Cienfuegos. IDEAR. Cienfuegos. Dirección: Ave 60 # 4302 e/ 43 y 45 Cienfuegos. Teléfono pizarra: 51 3081-83 Ext. 105 Directo: 551271/Fax 551271 Email:dai@idear.aconci.cu Organismo: MICONS Provincia : Cienfuegos

RESUMEN Con el objetivo de acortar el cronograma de ejecución de la obra se proyectó una solución prefabricada para la construcción del Túnel del Transportador de los silos, para lo cual se usaron las canales prefabricadas CN-9M que se habían construido para la solución del drenaje del Parque González Guerra ubicado en la entrada de la ciudad. Desde el punto de vista geométrico el uso de estas canales diminuían las dimensiones de la sección transversal del túnel de hormigón armado hormigonado en el lugar propuesto en el proyecto de un ancho de 1.60 m a un ancho de 1.30 que se lograba con la solución prefabricada por lo que fue necesario consultar con los proyectistas de la empresa KEPLER WEBER para lograr su autorización, para lo cual se le envió vía correo electrónico un mensaje con la propuesta prefabricada, la que fue aprobada de inmediato por los especialistas de la firma. Las canales prefabricadas CN-9M fueron diseñadas originalmente para ser usadas en los drenajes del parque con la condición que tenían que tomar casi de forma directa las cargas de los vehículos de las vías del parque por no permitir la rasante de estas que se colocara un espesor de relleno que permitiera disminuir la presión de contacto sobre la losa superior de las canales, además se diseñaron para tomar las cargas correspondientes al empuje del terreno. Teniendo en cuenta las características con que fueron diseñados estos elementos, se procedió a la revisión estructural de estos con las cargas a que estarían sometidos al ser colocadas para conformar el túnel del transportador, lo que arrojó un resultado favorable de acuerdo al refuerzo que tienen los elementos y la calidad de su hormigón. La sección del túnel se conformó usando dos canales una sobre otra para lo cual se diseñaron juntas para la fijación de los elementos para lo cual se abrieron cajuelas en los extremos de los elementos y se unieron por soldadura las barras de los elementos. Esta solución prefabricada para el túnel del transportador y la semiprefabricada usada para el túnel de ventilación permitieron un acortamiento significativo en los cronogramas de ejecución de las baterías donde se generalizó esta solución permitiendo un ahorro significativo de recursos y un acortamiento de la fecha de explotación de estos almacenes para granos.

1. Introducción En el segundo semestre del pasado año se desarrolló un proceso de inversiones para la ubicación de baterías de silos granaleros en todo el país, siendo los principales asentamientos las provincias de Santiago de Cuba, Cienfuegos y Ciudad Habana . La ejecución de estas baterías requería de una fecha de terminación definida para los primeros días del año 2006 debido a que existía un compromiso de suministro contraído en el exterior, donde se había planificado el arribo de los barcos con maíz para la fecha pactada. Teniendo en cuenta los puntos anteriores en nuestra provincia se desarrolló un fuerte movimiento constructivo donde se iniciaron los trabajos de movimiento de tierra y de cimentación y se analizaron alternativas constructivas que permitieran acortar los plazos de ejecución. En el análisis para la construcción de las bases de los silos, la construcción del túnel del transportador hormigonado en el lugar de acuerdo a la propuesta del proyecto brasileño representaba la ruta critica de todas las actividades, no solo por los trabajos de encofrado y hormigonado propio de el sino por la espera técnica que originaba esperar los días necesario para el endurecimiento del hormigón vertido, y los inicios de los trabajos de rehincho de estas bases, para poder llegar a al hormigonado de la losa y canales del fondo del silo, que era la premisa para poder comenzar los trabajos de montaje de la estructura metálica de los silos. Es entonces cuando nace esta solución al conocer el proyectista de la existencia en la planta de prefabricado de Cumanayagua una cantidad considerable de las canales CN-9M que se fabricaron para acometer los trabajos de drenaje del parque González Guerra ubicado a la entrada de la ciudad de Cienfuegos.

Luego de la consulta con los especialistas de la firma extranjera que suministra esta tecnología y obtener su aprobación se comenzó el trabajo de revisión estructural de estos elementos y el proyecto de esta solución prefabricada que permitió un acortamiento significativo de los plazos de ejecución para la construcción de estas bases. 2. Descripción de las Soluciones.

Las canales prefabricadas CN-9M fueron diseñadas originalmente para ser usadas en los drenajes del parque con la condición que tenían que tomar casi de forma directa las cargas de los vehículos de las vías del parque por no permitir la rasante de estas que se colocara un espesor de relleno que permitiera disminuir la presión de contacto sobre la losa superior de las canales, además se diseñaron para tomar las cargas correspondientes al empuje del terreno. . Teniendo en cuenta las características con que fueron diseñados estos elementos, se procedió a la revisión estructural de estos con las cargas a que estarían sometidos al ser colocadas para conformar el túnel del transportador, lo que arrojó un resultado favorable de acuerdo al refuerzo que tienen los elementos y la calidad de su hormigón. Revisión Estructural Para el análisis del comportamiento estructural de de la canal CN-9M consultamos en los archivos de la empresa el plano de dimensiones y refuerzo de este elemento revisando las características geométricas y la disposición de las barras del refuerzo para revisar su capacidad resistente ante las cargas a que estaría sometida trabajando en el túnel.

Análisis de las cargas. Para analizar las cargas a que estarían sometidos los túneles del transportador y de ventilación de los silos hicimos un estudio de la distribución de las cargas en las paredes metálicas y en el fondo en el interior del silo durante el llenado y descarga de los granos debido a que la fuerza de fricción generada en las paredes de los silos juega un papel fundamental creando un estado de carga en que en el fondo del deposito no actúa la fuerza total de la columna de los granos, sino que existe una trasferencia de parte de las cargas que toma las paredes del depósito y otra que llega al fondo que es la que nos interesa para nuestro análisis. En las baterías de silos que se han ubicado en la provincia se han usado dos tipos de depósitos con fondo plano el modelo 4816 con una altura total de 19.05 m y un diámetro nominal de 14.55 m y el modelo 6010 con una altura total de 14.62 m y un diámetro nominal de 18.19 m . Para la determinación de las cargas se tomó el modelo 4816 que es el que genera las cargas más desfavorables para la revisión estructural sobre la losa de cubierta del túnel y sobre las paredes por el efecto de la sobrecarga que actúa sobre la losa de fondo y el material de relleno a ambos lados del túnel. El esquema de carga que dieron los fabricantes se muestra a continuación.

VIENTO

SILO MODELO

4816

PRODUCTO

tf

EQUIPO

tf Fv tf

Fh tf

Fuerza distribuida

en los parantes

21.00

0.52

0.21

0.15

Fuerza total en el anillo

672.00

16.64

-

-

Con las cargas anteriores se determinó la carga del peso de los granos sobre la losa de fondo del depósito que se combinó con la acción del empuje del material de relleno del anillo para obtener las solicitaciones a que estaba sometido el túnel. Como resultado de la revisión estructural se comprobó que la canal CN-9M cumplía con los estados de carga a que se comprobó y podía ser usado para la construcción de los túneles. Características del proyecto prefabricado del túnel del transportador. Para la conformación del proyecto prefabricado se hizo un análisis de acuerdo a las dimensiones que requería el túnel hormigonado en el lugar de la variante tradicional con respecto a las dimensiones del túnel prefabricado, como resultado de este análisis se comprobó que el ancho del túnel de la solución tradicional es de 1.60 m y el túnel prefabricado tiene un ancho en la base de 1.20 m este elemento fue consultado con los especialistas de la firma y aprobó la solución.

Aprobada la sección transversal del túnel prefabricado se analizo la disposición de los elementos para conformar el túnel teniendo en cuenta disposición de las juntas de construcción que se tenían que ejecutar.

Colocación de los elementos Para garantizar la unión del túnel con el anillo de la base se dispusieron completamientos en los extremos del túnel que garantizan la continuidad y rigidez de este elemento. .

Unión del túnel con el anillo.

Teniendo en cuenta que se aprovecharon las canales CN-9 que existían, para dar solución a la construcción de los pases para la recolección de los granos al transportador y a la comunicación de las canales de ventilación fue necesario romper la losa superior del túnel prefabricado con un martillo neumático lo que se ejecutó cuidadosamente, usando canales metálicas para evitar una rotura mayor de los elementos

Ejecución de pases

Túnel de Ventilación. Para garantizar la temperatura de conservación de los granos cada silo tiene acoplado un túnel de ventilación que se intercepta con el muro del anillo perpendicular al túnel del transportador, la ejecución de este túnel hormigonado en el lugar representaba un gran problema constructivo, no por la demora de su propia construcción hormigonado en el lugar sino por la espera técnica que generaba para iniciar los trabajos de rehincho del interior de la base con el objetivo de llegar a la fundición de la losa de fondo y las canales de ventilación. Para solucionar la demora en el inicio del rehincho de la base de los silos se concibió una solución semiprefabricada que permitió comenzar los trabajos de rehincho para lo cual se colocaron dos canales CN-9M en la base del anillo y se comenzó a ejecutar el túnel de ventilación en el interior de las canales lo que permitió solapar las dos actividades y reducir el cronograma de ejecución.

Construcción del túnel de ventilación

El completamiento de este túnel de ventilación se ejecutó de forma tradicional hormigonando las canales de ventilación y el conducto de sección variable por donde se inyecta el aire para la ventilación del interior del silo.

3. Valoración Económica El análisis de la valoración económica de este trabajo se concibió a partir del ahorro de recursos materiales y humanos que se lograron con el acortamiento significativo del acortamiento de los cronogramas de ejecución de las baterías de silos. El acortamiento de los plazos de ejecución permitió que la explotación de estos almacenes comenzara en las fechas programadas lo que significó para la Fábrica de Pienso un beneficio importante para su producción con la garantía de la materia prima para su producción. Con la entrada en funcionamiento de los cuatro silos de la batería de la zona No. 1 se logró que los barcos que arribaron al puerto no tuvieran que ser indemnizados por el pago de estadía cumpliendo de esta forma un compromiso contraído con la dirección de la revolución. Para hacer un análisis del acortamiento obtenido en el cronograma de ejecución con el uso de la solución prefabricada para la construcción del túnel del transportador se analizaron las actividades que en cada caso se debían ejecutar además de obtener las unidades de obras de cada una de ellas con el objetivo de hacer una programación comparativa usando el software Microsoft Project resultado que se muestra a continuación.

Análisis de los cronogramas de las dos variantes Si analizamos los resultados de la comparación entre los cronogramas de ejecución obtenemos los siguientes resultados: ZONA No. 1 DE CUATRO SILOS La diferencia entre los cronogramas indica que en cada silo se obtiene un acortamiento de 8.5 días lo que significa que el acortamiento del cronograma en la Batería seria de 34 días. ZONA No. 2 DE SEIS SILOS La diferencia entre los cronogramas indica un acortamiento de 10 días lo que significa un acortamiento del cronograma de la Batería de 60 días

CONCLUSIONES

1. El uso de las canales prefabricadas existentes CN-9M para la construcción de los túneles del transportador y de ventilación de las baterías de silos contribuyó a un acortamiento significativo de los cronogramas de ejecución de las baterías.

2. El análisis del uso de los elementos prefabricados existentes en los inventarios de las plantas de prefabricado para las obras del territorio representa una practica que se debe generalizar para la ejecución de obras comprometidas en el territorio.

3. El acortamiento para el plazo de explotación de estas baterías constituyó un aporte importante para la producción de pienso de la región central del país lo que significo un gran aporte para el programa alimentario del territorio teniendo en cuenta que en cada silo se pueden almacenar 2000 toneladas de grano.

RECOMENDACIONES

1. La Solución prefabricada para la construcción de los túneles del

transportador y ventilación de las baterías de silos debe ser generalizada para la construcción de las nuevas baterías de la segunda etapa en nuestro territorio.

2. La ejecución de un proyecto específico de canales prefabricadas para la construcción de los túneles con las dimensiones ajustadas y los pases previstos garantiza un ahorro de recursos materiales y humanos y un acortamiento de los cronogramas de ejecución.