Bajo tierra y agua

By Fausto Oliveira07 February 2014

CLA14/1FeatureFoundations

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La provincia de Buenos Aires, Argentina, planea una inversión de US$700 millones en construcción y expansión de puertos. En Brasil, la Secretaria de Puertos empezó 2014 autorizando la construcción de dos nuevos puertos privados en Bahía. Mientras tanto, el saliente gobierno de Chile hizo concesiones para la construcción de importantes puentes como son los puentes Chacao e Industrial, ambas al sur del país.

Por toda América Latina, la construcción de puertos y puentes crece como respuesta al desafío del crecimiento. Para la industria de la construcción esto representa un reto difícil de lograr: la fundación subacuática.

Las empresas especializadas en fundaciones saben que para estabilizar los pilotes necesarios para sostener un puerto o un puente hay que tener en cuenta mareas, vientos, efecto de corrosión del agua, la topografía y el fondo del mar o río.

El proceso básico de construcción de fundaciones bajo agua es igual que hacerlas en tierra. En general, se martilla un tubo metálico en el fondo del mar o río. Dentro de este tubo, un equipo de perforación excava el espacio interno (el suelo natural puede ser retirado o compactado), se instala un armado de acero y se concreta el pilote. Y se repite la operación cientos de veces, dependiendo de la estructura que se construye.

Las grandes exigencias técnicas tienen que ver más con el transporte de los equipos y los tubos metálicos. Muchas veces, las fundaciones offshore se hacen desde un buque que transporta la grúa que conducirá el martillo. El conocimiento del método está consolidado en América Latina. El próximo paso de la región como un todo es agregar nuevas tecnologías, como los martillos vibratorios. Para una empresa en especial, el desafío es ampliar su participación en el mercado de equipos de perforación y fundación.

La brasileña CZM fabrica estas máquinas desde 1976. Tiene un 60% del mercado en su país y sus redes se extienden por toda Latinoamérica. En ferias como Bauma y ConExpo, compite con los grandes nombres europeos, como Casagrande y Soilmec, poniendo en claro su creciente proceso de internacionalización, que incluso la ha llevado a tener fábricas en Estados Unidos. Por casualidad, un servicio de fundación de puentes parece haber marcado un antes y después en la historia de la empresa.

Excavando aguas del norte

Efectivamente, fue la ejecución de un trabajo de fundación en un río que traía consigo desafíos muy específicos, dada la influencia de un río cercano, lo que le abrió las puertas a CZM en los Estados Unidos.

La contratista McKinney, propiedad de la inglesa Keller, la mayor contratista especializada en fundaciones del mundo, se hizo cargo de realizar las fundaciones del puente Dabney, en el estado de West Virginia, en 2013. La geología del terreno era complicada debido a que la proximidad con el río Guyandotte presentaba un suelo con mezcla de roca y arenisca extremadamente abrasiva.

Una de las soluciones planteadas era excavar por partes utilizando explosivos para ablandar el suelo de manera a facilitar la posterior excavación. Sin embargo, el problema de este método para la contratista era que podía reducir mucho la tasa de avance y echar a perder los plazos establecidos por el departamento de tránsito del Estado. Pero ya venían testeando desde hace algún tiempo la EK250 de CZM en su sede central, y decidieron ponerla en acción en el proyecto del puente Dabney. La perforadora se enfrentaba a la arenisca y roca solo con su hélice, sin auxilio de explosivos.

El resultado fue positivamente sorpresivo. Mike Hall, ingeniero de McKinney, escribió un artículo en el que asegura que “la arenisca de la formación geológica local nos pareció una buena prueba para la perforadora. La máquina iba sola contra la arenisca nativa, sin auxilios extras y utilizando técnicas de perforación totalmente convencionales. Al final, la EK250 superó los rangos de productividad estimados. La instalación de los pilotes se completó nueve días antes del plazo pese al metraje adicional que se agregó al Pilote 2”.

Mercado estadounidense

La firma brasileña pudo proveer esta solución en suelo estadounidense porque desde 2012 tiene una fábrica en el país del norte. Ubicada en Savannah, estado de Georgia, la unidad es responsable por la producción y venta de 30 máquinas al año para el mercado de Estados Unidos. Y las expectativas son buenas. Según Lucas Lemos, director de ventas internacionales de la brasileña, en cinco años el mercado de CZM en EE.UU. será incluso mayor que en Brasil, donde vende un promedio de 70 máquinas al año.

El trabajo bien hecho junto a la contratista McKinney le garantizó una excelente propaganda. Pero una decisión comercial estratégica ha sido un factor aún más importante para hacer de CZM un actor de importancia en el mercado estadounidense. Todas las máquinas perforadoras que CZM vende en el país son acopladas y adaptadas por sus ingenieros a excavadoras convencionales, principalmente las de Caterpillar, de lejos la marca más popular de equipos de construcción pesada en EE.UU.

“Desarrollamos una solución de ingeniería que acopla la perforadora a la excavadora cortándole el chasis y agregándole cilindros hidráulicos para extender la parte rodante, o sea, las orugas. Cuando la máquina trabaja, se activa este cilindro y la base se abre, dándole estabilidad. Para el transporte, el cilindro se cierra y las orugas se contraen”, dice Lemos, quien también garantiza que la potencia hidráulica de las excavadoras Caterpillar es suficiente para suministrar la energía para las bombas, motores y guinchos de la perforadora.

Esta solución comercial agrega valor de post venta al equipo. “Toda ciudad en Estados Unidos tiene un dealer de Caterpillar. Por lo tanto, mi cliente sabe que podrá encontrar repuestos originales en poco tiempo y a precio conocido”, cuenta el ejecutivo. No sucede Lo mismo cuando el contratista elige un equipo cuya marca lo produce por entero, como es el caso de las tradicionales marcas de Europa. En caso de daño o desperfecto en una oruga, por ejemplo, habría que dejar toda la máquina parada esperando que llegue el repuesto.

La apertura de una fábrica en Estados Unidos y la estrategia de adaptar sus productos en excavadoras convencionales está resultando tan efectiva para CZM que en América Latina sus números también van creciendo. Principalmente en Colombia, donde la preferencia por equipos “made in USA” está haciendo que la tecnología brasileña llegue con más fuerza, aunque esto pueda resultar algo irónico.

Martillos vibratorios

Si bien es verdad que el hincado de pilotes bajo agua se puede hacer con martillos convencionales, hay también una fuerte tendencia por el uso de los martillos vibratorios. Estos equipos posibilitan un ahorro considerable de tiempo y energía en la perforación e hincado. Ello porque no trabajan con impactos físicos aislados, sino con un sistema de vibración permanente que ejerce presión continuada sobre el pilote o tubo metálico.

Tal cual un martillo hidráulico convencional, se acopla el martillo vibratorio a un equipo de operación, que puede ser una grúa o una excavadora. El martillo tiene un sistema de contrapesos giratorios internos. Al accionarse, lo que se hace por medio hidráulico o por diésel, los contrapesos empiezan a girar en sentidos opuestos. Esto produce la vibración en alta velocidad que es responsable por hacer presión sobre el pilote, que así excava el suelo con mucho más facilidad.

Se suele decir que si uno ha martillado un clavo contra el muro y ha cortado un trozo de carne con cuchillo eléctrico, podrá intuir la diferencia entre hacer una fundación con martillo convencional y con el martillo vibratorio.

Evidentemente, hay que prevenir que la misma vibración desestabilice la máquina operadora, lo que se hace con aislantes de goma que vienen incorporados al martillo.

Los martillos vibratorios logran el hincado en mucho menos tiempo. Los fabricantes dicen que un pilote de 30 metros puede llegar a demorarse una hora hasta hincarse si se usa un sistema convencional, mientras que con un martillo vibratorio la misma operación no llevaría más de diez minutos en las mismas condiciones geológicas.

Son muchas las marcas de martillos vibratorios en el mundo. Pero América Latina todavía no ha incorporado plenamente esta tecnología. En Brasil, CZM es distribuidor exclusivo de los martillos ICE (International Construction Equipment), hechos en Estados Unidos. Considerados como más adecuados para fundaciones de puertos y otras obras offshore, los martillos vibratorios de ICE están trabajando en dos proyectos de construcción de puertos en Brasil. Estos son los puertos de Mucuripe, en Fortaleza, región noreste, y Açu, en Río de Janeiro.

Bauer desarrolla solución para perforación submarina en roca

La empresa fabricante de equipos de fundación Bauer, de Alemania, ha llegado a una solución que dice ser la más adecuada para la perforación e hincado de pilotes en roca submarina. La perforadora BSD 3000 tiene tres partes. La base de perforación tiene tres piernas capaces de nivelarse a las irregularidades del suelo submarino. Por su interior, se instala la unidad de perforación con un mecanismo rotatorio y roller bit completo. Por encima, conectada al eje que se encuentra con la unidad de perforación, se instala el motor que transmite el movimiento rotatorio. La perforadora BSD 3000 puede escavar hasta 11 metros bajo el suelo rocoso submarino y puede trabajar con una inclinación de hasta un 7%. El diámetro de perforación puede variar entre dos y tres metros.

La máquina de Bauer encuentra aplicación, entre otras, en la instalación de generadoras de energía mareomotriz, cuando se hace necesario instalar equipos pesados en el fondo del mar.

BSP: tradición y simplicidad en martillos de perforación

Presente en el mercado mundial desde hace 108 años, la empresa inglesa BSP International Foundations se especializó en la fabricación de martillos de percusión de alta calidad y simplicidad. Muchos de sus productos han sido y siguen siendo utilizados en Latinoamérica, como por ejemplo los tres martillos BSP CG240 que condujeron los pilotes de concreto en la expansión del puerto de Santos, el más grande de Brasil. Otros ejemplos de trabajos hechos con martillos BSP están en Venezuela, donde hoy en día hay tres martillos CG240, CG300 y CGL590 trabajando. Todos estos son martillos hidráulicos, tecnología en la que BSP invierte desde los años 70. La empresa incorpora pocas partes móviles a sus martillos, lo que le da al contratista responsable por las fundaciones la posibilidad de ahorrar en costos de transporte y energía. Además, la longevidad de los martillos es otro problema, producto de los impactos sucesivos sobre los pilotes metálicos o de concreto. BSP trata de garantizar la longevidad de sus martillos con materiales de buena calidad.

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