Una producción suave

La historia del hormigón proyectado o shotcrete no es nueva. Desde 1911 esta técnica de aplicar hormigón a alta presión ha sido utilizada con éxito para una amplia variedad de usos, enfocándose especialmente en obras civiles como el revestimiento de túneles, puentes, sistemas de contención y estabilización de taludes, embalses y complejos hidroeléctricos, por mencionar sólo algunos.

Así como los años han pasado desde su invención, también se han desarrollado nuevas técnicas de aplicación, con dos métodos de vía seca o húmeda, , alcanzando hoy un mercado de shotcrete más amplio que ha dejado de ser una industria de equipos ‘adaptados’ para disponer de una oferta de máquinas especialmente diseñadas y fabricadas para estas operaciones y que desde los últimos años han demostrado una importante incursión en la robotización. De acuerdo con Alejandro Monasterio, gerente de ventas regional para América del Sur de Putzmeister, el uso de los equipos robotizados depende de cuál es el nivel de rendimiento, calidad y seguridad que se desea obtener y su aplicación se da más que nada en la minería, donde las exigencias son mayores. “En Perú hemos hecho un gran trabajo de cambio de mentalidad (de manual a robotizado) cuyo desarrollo en los últimos cinco años ha sido exponencial. Hemos pasado de la venta de cuatro o cinco unidades al año, a más de 60 equipos robotizados en 2017”, comenta el ejecutivo.

Pero sea vía seca o húmeda, equipos manuales o robotizados, a la hora de evaluar qué solución es la más rentable, no es suficiente comparar sólo el costo de adquisición, sino que hay que considerar una serie de variantes como el costo de puesta en marcha de los equipos, el costo de entrenamiento de los operadores, la mano de obra, la mantención de los equipos por sus horas de operación, el consumo eléctrico, de combustible y lubricantes, etc.

¿Seco o húmedo?

Octavio Perdomo, gerente de ventas regional para Sudamérica de Schwing-Stetter, señala que “depende de las especificaciones del proyecto, pero la tendencia es utilizar el método húmedo, porque genera menos polución para el operador, menor desperdicio, garantiza mayor homogeneidad y mayor resistencia para actividades como la estabilización de rocas”.

Monasterio, de Putzmeister, reafirma que con una vía seca hay más polución y más rebote y pérdida de material, pero advierte que el método no desaparecerá completamente y se seguirá utilizando en aquellos ambientes por naturaleza muy frescos y en los que la vía húmeda no actuaría óptimamente.

Por su parte, Mike Newcomb, de REED, ejemplifica con un texto de su distribuidor sudafricano Dustin Strever: “realmente podría usar cualquier tipo de máquina para rociar concreto en túneles y pozos. Los equipos secos son más baratos y más fáciles de trabajar; los problemas de materiales se manejan fácilmente y la máquina es muy confiable, sin embargo, el material desperdiciado es un factor y las tasas de producción son más lentas. El equipo de bombeo húmedo es cuatro veces más caro y se necesita estar muy conscientes de los diseños de suministro y mezcla de materiales, etc., pero los desechos son menos de la mitad y las tasas de producción son más que el doble que las secas”.

La producción es un elemento esencial, y hay ventajas lógicas entre la aplicación manual o a través de un equipo con brazo robotizado. Según comenta Newcomb, “un hombre solo es capaz de sostener una manguera de dos pulgadas de diámetro, cualquier cosa más grande es demasiado pesada”. Por lo tanto, debido a esta restricción del diámetro de la manguera, un solo hombre típicamente solo podrá lograr la colocación de aproximadamente 6-8 metros cúbicos de colocación húmeda de hormigón proyectado por hora versus el robotizado que puede llegar hasta casi los 15-20 m3/hora (dependiendo del tipo de equipo y logística de suministro).

Por su parte, los equipos de proyección de hormigón con mando a distancia se utilizan para mejorar la seguridad y la productividad de los operadores, debido a que mantienen al operador alejado del área de operación y por lo tanto reduce al mínimo su exposición al rebote y el polvo, permiten el acceso a zonas difíciles, son menos exigentes físicamente que la proyección manual y aumentan la productividad gracias a su mayor rendimiento volumétrico.

Equipos

Según explica Tripp Farrell, presidente de Blastcrete, hay cuatro tipos de bombas que los contratistas pueden usar para instalar hormigón proyectado húmedo: con tubo oscilante, a contracción, con válvula de bola hidráulica y con estator del rotor. “Hacer coincidir el tipo de bomba con el material y la distancia de bombeo es fundamental para lograr resultados óptimos”, asegura.

La compañía ofrece una amplia gama de mezcladores, bombas y combinación de mezcladoras y máquinas de bombeo para su uso en una variedad de industrias. “Nuestras bombas y bombas mezcladoras tienen un rango de salidas de 0 a 20 tph y se pueden usar con una variedad de mezclas”, explica.

El último lanzamiento de Blastcrete es la MX-20MT, la mezcladora/bomba de mayor capacidad en su línea, equipo que tiene casi el mismo tamaño compacto que su MX-10, pero ofrece el doble de rendimiento: 20 tph. “De otro modo, para lograr este alto rendimiento, los contratistas tendrían que comprar un mezclador y una bomba por separado, lo que duplica los costos de transporte y el tiempo de preparación. El MX-20T puede bombear verticalmente material refractario a más de 90 metros y cargar la tolva con hasta 1.100 kilos de material”, asegura Farrell.

Putzmeister también cuenta con una muy amplia variedad de equipos shotcreteros, desde una bomba de pistones TK-20 para un caudal de hasta 13 m3 por hora, pasando por la famosa TK-40 con un funcionamiento dual (Shotcrete-Hormigon) de hasta 30m3/h y 79 bar, hasta una máquina completamente robotizada como la SPM 500 WETKRET, cuyo brazo proyector tiene un alcance vertical de 17 m y ofrece un caudal de hormigón de hasta 30 m3/h. La versión estándar de la serie SPM 500 WETKRET se opera eléctricamente e incluye como opcional un compresor de aire eléctrico incorporado en el chasis. El equipo también está disponible con sistema de accionamiento diesel, permitiendo trabajar en lugares en los que no se dispone de suministro eléctrico. Con estas características, el equipo es idóneo para secciones medianas y grandes de túneles, galerías y taludes. Todas las funciones del SPM 500 WETKRET están disponibles a control remoto.

Por su parte, Perdomo, de Schwing, destaca el equipo TSR 30.14, una máquina universal de hormigón proyectado impulsada por un motor diesel, equipada con una bomba de hormigón proyectado y una pluma telescópica para la pulverización de hormigón. La bomba de hormigón tiene la capacidad de proyectar 33 m3/h de hormigón a 59 bar de presión. El brazo telescópico es extensible hasta 14 metros y puede girar en 270° alrededor del eje.

El ejecutivo también destaca la versatilidad de las bombas estacionarias SP500 –modelo que está equipado con una válvula Rock- (35 m3/hr), SP305 (23 m3/hr), que además de su uso normal en el bombeo de hormigones es utilizada en shotcrete, permitiendo con solo un equipo abarcar gran cantidad de obras.

REED ofrece 16 modelos diferentes de bombas y dentro de este rango, 12 son efectivos para el hormigón proyectado. Según Newcomb, “las mejores bombas de hormigón proyectado se conmutan electrónicamente, ya que tienen un cambio de válvula mucho más rápido que las máquinas con cambio hidráulico”. El ejecutivo destaca la Serie C de la compañía, que utiliza un centro hidráulico de circuito cerrado. “Éste permite a nuestros ingenieros variar la velocidad de bombeo en diferentes secciones de una carrera, así que lo que nuestros ingenieros han hecho es acelerar el golpe en el último segundo para “engañar” el flujo del concreto”, explica el ejecutivo.

Dosificación

REED acaba de lanzar su nuevo sistema de dosificación de hormigón proyectado húmedo totalmente sincronizado que utiliza una bomba de hormigón proyectado REED y una bomba de dosificación química de la finlandesa FlowRox LPP-D0.5.

Según explica Duane Remus, director de desarrollo técnico de REED, “nuestro nuevo sistema de dosificación de bombas químicas es accionado hidráulicamente, eliminando la necesidad de alimentación externa de corriente alterna o de convertidores CC-CA a bordo. También tiene la capacidad de tener un par muy alto a una velocidad del motor de la bomba química muy baja, lo que facilita la fricción lenta necesaria algunas veces cuando se realiza el shotcreteo. Hay un sistema de monitoreo de bucle cerrado para garantizar la precisión química y que haya una sustancia química real en la línea. Cuando la sustancia química no está presente durante un tiempo predeterminado, todo el sistema de la bomba se apaga y suena una alarma para garantizar la seguridad”.

Polución

Como hemos mencionado, la exposición al polvo de sílice es una preocupación creciente, que ha llevado a los fabricantes, como Blastcrete Equipment, a desarrollar soluciones para proteger a las personas que trabajan con mezcladores industriales y bombas mezcladoras. El sistema DustAway de la compañía, por ejemplo, es una bolsa a granel especialmente fabricada y equipada con una cubierta de mezclador con bridas. Los usuarios pueden apretar el volante de polvo alrededor de la abertura de la tolva embridada para crear un sello que evita que se escape el polvo cuando la cortadora de bolsas corta su fondo vaciando el material dentro de la mezcladora. Las bolsas a granel DustAway con el volante de polvo están disponibles en capacidades de 500 a 3.000 libras, eliminando la necesidad del uso de bolsas de papel que generan polvo excesivo cuando se vacían.