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A diferencia de las cimentaciones de edificacion que estan sometidas a cargas estaticas o cuasiestaticas, las simentaciones de las maquinas estan sometidas regularmente a cargas ciclicas.

Estas cargas obligan a considerar el estado limite de servicios de vibraciones del estado ultimo de fatiga.

El estudio de la cimentacion para maquinaria debe resolver 3 principales problemas:

Que los movimientos de la maquinaria y cimentacion no sean excesivos ya que originaria fallas y desperfectos.

Que los asentamientos debidos a los efectos dinamicos esten dentro de los limites permisibles.

Que se disminuyan o en defecto se eliminen las vibraciones transmitidas a travez del suelo

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A. Vazquez Velazquez, R. Martinez Cruz y F. Cruz Ramos, “Evaluación y taxonomía del mantenimiento”, mayo de 2020.

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En algunas instalaciones industriales y de otro tipo se necesita de cimentaciones especiales para soportar el peso y vibración producidas por la maquina o maquinas con las que se está trabajando un ejemplo de esto pueden ser los resortes de un amortiguador.

Estos dispositivos se usan a menudo en los cigueñales de motores alternativos para reducir las tensiones debido a la vibración torsional. El amortiguador LANCHESTER original consistía en un disco conectado a los cigueñales similares a un disco de los frenos de automóvil con un pequeño volante de inercia libre para girar concéntricamente entre ellos excepto por las almoadillas de fricción proporcionando una columna de amortiguación.

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El ancla corresponde al elemento, instrumento o medio en el cual se realiza un anclaje; por su parte, el anclaje es la técnica del desarrollo de fijar, asegurar y anclar cuerdas, cintas, cables o sogas a un elemento, pared, rizo, paredón, entre otros, con el fin de efectuar ascensos o descensos de cargas.

¿Cuáles son los elementos de anclaje?

Pernos de anclaje para estructuras metálicas, puntos de anclaje para arnés y cancamos para anclaje.

Un dispositivo de anclaje está formado, de manera general, por una estructura portante, elementos de fijación.

Anclajes fijos.

Anclajes temporales.

Líneas de vida horizontales.

Líneas de vida verticales.

Trípodes y Pescantes.

Anclajes por contrapeso.

Sistemas Flexiguard

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Si el programa de subsuperficie se planea después de haber hecho los estudios conceptuales de la construcción, deben darse las condiciones de carga anticipadas, las elevaciones de los pisos y de los declives, así como cualquier característica especial, al ingeniero que dará mayor importancia a la investigación y la intensificará en las áreas críticas.

Requerimiento para cimientos:

1. La cimentación deberá ser capaz de soportar cargas impuestas tener sin fallas de corte o aplastamiento.

2. Los asentamientos deberán estar dentro de los límites permitidos (no en riesgos de quiebre).

3. El centro de gravedad de la maquina deberá estar alineado con la base de la cimentación repartiendo sus cargas equitativamente.

4. El nivel freático en caso de existir debe de estar a su mínimo posible.

5. La cimentación deberá de estar protegida contra aceites, ácidos, etc.

Otras consideraciones importantes.

Existen algunas consideraciones que se deben de tomar en cuenta para la elección de una buena cimentación para la máquina y así evitar daños o contratiempos posteriores.

Capacidad de carga y cargas permisibles.

Accesorios (tuberías, drenajes, ventilación, conductos, ganchos de soporte, escaleras, acceso).

Asentamientos.

Economía.

Factores que afectan al cimiento:

Soporte del peso total de la máquina.

Mantener la alineación entre la maquinaria y sus accesorios.

Aislar las instalaciones próximas de las vibraciones producidas

El diseño de la instalación debe de dar cimiento apropiado para soportar la maquinaria industrial y prevenir niveles de vibración molestos o dañinos que afecten al personal que opera en ellos o en caso extremos que afecte la estructura del edificio.

Según el esfuerzo que sufren las cimentaciones, también pueden clasificarse, como lo son en el caso de equipos estáticos o equipos dinámicos.

Equipos estáticos.

Vasos verticales y cimentaciones de la pila.

Vasos horizontales y cimentaciones intercambiadoras de calor.

Cimentaciones del vaso esféricas.

Equipo eléctrico y cimentaciones de estructuras de apoyo.

Equipos dinámicos.

Equipo Giratorio, turbinas a gas, turbinas a vapor, bombas, compresores, ventiladores y centrifugadoras.

Equipo Recíproco, son los compresores y motores a diesel.

Equipo de Generación, son martillos forjadores y prensas de forjado de metal.

Otros tipos de Equipo Dinámico, otras maquinarias que generan acciones dinámicas son las trituradoras de roca y trituradoras de metal.

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Un claro ejemplo de como se colocan los anclajes, dependiendo del trabajo a realizar.

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Anclaje: El anclaje de una pieza de equipo a su cimentación es a menudo el aspecto más crítico de un diseño de cimentación. Esto es particularmente cierto para el Basales verticales y cimentaciones con pilotes, o para cualquier otra cimentación de equipo dónde la consideración de cargas laterales domina el diseño.

Las placas de anclaje más utilizadas son las cuadradas, rectangulares, poligonales, circulares. Estas últimas son preferibles cuando se trata de transmitir grandes presiones al cimiento. Para pernos de anclaje se utilizan generalmente barras lisas, sin embargo una barra de estas puede transformarse en un perno arponado o corrugado, que son útiles cuando se tienen que introducir en un orificio hecho posteriormente, que después se rellena con concreto.

Antes de anclar la máquina al cimiento, debe chequearse que el cimiento este completamente nivelado, para proceder luego a la colocación y nivelación de la máquina sobre el mismo. El apoyo de la máquina sobre el cimiento se realiza a través de una placa de asiento de material elástico, una vez colocada la máquina sobre dicho asiento, se comprueba su correcta nivelación en sentido longitudinal y transversal; la nivelación se consigue colocando placas de material elástico y de espesor variable bajo la base de la máquina en el lugar de los pernos de anclaje.

Funcionamiento: La mayoría de anclajes que son instalados después de haber hecho el cimiento, funciona ya sea por fricción, área de soporte, por adhesión o una combinación de estos.

Anclajes mecánicos: Existen varios tipos de anclajes como son los macho o de rosca externa, hembra o de rosca interna, autorroscantes; todos estos, pueden mejorar sus características mecánicas, utilizando un epóxico en la cavidad del anclaje para obtener mejores resultados.

Factores a considerar

Tenemos que considerar algunos factores para la utilización de los pernos de anclaje.

Resistencia del concreto.

Diámetro del anclaje.

Profundidad de empotramiento.

Distancia entre ejes y al borde.

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Anclajes fijos:

Los anclajes fijos y estructurales están diseñados para ser fijados de forma permanente a una estructura. Este tipo de anclajes permite anclar equipos de protección contra caídas en edificios, estructuras, o áreas a las que se accede con cierta frecuencia. Pueden ser utilizados en la mayoría de los casos de trabajos en altura.

Los puntos de anclaje fijos suelen ser los más fáciles de usar y encontrar: se instalan en un lugar y limitan el espacio de trabajo. Se pueden instalar en superficies horizontales, verticales e inclinadas tales como techos, paredes, columnas, tejados, turbinas eólicas, presas hidráulicas, puentes, zonas altas que requieran inspecciones periódicas.

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Anclajes temporales:

No todas las infraestructuras necesitan tener anclajes fijos. Para algunos trabajos es mejor tener sistemas temporales y transportables como en el caso de obras o zonas que necesiten una inspección puntual.

Los trabajos temporales requieren sistemas de anticaídas horizontales portátiles que sean ligeros y fáciles de usar y que se puedan mover de un lugar a otro. Los anclajes provisionales/temporales y transportables si necesitan marcaje CE y son considerados EPI.

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Ejemplo de una línea de vida horizontal.

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Líneas de vida horizontales:

Las líneas de vida horizontales permiten el desplazamiento del trabajador sobre una determinada superficie horizontal, expandiendo el área de trabajo para una mayor libertad de movimiento. Las líneas de anclaje cumplen dos funciones principales; restricción (evita que el operario se acerque a la zona con riesgo de caída) y anticaídas (detiene la caída si se produce un accidente).

Línea de vida flexible (EN 795-C): Hecha de cable metálico, cuerda, o fibras sintéticas.

Línea de vida rígida (EN 795-D): Hecha con un raíl metálico, de acero o aluminio.

Línea de vida temporal (EN 795-B): Líneas de vida provisionales y transportables.

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Líneas de vida verticales:

Los anclajes verticales se rigen por la norma UNE-EN 353. Permiten al trabajador subir o bajar por toda la altura del sistema, en lugar de tener que desconectarse y buscar nuevos puntos de conexión por el camino: Subir escaleras, ascender a turbinas eólicas, postes de luz, tanques, torres de comunicación. Los dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje pueden ser rígidos o flexibles:

Anclaje flexible (EN 353-2): Puede ser un cable de acero, cuerda o fibras sintéticas.

Anclaje rígido (EN 353-1): De cable o raíl. Están diseñadas para ser fijadas a la estructura, de forma que los movimientos laterales queden limitados.

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Trípodes y pescantes:

Cada lugar de trabajo en altura es diferente, y a veces se necesita un anclaje especial para mantener a los trabajadores a salvo, sistemas para evacuación y rescate en espacios confinados o lugares de difícil acceso como pozos, reactores, silos, depósitos, balsas.

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Anclajes por contrapeso:

Los dispositivos de anclaje de "peso muerto" o contrapeso (EN 795-E) son de rápida instalación y fáciles de mover. Se utilizan sobre superficies horizontales, como por ejemplo, terrazas y azoteas planas. El mecanismo consiste en una serie de pesos colocados en una superficie llana a los que el trabajador se engancha para poder moverse por toda la superficie de una forma segura.

El anclaje por contrapeso debe situarse a una distancia superior a 2,5 m del borde o del lugar donde existe riesgo de caída. La superficie sobre la que se utiliza no deberá desviarse de la horizontal más de 5º, y no se puede utilizar en caso de helada o riesgo de helada.

Los sistemas de anclaje por vacío (EN 795-B) permiten anclarse prácticamente a cualquier superficie lisa y no porosa. Este sistema es muy utilizado en tareas de mantenimiento tanto en la industria aeronáutica, como ferroviaria. Por ejemplo, para reparar un avión o un tren, pintar un depósito de agua.

Este tipo de anclajes no dañan la estructura están indicados como una solución temporal en superficies específicas, no requiere acoplarse y ofrece un punto de sujeción contra caídas versátil y seguro.

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Sistemas Flexiguard:

Los sistemas de acceso Flexiguard son soluciones de anclaje móviles y de fácil montaje para entornos de trabajo específicos y exigentes. Normalmente se suelen utilizar para rodear equipos de gran tamaño tales como aviones, trenes, transporte pesado, grúas.

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Las maquinarias usada en el montaje de máquinas industrial, es diferente

entre sí, y es usada para cada caso en particular, porque es diferente lo que

deben transportar, instalar en forma definitiva, montar, y colocar o elevar, así que

ellos, se valen de la maquinaria especializada para lograrlo. Entre esa maquinaria

que es usada para los casos de montajes, nos encontramos con las grúas,

levantadoras, elevadoras, guinches, gatos hidráulicos, poleas, ganchos, plumas,

montacargas, etcétera.

Objetivo: Montar y poner en condiciones de funcionamiento subconjuntos y

conjuntos mecánicos, a partir de hojas de procesos, planos y especificaciones

técnicas, garantizando las condiciones de calidad y seguridad establecidas.

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Por su forma de trabajar, los anclajes pueden clasificarse en activos, pasivos y mixtos:

Anclaje activo: es aquel que, una vez instalado, se pretensa hasta llegar a su carga admisible. De esta forma el terreno se comprime entre la zona de anclaje y la estructura o placa de apoyo. Se utilizan cables tensados.

Anclaje pasivo: entra en tracción por sí solo, al presentarse la fuerza exterior y oponerse la cabeza al movimiento del terreno o de la estructura. En consecuencia, puede ser susceptible de sufrir grandes desplazamiento. Se utilizan barras de acero, denominadas bulones o pernos. Normalmente no pasan de 10 m de longitud.

Anclaje mixto: se pretensa la armadura por debajo de la carga admisible, reservando una parte de su capacidad resistente a otras eventuales solicitaciones. Se utilizan cables tensados.

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Planificación de la ubicación de los componentes.

Emplazamientos de los componentes principales.

Instalación de las tuberías y los componentes.

Vacío.

Soplado.

Prueba de presión.

Prueba de fugas.

Carga.

Ajuste del equipo de seguridad.

Comprobación del equipo de seguridad.

Ajuste de los controles.

Prueba de la instalación completa y reajuste de controles automáticos, etc

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Ejemplo de anclaje permanente a terreno.

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Por su tiempo de actuación, los anclajes pueden ser temporales o permanentes:

Anclaje temporal: es un medio auxiliar en la construcción que permite estabilizar la estructura durante el tiempo necesario (de 9 meses a 2 años, dependiendo de las normas) para disponer otros elementos resistentes que los sustituyan.

Anclaje permanente: se dimensionan con mayores coeficientes de seguridad. Uno de los mayores peligros es la corrosión, tanto para las zonas de bulbo y alargamiento libre, como para la cabeza de anclaje.

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Se recomienda que todos los equipos sean revisados antes de proceder a su montaje, nivelación y alineación. El alineamiento principia con la colocación cuidadosa de una máquina respecto de otra. Cuando los equipos vienen montados de fábrica sobre una base de placa como soporte deben ser revisados, ya que el alineamiento de fábrica puede verse afectado por el manejo, el transporte o la instalación.

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En general, la base de soporte es lo suficientemente grande para permitir el uso de un tipo permanente de placas de soporte entre la base y la cimentación complementada por el mortero de relleno, como se muestra en la imagen. Cuando el tamaño de la base de soporte es insuficiente para prevenir la sobrecarga en la cimentación puede requerirse un medio de soporte especial o mortero de relleno. La experiencia muestra que las placas de soporte permanentes combinadas con el mortero de relleno son mejores que el uso de mortero de relleno solo.

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Para determinar el tamaño del área de las placas de soporte usando cimentaciones de concreto, se divide la carga total de operación de la base, expresada en kilogramos, entre 21 kg/cm^2. El resultado suele ser menor que 50% del área total de la base de soporte y es un indicativo de que el método de la sub-base de soporte es práctico. Si excede de 50%, el relleno con mortero se puede dificultar con el método sub-base.

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Para un soporte tipo permanente, el dispositivo de ajuste más satisfactorio entre las placas y la base de soporte son las lainas del mismo tamaño de las placas. Se selecciona el espesor del paquete de ensamble de las lainas y se inserta entre la placa y la base de soporte del equipo. El espesor individual de las lainas no debe ser menor de 0.25 mm (0.010 pulg), y el claro del paquete unidad debe tener un espesor de 10 a 15 mm (0.4 a 0.6 pulg). Debido a que un paquete de lainas muy delgadas resulta ser muy esponjoso, se recomienda usar lainas del mayor espesor posible

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Concepto y clasificación de los anclajes – El blog de Víctor Yepes. (s.f.). El blog de Víctor Yepes – Ingeniería civil, universidad, investigación, docencia. https://victoryepes.blogs.upv.es/2019/02/08/concepto-y-clasificacion-de-los-anclajes/

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Miguel Ángel Esparza Parra. MONTAJE Y TÉCNICAS DE ALINEACIÓN. (14 de mayo de 2020). Accedido el 3 de diciembre de 2023. [Video en línea]. Disponible: https://www.youtube.com/watch?v=vwK_NlLErXE

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Guest. “Montaje y Tecnicas de Alineacion Unidad 5 - PDFCOFFEE.COM”. pdfcoffee.com. Accedido el 3 de diciembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://pdfcoffee.com/montaje-y-tecnicas-de-alineacion-unidad-5-5-pdf-free.html

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RELLENO DE LA BANCADA DE LA MÁQUINA Y LA CIMENTACIÓN

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RELLENO DE LA BANCADA DE LA MÁQUINA Y LA CIMENTACIÓN

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El mortero de relleno (grout) es de consistencia plástica y se introduce entre los huecos que quedan entre la bancada de la máquina y la cimentación principal sobre la cual operará el equipo. Este relleno debe cubrir todos los espacios y cavidades antes de su solidificación y se convierte en una parte integral de la cimentación principal. Además, el relleno debe ser químicamente inerte y resistente a los esfuerzos tipo contracción. El relleno incluye los materiales y procesos de aplicación donde las mezclas de tipo cemento portland son usadas para la aplicación en cimentaciones de concreto

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Funciones principales del relleno con mortero

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Funciones principales del relleno con mortero

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1. Llenar por completo la cavidad interna formada entre la bancada y la cimentación del equipo.

2. Adherirse en su totalidad tanto al concreto de la cimentación como al metal de la bancada para proveer una unión permanente entre ellas, obteniendo así una pieza solidaria.

3. Resistir todas las cargas estáticas y dinámicas que genere el funcionamiento del equipo soportado.

4. Dar completa solidez y máximo soporte a la bancada, evitando así flexiones y movimientos ondulatorios que afectan el alineamiento entre los ejes del equipo.

5. Evitar el deslizamiento lateral del equipo y su excesiva vibración.

6. Evitar que la cavidad formada por la bancada sirva de caja de resonancia que aumenta los ruidos propios del equipo.

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I. S. SOLANO. “UNIDAD 5. MONTAJE Y TÉCNICAS DE ALINEACIÓN”. Genially. Accedido el 3 de diciembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://view.genial.ly/6075f7067691330dcb34d599/presentation-unidad-5-montaje-y-tecnicas-de-alineacion

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Video de Montaje y Técnicas de Alineación

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Video de Montaje y Técnicas de Alineación