TUBULÕES, ESTACAS O PILOTES

Tubulões

RODOANEL MÁRIO COVAS LOTE 4

RODOANEL MÁRIO COVAS LOTE 6

Freixos o Filloas
Tubulões

En el mundo de la ingeniería civil, las técnicas de cimentación juegan un papel crucial en la estabilidad y durabilidad de las estructuras. Entre estas técnicas, los Tubulões destacan por su aplicación en condiciones específicas de terreno. Este artículo profundiza en el concepto y la ejecución de los tubulões construidos manualmente, algo que me impresionó mucho en mi etapa de trabajo en Brasil, concretamente en la ciudad de São Paulo, donde participe en la construcción de dos tramos de Rodovia, la Rodoanel Mário Covas Lote 4 y la Rodoanel Mário Covas Lote 6, pertenecientes al Anillo metropolitano de São Paulo.

Los Tubulões son elementos de cimentación profunda, utilizados principalmente en terrenos donde las cargas de la estructura necesitan ser transferidas a capas más profundas y estables del suelo. Se caracterizan por su capacidad para alcanzar profundidades considerables, lo que los diferencia de otras técnicas de cimentación.

Los Tubulões pueden ser clasificados principalmente en dos tipos: a cielo abierto y con aire comprimido. La elección entre uno y otro depende principalmente del nivel freático del terreno y de la complejidad del proyecto, hablaremos de sus diferencias más adelante.

Dependiendo de las diferentes situaciones, los Tubulões se excavarán directamente en el terreno, llevarán una camisa metálica o una pared de hormigón.

En la base del tubulão, se realiza un ensanchamiento que puede ser de forma circular o de falsa elipse (cuando no hay espacio suficiente para hacerlo circular). Esto se debe a que las cargas se transmiten principalmente hacia ella.

Los tubulões a los que nos referiremos son de recubrimiento de hormigón, debido a su mayor complejidad, y son ejecutados por personas que descienden por el interior y van excavando hasta alcanzar la profundidad definida en el proyecto.

El proceso de construcción, aunque varía ligeramente de una obra a otra en sus dimensiones y tipología, es el siguiente:

  1. Primero, se construye un tramo del tubulão de hormigón en el exterior, sobre el terreno y centrado en el punto de replanteo definido en el proyecto. La altura de este tramo (unos 4 m hormigonados más el acero para solapar con el siguiente tramo, en caso de llevarlo) y su sección también están definidas en el proyecto. Una vez construido, se mantiene bien vertical y lo suficientemente arriostrado para que no se incline.
  2. El segundo paso es comenzar la excavación del tubulão. Una persona entra por el interior y comienza a excavar un hueco por debajo del tramo hormigonado. Las dimensiones horizontales de excavación son iguales a la sección exterior del tubulão, y la profundidad, definida en el proyecto, puede ser de unos 40 o 50 cm. A medida que se excava, se va calzando la base de la estructura hormigonada expuesta.
  3. Una vez excavada la base del tubulão en su totalidad, la estructura de hormigón es descalzada y baja los 40 o 50 cm excavados por su propio peso.
  4. A continuación, se verifica la posición por topografía y, si es necesario, se corrige, tanto en la parte superior como en la inferior. Es importante que estos primeros tramos bajen totalmente verticales para evitar que el tubulão tome una dirección errónea.
  5. Se continúa bajando la estructura, siguiendo los pasos 2, 3 y 4, hasta que la parte superior hormigonada esté a la altura del terreno. Entonces, se construye otro tramo de 4 metros de tubulão en el exterior, solapándolo al ya enterrado.
  6. Se repite todo el proceso hasta alcanzar la profundidad requerida en el fuste.
  7. Una vez que se llega al fondo con la sección vertical del fuste, se continúa excavando para hacer un sobreancho con unas dimensiones definidas en el proyecto. Posteriormente, se hormigonará, con los tipos de hormigón y alturas definidas en el proyecto.

Existen ciertas restricciones en la normativa brasileña para la ejecución de los tubulões:

  • El diámetro mínimo del fuste debe ser de 80 cm, pudiendo ser de 70 cm en casos muy especiales y con previa justificación técnica.
  • En la base, la altura máxima no puede sobrepasar 1,80 metros en tubulões a cielo abierto y 3 metros en tubulões con aire comprimido.
  • La base debe tener, en todo el perímetro, un rodapié vertical de 20 cm.
  • El ángulo que forma el exterior de la excavación en el fondo del fuste con el exterior de la excavación en el fondo de la base no superará los 60º.
  • Si se van a ejecutar tubulões de diferentes alturas, primero se ejecutarán los más profundos.
  • No se pueden ejecutar dos bases al mismo tiempo en tubulões consecutivos.

Ahora, veamos la diferencia entre tubulões a cielo abierto y tubulões con aire comprimido:

  • Los tubulões a cielo abierto se ejecutan normalmente en terrenos cuyo nivel freático está por debajo del fondo del tubulão a ejecutar o cuando se puede retirar el agua acumulada en el fondo sin riesgos de desmoronamiento de las paredes. Es importante considerar que el espacio es muy limitado y los riesgos de accidente son altos.
  • Los tubulões con aire comprimido se ejecutan en terrenos cuyo nivel freático está por encima del fondo del tubulão. Siempre se ejecutarán con camisa metálica, recuperable o no, o con paredes de hormigón armado. La presión máxima permitida para este trabajo es de 0.15 MPa. Si se requiere trabajar a mayor presión, se tomarán medidas especiales como disponer de un equipo médico en la obra, una cámara de descompresión, reservas de aire comprimido y compresores, así como garantizar la renovación de aire limpio en la zona de trabajo. Una vez que se llega al nivel freático con la excavación, es necesario instalar una campana de aire comprimido sobre la estructura del tubulão. Si es de hormigón, se coloca directamente sobre este; si es metálica, se recubre el borde con plomo para apoyarla sobre él. Esto permite trabajar en seco, ya que la presión mantiene el espacio libre de agua. La campana de aire comprimido dispone de varias entradas y salidas con regulación de presión para la salida o entrada de personas y material.

Como conclusión, los Tubulões son una solución eficaz y confiable para la cimentación en condiciones específicas de terreno. Su correcta implementación puede significar la diferencia entre una estructura estable y una susceptible a problemas a largo plazo. Por ello, es esencial contar con un equipo de ingeniería calificado y experimentado en su ejecución.

La foto que podéis ver a la derecha es de una comprobación que en su momento he realizado de un tubulão de un puente, en el cual era muy importante esta comprobación en cada uno de sus tubulões debido a que los propios tubulões además de su propia función como cimentación profunda también era parte del alzado visto o pilar, eso si, con una camisa a modo de embellecedor. Estos tubulões se ejecutaron desde la cota inferior del dintel y cota inferior de estribos, los cuales se ejecutaron, sobre un relleno, que posteriormente habría que retirar. El tablero también se ejecutó, in situ, sobre este relleno.