El cimiento perfecto para todo tipo de proyectos.

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Técnicamente, un pilote helicoidal o pilote atornillado se compone de tres partes: una hélice, un eje y un punto de unión o cabeza. El pilote helicoidal es, esencialmente, un tornillo grande que se instala en el suelo mediante un potente motor de accionamiento hidráulico, conectado a una excavadora o minicargador.

Para ello, se utiliza un equipo de medición conectado al motor de accionamiento, así se sabe exactamente cuánta rotación de torsión se necesita para instalar el pilote, a partir de esa medición de torque o “resistencia”, se pueden calcular las cargas que puede soportar el pilote, bajo compresión y tensión.

Las ventajas de uso de los pilotes helicoidales son varias, entre ellas: Instalación relativamente rápida, alteración mínima del sitio, monitoreo de la instalación y verificación de la capacidad de carga durante la instalación, aplicaciones en diferentes tipos de suelo y carga múltiples.

El pilote helicoidal puede soportar altas cargas de compresión y arranque; y tiene una capacidad lateral significativamente mayor cuando se combina con una presión de tierra pasiva adicional proporcionada por una estrella, y arriostramientos (una técnica supletoria que se suele aplicar en el campo de las construcciones para estabilizar y fortalecer la estructura en general, así como para restringir la traslacionalidad del entramado metálico).

Otras de sus ventajas son la huella de carbono baja y su uso en suelos expansivos. Todas estas características hacen que el pilote helicoidal (atornillado) sea una solución especialmente adecuada para usarse como cimentación.

TERREMOTOS Y PILOTES HELICOIDALES

Los pilotes helicoidales funcionan bien bajo cargas sísmicas debido a que el área del eje del pilote es menor en comparación con otros tipos de cimientos. Los estudios muestran que los pilotes helicoidales pueden reducir la aceleración del suelo hasta en un 60% en comparación con otras cimentaciones, esto debido a la esbeltez del eje y al rendimiento del suelo.

Esta relación amortigua los efectos del terremoto y, por ende, el movimiento de la tierra o “sacudidas” no serán transferidas a la estructura. En el terremoto de magnitud 6.3 que afectó a Nueva Zelanda en 2011, muchos edificios/estructuras fueron devastados, sin embargo, todas las estructuras sostenidas por pilotes helicoidales sufrieron daños mínimos.

En una prueba real de pilotes cargados independientes, los pilotes atornillados sobrevivieron a la simulación de 7 terremotos consecutivos, todas estas simulaciones tuvieron una magnitud mayor a 6 en la escala de Richter. Dichas simulaciones se hicieron para simular posibles réplicas graves.

Todos los proyectos deben diseñarse en función de la categoría de diseño sísmico: primero se debe determinar la categoría sísmica, esta puede ser proporcionada por un funcionario de la construcción, por un estudio geológico, entre otros. Luego, utilizando el tipo de suelo, se debe calcular la aceleración del diseño y, en consecuencia a estos cálculos, se dimensionan los pilotes helicoidales

En las clases de actividad sísmica de A-F, (siendo A el menos activo y F el más), los sitios A y B no necesitan ningún requisito especial para dimensionar los pilotes helicoidales, mientras en los casos C y superiores, se necesita dimensionar los pilotes helicoidales de acuerdo con cada uno de los datos específicos del proyecto, para que estos puedan soportar los movimientos máximos del suelo.

Pilotes atornillados vs. concreto

Ventajas potenciales de los pilotes helicoidales (atornillados) y los anclajes helicoidales:

Instalación rápida. Los pilotes helicoidales y los anclajes helicoidales se instalan generalmente utilizando equipo de construcción convencional, como una miniexcavadora equipada con un motor hidráulico de alta torsión y baja velocidad.

Capacidad de transferencia de carga inmediata. Los pilotes helicoidales y los anclajes helicoidales son únicos entre la mayoría de los otros tipos de cimientos o sistemas de anclaje porque pueden soportar la carga inmediatamente después de la instalación. No es necesario esperar a que el concreto o la lechada se endurezcan, o en el caso de pilotes hincados, no es necesario esperar a que se disipe el exceso de presión de agua.

Alteración mínima del sitio. En relación con la mayoría de los otros tipos de actividades de construcción que involucran la instalación de pilotes hincados, pozos perforados u otros sistemas de anclaje, la instalación de pilotes helicoidales produce poca o ninguna alteración del sitio de trabajo.

Monitoreo de la instalación y verificación de la capacidad de carga durante la instalación. Una de las características más importantes de los pilotes atornillados es la verificación de la capacidad de carga durante la instalación. Esto es posible mediante el uso de un dispositivo de medición de torque directo en línea que mide el torque de instalación a medida que el pilote avanza en el suelo.

Instalación en ubicaciones remotas o en sitios con acceso limitado. Los pilotes atornillados son adecuados para proyectos ubicados en áreas remotas donde los costos de movilización tienden a ser altos y otros servicios de apoyo a la construcción son limitados o pueden no estar fácilmente disponibles.

Instalación en condiciones de agua subterránea alta. Los pilotes helicoidales generalmente no requieren una excavación para su instalación. En los casos en que se utilicen para apuntalar una estructura existente, es posible que se necesite una excavación poco profunda para exponer los cimientos existentes. Las dificultades que a menudo se encuentran con las condiciones de las aguas subterráneas poco profundas en los sitios de construcción, generalmente tienen poco o ningún impacto en la instalación de pilotes helicoidales. Esto acelera la construcción y elimina la necesidad de bombas u otros métodos para manejar el agua subterránea y, a la vez, reduce los costos.

Fácil instalación. Es común instalar pilotes helicoidales (atornillados) verticalmente, de hecho, se pueden instalar en casi cualquier orientación para adaptarse a las necesidades del proyecto. La instalación en una masa, por ejemplo, para proporcionar resistencia adicional para cargas laterales, es simple de lograr.

Amplia aplicación en diferentes suelos y carga. Los pilotes helicoidales se pueden instalar en una amplia gama de condiciones del subsuelo, desde arcillas muy blandas hasta muy rígidas; desde arenas sueltas hasta muy densas. Las cargas de diseño tienen un rango muy amplio en función de las necesidades del proyecto.

Huella de carbono baja: tecnología sostenible. Muchos fabricantes de pilotes helicoidales (atornillados) utilizan acero reciclado de alta calidad en su fabricación. Esto conserva los recursos naturales, energía y, en general, reduce la huella de carbono.

Construcción modular. Los pilotes atornillados se fabrican en secciones que dan un tipo de construcción modular. Esto significa que es fácil extender o reducir la longitud de la instalación, según sea necesario para adaptarse a las condiciones del sitio y los requerimientos específicos del diseño.

El suelo no puede causar alteraciones. Dado que la hélice de los pilotes helicoidales se coloca debajo de la zona activa, el suelo no puede levantar el pilote.

Un poco de historia
Revisando un poco la historia, el uso de pilotes en la construcción proviene originalmente de una tribu que vivió en lo que hoy es Suiza, alrededor del 4000 a. C. El uso principal de los pilotes era elevar sus hogares para protegerlos de la vida silvestre.

Alrededor del 1600 a. C. durante el imperio romano, los pilotes se usaban para construir puentes a través de los ríos utilizando pilotes de madera. A Alexander Mitchell se le atribuye el uso de pilotes en los tiempos modernos. Se le atribuye la invención de los pilotes helicoidales, los cuales se atornillaban en la tierra y eran capaces de penetrar profundamente en la base compuesta por roca para evitar el suelo suelto. Hoy en día, la innovación de pilotes atornillados de Mitchell se sigue utilizando con el mismo concepto, pero con importantes mejoras de material.

 

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Autor: Construmedia