Una hormigonera (también mezcladora de cemento ) es un dispositivo que combina de forma homogénea cemento , áridos (por ejemplo, arena o grava) y agua para formar hormigón . Una hormigonera típica utiliza un tambor giratorio para mezclar los componentes. Para obras de menor volumen, se suelen utilizar hormigoneras portátiles para poder fabricar el hormigón en el lugar de construcción, lo que da a los trabajadores tiempo suficiente para utilizar el hormigón antes de que se endurezca. Una alternativa a una máquina es mezclar el hormigón a mano. Esto se suele hacer en una carretilla; sin embargo, varias empresas han comenzado recientemente a vender lonas modificadas para este fin.
La hormigonera fue inventada por el industrial de Columbus, Ohio, Gebhardt Jaeger. [1]
Una de las primeras hormigoneras de la historia fue desarrollada en 1900 por TL Smith en Milwaukee . La hormigonera ya presentaba la construcción básica todavía común con un tambor cónico inclinable (como el doble cono en ese momento) con cuchillas. El 9 de febrero de 1904, la primera hormigonera portátil fue patentada por Richard Bodlaender, un inventor de Breslau, Alemania. [2] Esta hormigonera era tirada por caballos y se llamaba 'Mortar Mixer'. Funcionaba reemplazando las ruedas delanteras por un gran tambor que contenía grandes paletas para mezclar el cemento. [3] En 1925, al menos dos hormigoneras, construidas hace 25 años, todavía estaban en uso (números de serie 37 y 82). La Smith Mascot en esencia tiene la misma construcción de las pequeñas hormigoneras que se utilizan hoy en día. En la década de 1920, la TL Smith Company en Milwaukee construyó las hormigoneras más grandes del mundo. Las hormigoneras de esta empresa se utilizaron, por ejemplo, en la década de 1930. para la construcción de la presa Wilson (seis mezcladoras de 2 yardas y dos de 4 yardas, en ese momento la instalación individual más grande de las mezcladoras de concreto más grandes del mundo), el primer estadio de la Universidad Estatal de Ohio y la presa Exchequer . [4] Roscoe Lee recibió una patente en 1934 por su diseño de mezcladora de concreto de tránsito. Este diseño hizo posible que los camiones nuevos se convirtieran en mezcladoras de concreto mediante el uso de una grúa para colocar un tambor en la parte trasera del camión. [3] Era menos costoso que un camión de cemento dedicado solo a transportar cemento y permitió que los camiones usados continuaran adaptándose para otras cosas. [2] Las mezcladoras de concreto han seguido avanzando. Recientemente, se publicó una investigación que detalla un modelo de simulación hacia adelante de una mezcladora de concreto de ahorro de energía que utiliza tecnología hidráulica basada en la tecnología Matlab / Simulink. [5]
El mercado actual exige cada vez más homogeneidad constante y tiempos de mezclado cortos para la producción industrial de hormigón premezclado , y más aún para hormigón pretensado/prefabricado. Esto ha dado lugar a un perfeccionamiento de las tecnologías de mezclado para la producción de hormigón. Se han desarrollado diferentes estilos de mezcladoras estacionarias, cada una con sus propias ventajas inherentes, dirigidas a diferentes partes del mercado de producción de hormigón. Las mezcladoras más comunes que se utilizan hoy en día se dividen en tres categorías:
Todos los estilos de mezcladores tienen sus propias fortalezas y debilidades inherentes, y todos se utilizan en todo el mundo con distintos grados de popularidad.
Los camiones especiales de transporte de hormigón (hormigoneras en tránsito) se fabrican para mezclar el hormigón y transportarlo al lugar de construcción. Pueden cargarse con materiales secos y agua, y la mezcla se produce durante el transporte. También pueden cargarse desde una planta de "mezcla central"; con este proceso, el material ya se ha mezclado antes de la carga. El camión de transporte de hormigón mantiene el estado líquido del material mediante la agitación o el giro del tambor hasta la entrega. Estos camiones tienen una turbina interior que empuja el hormigón mezclado hacia arriba contra la gravedad dentro del tambor. El interior del tambor de un camión mezclador de hormigón está equipado con una cuchilla en espiral . En una dirección de rotación, el hormigón se empuja más profundamente en el tambor. Esta es la dirección en la que gira el tambor mientras se transporta el hormigón al lugar de construcción. Esto se conoce como "cargar" la mezcladora. Cuando el tambor gira en la otra dirección, la disposición de tipo tornillo de Arquímedes "descarga" o fuerza el hormigón fuera del tambor. Desde allí puede pasar a conductos para guiar el hormigón viscoso directamente al lugar de trabajo. Si el camión no puede acercarse lo suficiente al sitio para usar los conductos, el hormigón puede descargarse en una bomba de hormigón , conectada a una manguera flexible, o en una cinta transportadora que puede extenderse cierta distancia (normalmente diez metros o más). Una bomba proporciona los medios para mover el material a lugares precisos, edificios de varios pisos y otros lugares donde la distancia es prohibitiva. También se utilizan baldes suspendidos de grúas para colocar el hormigón. El tambor está hecho tradicionalmente de acero, pero en algunos camiones más nuevos se ha utilizado fibra de vidrio como medida de reducción de peso. La mayoría de los camiones de cemento pesan una cantidad sustancial vacíos, lo que significa que tienen pesos de tara muy elevados. Las leyes de peso de los Estados Unidos bajo la Fórmula Federal de Puentes (FBF) requieren que un camión de hormigón premezclado de tres ejes pese 48.000 libras (22.000 kg) o menos. Esto deja solo 18.000 libras (8.200 kg) para transportar el hormigón, ya que 30.000 libras (14.000 kg) es el peso tara del camión. [7]
Los camiones de "descarga trasera" requieren tanto un conductor como un "operador de descarga" para guiar el camión y la descarga de un lado a otro para colocar el hormigón de la manera adecuada para el contratista. Los camiones de "descarga frontal" más nuevos tienen controles dentro de la cabina del camión para permitir que el conductor mueva la descarga en todas las direcciones. La primera hormigonera de descarga frontal, patentada en 1974, fue diseñada y construida por Royal W. Sims de Holladay, Utah, Estados Unidos.
Las hormigoneras están equipadas con dos o más ejes. Los camiones de cuatro, cinco y seis ejes son los más comunes; el número se determina en función de la carga y de la legislación local que regula las cargas permitidas en la carretera.
Los ejes son necesarios para distribuir la carga de manera uniforme, permitir la operación en caminos con restricciones de peso y reducir el desgaste en caminos normales. Un camión de dos o tres ejes durante el invierno, cuando se reducen los límites de peso en la carretera, no tiene carga útil utilizable en muchas jurisdicciones. En otras áreas, pueden requerirse permisos costosos para operar.
Se pueden instalar ejes adicionales, además de los que se utilizan para la dirección ("ejes de dirección") o el tren de transmisión ("ejes de transmisión"), entre los ejes de dirección y los ejes de transmisión, o detrás de estos últimos. Los mezcladores también suelen tener varios ejes de dirección, lo que generalmente da como resultado radios de giro muy grandes. Para facilitar la maniobra, los ejes adicionales pueden ser " ejes elevables ", lo que permite elevarlos del suelo para que no rocen (se arrastren lateralmente por el suelo) en curvas cerradas, o aumentar el radio de giro del vehículo. Los ejes instalados detrás de los ejes de transmisión se conocen como " ejes de apoyo " o "ejes de refuerzo", y a menudo están equipados para girar en sentido opuesto al eje de dirección para reducir el roce y elevarse automáticamente cuando el camión se pone en marcha atrás.
En algunas jurisdicciones, como la provincia de Quebec, donde incluso camiones de seis ejes tendrían problemas para transportar una carga útil, se utilizan hormigoneras combinadas con remolques tractores, en las que el mezclador se instala sobre un remolque en lugar de sobre un chasis de camión. [ aclaración necesaria ]
Las hormigoneras no suelen desplazarse muy lejos de su planta, ya que el hormigón empieza a fraguar en cuanto se encuentra en el camión. Muchos contratistas exigen que el hormigón esté en su sitio en los 90 minutos siguientes a la carga. Algunos camiones en climas secos están equipados con la capacidad de añadir agua en forma de pulverización durante el viaje, especialmente en viajes largos. Si el camión se avería o por alguna otra razón el hormigón se endurece en el camión, es posible que los trabajadores tengan que entrar en el tambor con martillos neumáticos [8] o que la empresa tenga que desguazar todo el tambor. [ cita requerida ] [9]
Stephen Stepanian presentó una solicitud de patente para el primer camión hormigonera en 1916. [10]
Los camiones pesan entre 9.100 y 14.000 kilogramos (20.000 y 30.000 libras) y pueden transportar aproximadamente 20.000 kilogramos (40.000 libras) de hormigón, aunque en la actualidad se utilizan camiones hormigonera de distintos tamaños. La capacidad más común de un camión es de 10 yardas cúbicas (7,6 m3 ) .
La mayoría de las hormigoneras en el Reino Unido están limitadas a una velocidad de 90 kilómetros por hora (56 mph).
Una variante del transporte estándar de hormigón es el remolque mezclador de hormigón (o cemento). Estas versiones pequeñas de camiones mezcladores se utilizan para suministrar cargas cortas de hormigón. Tienen un tambor mezclador de hormigón con una capacidad de entre 0,76 y 1,34 metros cúbicos (1 y 1,75 yardas cúbicas). Los remolques suelen arrastrarse detrás de una camioneta y se dosifican desde sistemas de dosificación más pequeños. El sistema de remolque mezclador es popular entre los patios de alquiler y los lugares de materiales de construcción, que los utilizan para suministrar hormigón premezclado a su base de clientes habituales.
Los camiones de concreto medidos o mezcladores móviles volumétricos contienen materiales de ingredientes de concreto y agua que se mezclan en el camión en el lugar de trabajo para fabricar y entregar concreto de acuerdo con la cantidad necesaria.
Para trabajos más pequeños, como reparaciones residenciales, renovaciones o proyectos a escala de aficionados, por lo general no se requieren muchos metros cúbicos de hormigón. El cemento en bolsas está fácilmente disponible en tamaños de lotes pequeños, y el agregado y el agua se obtienen fácilmente en pequeñas cantidades para el sitio de trabajo pequeño. Para atender este mercado de hormigón en lotes pequeños, hay disponibles muchos tipos de hormigoneras portátiles pequeñas.
Una hormigonera portátil típica utiliza un pequeño tambor giratorio para mezclar los componentes. En el caso de trabajos más pequeños, el hormigón fabricado en la obra no pierde tiempo en el transporte, lo que da a los trabajadores tiempo suficiente para utilizarlo antes de que se endurezca.
Las hormigoneras portátiles pueden funcionar con motores de gasolina, aunque es más habitual que funcionen con motores eléctricos que utilizan la corriente de red estándar.
Estas hormigoneras se dividen además en función de su mecanismo de carga. El cemento, la arena y otros áridos se cargan en una tolva accionada hidráulicamente y luego se vierten en el tambor mezclador para la mezcla final. Se pueden descargar inclinando el tambor. En las hormigoneras de alimentación manual, el cemento, la arena y otros áridos se añaden directamente al tambor mezclador de forma manual. Ambos tipos de hormigoneras son populares en las actividades de construcción en África, algunos países de Oriente Medio y en el subcontinente indio.
Las hormigoneras autocargables son máquinas únicas diseñadas para dosificar, mezclar y transportar hormigón. Consisten en un tambor giratorio montado sobre un chasis montado en una cabina accionado por el operador y equipado con un cucharón de carga.
El operador de las hormigoneras autocargables dosifica e introduce los ingredientes necesarios para mezclar el hormigón (cemento, áridos de piedra, etc.) en el tambor mediante la cuchara de carga. El tambor suele ser de tipo reversible, basculante o una combinación de ambos. Un volumen predeterminado de agua se descarga en el tambor a través de una unidad dispensadora de agua. La mezcla gira a velocidades de mezcla dentro del tambor hasta que el hormigón se descarga a través de un conducto adaptado.
Las hormigoneras autocargables son adecuadas para obras en las que no se dispone de plantas dosificadoras de hormigón, las condiciones del terreno no son adecuadas para el tránsito de camiones hormigonera o la disponibilidad de mano de obra es escasa o limitada. Las aplicaciones incluyen la construcción urbana y rural, el mantenimiento de pavimentos de hormigón, la construcción de puentes y túneles, la construcción de carreteras a nivel municipal, la construcción de cimientos, las instalaciones de defensa nacional, la construcción de ferrocarriles de alta velocidad, etc.
El manejo correcto de las hormigoneras es uno de los mayores problemas de seguridad en las zonas de construcción. En la actualidad, más de 250.000 trabajadores cuyas tareas están relacionadas con el procesamiento del hormigón [ ¿cuándo? ] son trabajadores de las hormigoneras. Más del 10 por ciento de esos trabajadores, 28.000, sufrieron una lesión o enfermedad relacionada con el trabajo y 42 murieron en tan solo un año. [ ¿cuándo? ] [ ¿dónde? ] [11] [12] [13]
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