Una hormigonera (también hormigonera ) es un dispositivo que combina homogéneamente cemento , áridos (por ejemplo, arena o grava) y agua para formar hormigón . Una hormigonera típica utiliza un tambor giratorio para mezclar los componentes. Para trabajos de menor volumen, a menudo se utilizan hormigoneras portátiles para que el hormigón pueda fabricarse en el sitio de construcción, dando a los trabajadores suficiente tiempo para utilizar el hormigón antes de que se endurezca. Una alternativa a la máquina es mezclar el hormigón a mano. Esto suele hacerse en una carretilla; sin embargo, varias empresas han comenzado recientemente a vender lonas modificadas para este fin.
La hormigonera fue inventada por el industrial Gebhardt Jaeger de Columbus, Ohio . [1]
Una de las primeras hormigoneras fue desarrollada en 1900 por TL Smith en Milwaukee . El mezclador ya presentaba la construcción básica todavía común con un tambor cónico inclinable (en aquel entonces como cono doble) con paletas. El 9 de febrero de 1904, Richard Bodlaender, un inventor de Breslau, Alemania, patentó la primera hormigonera portátil. [2] Esta hormigonera era tirada por caballos y se llamaba 'Mortar Mixer'. Funcionó reemplazando las ruedas delanteras con un tambor grande que contenía grandes paletas para mezclar el cemento. [3] En 1925, al menos dos mezcladores construidos hace 25 años todavía estaban en uso (números de serie 37 y 82). En esencia, la mascota Smith tiene la misma construcción que los pequeños mezcladores que se utilizan hoy en día. En la década de 1920, la empresa TL Smith Company de Milwaukee construyó las hormigoneras más grandes del mundo. Se utilizaron mezcladores de esta empresa e. gramo. para la construcción de la presa Wilson (seis hormigoneras de 2 yardas y dos de 4 yardas, en ese momento la instalación individual más grande de las hormigoneras más grandes del mundo), el primer estadio de la Universidad Estatal de Ohio y la presa Exchequer . [4] A Roscoe Lee se le concedió una patente en 1934 por el diseño de su hormigonera de tránsito. Este diseño hizo posible que los camiones nuevos se convirtieran en hormigoneras utilizando una grúa para colocar un tambor en la parte trasera del camión. [3] Era menos costoso que un camión cementero dedicado únicamente a transportar cemento y permitía que los camiones utilizados siguieran adaptándose para otras cosas. [2] Las hormigoneras han seguido avanzando. Recientemente, se publicó una investigación que detalla un modelo de simulación directa de una hormigonera de ahorro de energía que utiliza tecnología hidráulica basada en la tecnología Matlab/Simulink. [5]
El mercado actual requiere cada vez más una homogeneidad constante y tiempos de mezclado cortos para la producción industrial de hormigón premezclado , y más aún para el hormigón prefabricado/pretensado. Esto ha resultado en el perfeccionamiento de las tecnologías de mezcla para la producción de hormigón. Se han desarrollado diferentes estilos de mezcladoras estacionarias, cada una con sus propias fortalezas inherentes y dirigidas a diferentes partes del mercado de producción de concreto. Los mezcladores más comunes que se utilizan en la actualidad 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.
Se fabrican camiones especiales de transporte de hormigón (hormigoneras en tránsito) para mezclar el hormigón y transportarlo al sitio de construcción. Se pueden cargar con materiales secos y agua, realizándose la mezcla durante el transporte. También pueden cargarse desde una planta de “mezcla central”; con este proceso el material ya ha sido mezclado antes de la carga. El camión transportador mezclador de concreto mantiene el estado líquido del material mediante la agitación o giro del tambor, hasta la entrega. Estos camiones tienen una turbina interior que empuja el hormigón mezclado contra la gravedad dentro del tambor. El interior del tambor de un camión mezclador de hormigón está equipado con una paleta en espiral . En una dirección de rotación, el hormigón se introduce más profundamente en el tambor. Esta es la dirección en la que gira el tambor mientras se transporta el hormigón a la obra. Esto se conoce como "cargar" la batidora. Cuando el tambor gira en la otra dirección, la disposición de tipo tornillo de Arquímedes "descarga" o fuerza al hormigón a salir del tambor. Desde allí puede pasar a toboganes para guiar el hormigón viscoso directamente al lugar de trabajo. Si el camión no puede acercarse lo suficiente al lugar para utilizar 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 ubicaciones precisas, edificios de varios pisos y otras ubicaciones a distancias prohibitivas. Para colocar el hormigón también se utilizan cubos suspendidos de grúas. El tambor está hecho tradicionalmente de acero, pero en algunos camiones más nuevos se ha utilizado fibra de vidrio como medida para reducir el peso. La mayoría de los camiones de cemento pesan una cantidad considerable vacíos, lo que significa que tienen una tara muy elevada. Las leyes de peso de los Estados Unidos según la Fórmula Federal Bridge (FBF) requieren que un camión de concreto premezclado de tres ejes pese 48,000 libras (22,000 kg) o menos. Esto deja sólo 18.000 libras (8.200 kg) para transportar concreto, ya que 30.000 libras (14.000 kg) es la tara del camión. [7]
Los camiones de "descarga trasera" requieren tanto un conductor como un "hombre del tobogán" para guiar el camión y el tobogán hacia adelante y hacia atrás para colocar el concreto de la manera adecuada para el contratista. Los camiones más nuevos de "descarga frontal" tienen controles dentro de la cabina del camión para permitir al conductor mover el conducto en todas las direcciones. El primer mezclador de descarga frontal, patentado en 1974, fue diseñado y construido 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, y el número lo determina la carga y la legislación local que rige las cargas permitidas en la carretera.
Los ejes son necesarios para distribuir la carga uniformemente, permitir la operación en caminos con peso restringido 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. Otras áreas pueden requerir permisos costosos para operar.
Se pueden instalar ejes adicionales distintos de los utilizados para la dirección ("direcciones") o la transmisión ("transmisiones") entre las direcciones y las transmisiones, o detrás de las transmisiones. Las mezcladoras suelen tener también varios ejes de dirección, lo que generalmente da como resultado radios de giro muy grandes. Para facilitar las maniobras, los ejes adicionales pueden ser " ejes elevables ", lo que permite elevarlos del suelo para que no rocen (sean arrastrados lateralmente por el suelo) en curvas cerradas, ni aumenten el radio de giro del vehículo. Los ejes instalados detrás de las transmisiones se conocen como " ejes portadores " o "ejes de refuerzo" y, a menudo, están equipados para girar en dirección opuesta al eje de dirección para reducir el rozamiento y levantarse automáticamente cuando el camión se pone en marcha atrás.
En algunas jurisdicciones se utilizan hormigoneras combinadas con remolque de tractor, en las que el mezclador se instala en un remolque en lugar de en el chasis de un camión, como en la provincia de Quebec, donde incluso los camiones de seis ejes tendrían problemas para transportar una carga útil. [ se necesita aclaración ]
Por lo general, las hormigoneras no se alejan mucho de su planta, ya que el hormigón comienza a fraguar tan pronto como está en el camión. Muchos contratistas exigen que el concreto esté colocado dentro de los 90 minutos posteriores a la carga. Algunos camiones en climas secos están equipados con la capacidad de agregar agua en forma de rocío durante el viaje, especialmente en viajes largos. Si el camión se avería o por alguna otra razón el concreto se endurece en el camión, es posible que los trabajadores deban ingresar al barril con martillos neumáticos [8] o que la empresa tenga que desechar todo el tambor. [ cita necesaria ] [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 a 30.000 libras) y pueden transportar aproximadamente 20.000 kilogramos (40.000 libras) de hormigón, aunque actualmente se utilizan muchos tamaños diferentes de camiones mezcladores. La capacidad de un camión más común es de 10 yardas cúbicas (7,6 m 3 ).
La mayoría de las hormigoneras del Reino Unido están limitadas a una velocidad de 90 kilómetros por hora (56 mph).
Una variante del transporte de hormigón estándar es el remolque mezclador de hormigón (o cemento). Estas versiones pequeñas de camiones mezcladores de tránsito se utilizan para suministrar cargas cortas de concreto. Disponen de un tambor mezclador de hormigón con una capacidad de entre 0,76 y 1,34 metros cúbicos (1 y 1,75 yd cúbicos). Los carritos generalmente se arrastran detrás de una camioneta y se procesan en lotes a partir de sistemas de procesamiento por lotes más pequeños. El sistema de remolque mezclador es popular entre los patios de alquiler y las ubicaciones de materiales de construcción, que los utilizan para suministrar concreto premezclado a su base de clientes habituales.
Los camiones de concreto medidos o las mezcladoras volumétricas móviles contienen materiales ingredientes de concreto y agua que se mezclarán 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, generalmente no se requieren muchas yardas cúbicas de concreto. El cemento en bolsas está disponible en lotes pequeños y el agregado y el agua se obtienen fácilmente en pequeñas cantidades para lugares de trabajo pequeños. Para dar servicio a este mercado de concreto de lotes pequeños, se encuentran disponibles muchos tipos de pequeñas hormigoneras portátiles.
Una hormigonera portátil típica utiliza un pequeño tambor giratorio para mezclar los componentes. Para trabajos más pequeños, el hormigón elaborado en la obra no pierde tiempo en el transporte, lo que da a los trabajadores tiempo suficiente para utilizar el hormigón antes de que se endurezca.
Las hormigoneras portátiles pueden funcionar con motores de gasolina, aunque lo más habitual es que funcionen con motores eléctricos que utilicen corriente de red estándar.
Estas hormigoneras se dividen según su mecanismo de carga. El cemento, la arena y otros agregados se cargan en una tolva operada 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 agregados se añaden directamente al tambor de mezcla de forma manual. Ambos tipos de hormigoneras son populares en las actividades de construcción en África, algunos países del Medio Oriente y el subcontinente indio.
Las hormigoneras autocargables son máquinas únicas diseñadas para dosificar, mezclar y transportar hormigón. Consisten en un tambor giratorio montado sobre un bastidor de chasis montado en la cabina impulsado por un 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, etc.) en el tambor mediante la cuchara de carga. El tambor suele ser de tipo reversible, de inclinación o una combinación de ambos. Se descarga un volumen predeterminado de agua al tambor a través de una unidad dispensadora de agua. La mezcla se hace girar a velocidades de mezclado dentro del tambor hasta que el hormigón se descarga a través de un conducto equipado.
Las hormigoneras autocargables son adecuadas para obras de construcción donde no hay plantas dosificadoras de hormigón disponibles, las condiciones del suelo no son adecuadas para los camiones hormigonera de tránsito o la disponibilidad de mano de obra es escasa o limitada. Las aplicaciones incluyen construcción urbana y rural, mantenimiento de pavimentos de hormigón, construcción de puentes y túneles, construcción de carreteras a nivel municipal, construcción de cimientos, instalaciones de defensa nacional, construcción de ferrocarriles de alta velocidad, etc.
El funcionamiento correcto de las hormigoneras es uno de los mayores problemas de seguridad en las zonas de construcción. Trabajadores cuyas tareas estén relacionadas con el procesamiento del hormigón actualmente [ ¿cuándo? ] suman más de 250.000. Más del 10 por ciento de esos trabajadores, 28.000, sufrieron una lesión o enfermedad relacionada con el trabajo y 42 murieron en sólo un año. [ ¿cuando? ] [ ¿dónde? ] [11] [12] [13]
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