Patente Sobre El Concreto Pretensado y Postensado

CONCRETO PRE-ESFORZADO

INTRODUCCION A este proceso también se le conoce como concreto precomprimido. Consiste en aplicar una fuerza de compresión al elemento de concreto (el cual incluye elementos prefabricados o industrializados como: viguetas, trabes, columnas, losas, pilotes y durmientes). Tal fuerza de presfuerzo es producida mediante el uso de tendones (acero). Se estira el acero dentro de su rango elástico, que al momento de regresar al estado de relajación, la fuerza que se opone a la deformación del acero, comprime el concreto para contrarrestar las fuerzas producidas por cargas gravitacionales que actúen sobre el elemento, mejorando así la rigidez y resistencia del mismo.

Concreto pretensado El concreto pretensado es un elemento estructural sujeto a presfuerzo de compresión a través del estiramiento de tendones, en contra de las posibles reacciones exteriores. El tensado de los tendones se produce antes de ser colado concreto que dará forma al elemento estructural. Al momento de fraguar el concreto, quedará ligado al tendón por adherencia. Los tendones de presfuerzo se colocan paralelos a la forma del elemento. El tensado de los tendones se realiza con herramientas hidráulicas.

Concreto postensado El concreto postensado es un elemento estructural sometido, después del vertido y fraguado del concreto, a esfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero) montadas dentro de vainas. Antes de colar el concreto del elemento, se colocan ductos a través de los cuales pasarán los tendones. Los tendones colocados a través de los ductos pueden ser paralelos o no paralelos a la forma del elemento.

ANTECEDENTES

El principio básico del pretensado fue aplicado a la construcción quizás hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido contenido. Aunque con el tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, las contribuciones más importantes a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet, quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o durante la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que, al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material.

Tubos para cables en elencofrado

1886: En este año es aplicado el principio anterior al hormigón cuando P. H. Jackson, un ingeniero de San Francisco, California, obtuvo las patentes para atar varillas de acero en piedras artificiales y en arcos de hormigón que servían como losas de pisos. 1888: Hacia este año, C. E. W. Dohering, de Alemania, aseguró una patente para hormigón reforzado con metal que tenía aplicado un esfuerzo de tensión antes de que fuera cargada la losa. 1908: C. R. Steiner, de los Estados Unidos, sugirió la posibilidad de reajustar las barras de refuerzo después de que hubiera tenido lugar cierta contracción y fluencia del hormigón, con el objeto de recuperar algunas de las pérdidas.

1925: R. E. Dill, de Nebraska, ensayó barras de acero de alta resistencia cubiertas para evitar la adherencia con el hormigón. Después de colocar el hormigón, se tensaban las varillas y se anclaban al hormigón por medio de tuercas en cada extremo. 1928: Se inicia el desarrollo moderno del hormigón pretensado en la persona de Eugène Freyssinet, de Francia, quien empezó usando alambres de acero de alta resistencia para el pretensado. Tales alambres contaban con una resistencia a la ruptura tan elevada como 18,000 kg/cm², y un límite elástico de más de 12,600 kg/cm². 1939: Freyssinet produjo cuñas cónicas para los anclajes de los extremos y diseñó gatos de doble acción, los cuales tensaban los alambres y después presionaban los conos machos dentro de los conos hembra para anclarlos a las placas de anclaje. Este método consiste en estirar los alambres entre dos pilares situados a varias decenas de metros, poniendo obturadores entre las unidades, colocando el hormigón y cortando los alambres después de que el hormigón adquiera una resistencia de diseño específica. 1945: La escasez de acero en Europa durante la Segunda Guerra Mundial le dio ímpetu al desarrollo del hormigón pretensado, puesto que se necesitaba mucho menos acero para este tipo de construcción con respecto a las convencionales en hormigón armado. Si bien Francia y Bélgica encabezaron el desarrollo del hormigón pretensado, Inglaterra, Alemania, Suiza, Holanda, Rusia e Italia rápidamente lo continuaron. Cerca del 80% de todos los puentes que se construyen en Alemania son de hormigón pretensado. En 1945 Pacadar prefabrica la primera viga pretensada en España. 1949: Se empieza a trabajar en Estados Unidos con el pretensado lineal al llevarse a cabo la construcción del afamado puente Filadelfia Walnut Lane Bridge. La Bureau of Public Roads (Oficina de caminos públicos), ha investigado y mostrado que durante los años 19571960 se autorizaron para la construcción 2052 puentes de hormigón pretensado, totalizando una longitud de 68 mi, con un costo total de 290 millones de dólares. 1951: Se construye el primer puente pretensado en México. Siendo la ciudad de Monterrey la madrina de tal acontecimiento, al llevarse a cabo la construcción del puente "Zaragoza" que cuenta con 5 tramos de 34 m cada uno y cuya finalidad es la de proporcionar circulación a través del río Santa Catarina. 1952: Hay una reunión en Cambridge, en la cual se crea una sociedad internacional bajo el nombre de Fédération Internationale de la Précontrainte (FIP). El objetivo principal de este grupo de ingenieros visionarios era diseminar el mensaje e iluminar al mundo acerca del concepto

relativamente desconocido de la construcción con hormigón pretensado, lo cual se llevaría a cabo alentando la integración de grupos nacionales en todos los países que tuviesen particular interés en el asunto y facilitando un foro internacional para el intercambio de información. 1958: Se construye el puente Tuxpan (carretera México - Tuxpan) con una longitud total de 425 m. Estructura principal de tres luces de 92 m de hormigón pretensado, construidos con el procedimiento de doble voladizo (primer puente de este tipo en América Latina). 1962: Se construye el puente Coatzacoalcos con una longitud total de 996 m. Tramos de vigas pretensadas de 32 m y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz, apoyados en pilas de hormigón armado.

VENTAJAS SOBRE EL CONCRETO ARMADO Las ventajas del presfuerzo son: 

Brinda mejor comportamiento bajo cargas de servicio.



Permite utilizar materiales de alta resistencia, utilizando materiales de mayor calidad se puede mejorar el control de calidad en la producción.



Los elementos industrializados al presfuerzo logran ser eficientes y esbeltos con menos material a otros procesos constructivos.



Su producción en serie, al ser industrializados, brinda mayor ajuste en tiempo y costos de la obra

DESVENTAJAS SOBRE EL CONCRETO ARMADO Las desventajas del presfuerzo son: 

El presfuerzo requiere alta inversión inicial.



El diseño de los elementos es complejo y especializado; además es necesario contar con operarios igualmente especializados, tanto para la construcción como el montaje del elemento.

PATENTES SOBRE EL CONCRETO PRETENSADO Y POSTENSADO

PATENTES SOBRE EL CONCRETO PRETENSADO

1.

TABLONES DE CONCRETO PREFABRICADOS PARA CONSTRUCCION DE LOSAS DE PISO Y TECHO EN EDIFICACIONES

 FECHA DE PUBLICACION: 10.03.2004  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E04B 5/04  INVENTOR: JOSE MARIA RIOBOO MARTIN  PAIS: México Esta invención se refiere a tablones de concreto prefabricados pretensados para construcción de losas de piso y techo en edificaciones son tablones de una sola pieza, de distintas dimensiones en relación claro/ancho/peralte, pueden variar según el tipo de construcción, fabricados a base de concreto, pretensado a base de alambres, cables o torones de fácil colocación y fácil manejo sin necesidad personal y equipo calificado, gracias a sus dimensiones pueden cortarse y ajustarse al tipo de edificación estos tablones son de fabricación industrial.

2. PREFABRICADO

DE CONCRETO PRETENSADO EN DOS DIRECCIONES CON CAJAS

DE CONEXIÓN MECÁNICA PARA SU ENSAMBLE EN SITIO

 FECHA DE PUBLICACION: 17.05.2010  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E04C 5/00  INVENTOR: JORGE RICARDO DE LA CRUZ  PAIS: México

Esta invención se refiere a la construcción de viviendas hechas de elementos de concreto ecológico por su ceniza volátil y de alta resistencia a la compresión con capacidad entre los 300 kg/cm2 y los 450 kg/cm2 prefabricado y pretensado con alambre de acero de pre-esfuerzo de 3 a 7 mm de espesor tensado en dos dirección longitudinal y transversal, conectados los muros y losas entre sí mediante el uso de cajas de conexión mecánicas y tornillos de alta resistencia, permitiendo la creación de una vivienda donde todos sus elementos forman un solo cuerpo estructural evitando el agrietamiento y que puede ser producida en serie ya que la fabricación de los muros y las losas son hechas en planta y luego instaladas en el sitio donde se requiere una vivienda, con esto se hace más rápida la edificación de viviendas.

3. SISTEMA

DE FIJACION CON INSERTO DE NEOPRENO O SIMILAR, PARA

COLOCACION DE TIRAFONDOS EN DURMIENTES DE CONCRETO PRETENSADO

 FECHA DE PUBLICACION: 24.07.2004  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E01B 9/68  INVENTOR: AGUSTIN GRANADINO CABALLERO, UNION DE CONCRETERAS S.A. UNICON  PAIS: Perú Que comprende: a)insertos de neopreno o similar, cuya conformación exterior presenta nervaduras aserradas con secciones de tronco piramidales superpuestas y que a su vez comprende un tubito cilíndrico de 5/16" de diámetro ubicado al final del inserto para

desfogar el aire comprimido; b)2 pads de neopreno; c)4 arandelas; y, d)4 tirafondos. Donde los elementos de neopreno van embebidos en el durmiente de concreto pretensado a la altura donde deberían colocarse los tirafondos y es en este dispositivo donde se colocara (d) que asegura el riel al durmiente. Siendo, 4 insertos de neopreno por durmiente para el ajuste del riel y la colocación variable de acuerdo al tipo de riel y a la trocha. El sistema permite un ajuste perfecto entre el tirafondo y el durmiente debido a que el orificio interior ha sido diseñado de acuerdo con la sección cilíndrica y la helicoidal de manera que aloje perfectamente al tirafondo. Las características de (a) son las siguientes: 1)longitud, variable de acuerdo al tipo de durmiente, en promedio 17 cm; 2)área de la sección, variable en función al tipo de (d), en promedio 3cm x 3 cm; 3)dureza de 65 +/- 5 grados shore; 4)resistencia a la tensión minina, 9 mpa; 5)elongación mínima de 120%; 6)compresión de 20% como máximo en 24 h a una temperatura de 70°c; 7)color negro y una resistencia superficial al ozono. El sistema esta diseñado para absorber los esfuerzos de tracción indirecta transmitida por el riel hacia (d) al paso del tren.

4. TUNELES

DE TRINCHERA CERRADA

 FECHA DE PUBLICACION: 09.02.2012  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E21D 9/00  INVENTOR: BECERRA PEÑUELA, Luis Enrique

La presente invención se refiere a una Maquina y sistema para la construcción de Túneles De Trinchera Cerrada sin detener el tráfico de vehículos v el cual comprende de una estructura de puente de arco prefabricado en acero por el cual los vehículos transitan sobre ella. Colgada a su estructura se encuentra una maquina rozadora o cabeza de corte tipo minera o cualquier otro sistema el cual excava el área a construir y a su vez también colgada a la estructura se ubica una pala recogedora la cual extrae la tierra excavada por la rozadora y la deposita en tanquetas haladas por camiones que se encuentran dentro del túnel ya construido. Al excavar cierta área se prosigue con la instalación o ensamblaje de dovelas de hormigón prefabricadas que le darán la forma al túnel de trinchera cerrada uniendo 3 tipos de dovelas diferentes (laterales, de piso y de techo) la cual se transportan en planchones o camas bajas haladas por camiones que transitan dentro del túnel. Estas dovelas son enganchadas y levantadas por una grúa instalada que cuelga de la estructura del puente. Una vez ensambladas y aseguradas las dovelas por medio de pernos o cualquier otra técnica y formando un nuevo tramo o sección la maquina (puente) avanza hacia un nuevo tramo utilizando unas ruedas que la levantan y giran en cualquier dirección hidráulicamente y la ubican en el lugar indicado para construir el nuevo tramo o sección.

5. BASAMENTO

DE REFUERZO PARA FUSTES DE TORRES EÓLICAS

 FECHA DE PUBLICACION: 18.04.2013  CLASIFICACION INTERNACIONAL:

 INVENTOR: CAPELLAN MIGUEL, Guillermo, PREFABRICADOS Y POSTES DE HORMIGON, S.A. La invención se basa en que sobre el tramo inferior del fuste

correspondiente a una

torre eólica , se disponen elementos de refuerzo laterales , unidos a través de su parte superior al propio fuste , y a través de la parte Inferior a la correspondiente base de cimentación , estableciendo una separación

entre los elementos de refuerzo

y el

propio fuste , con una amplitud que es creciente progresivamente desde la unión de la parte superior de los elementos de refuerzo

al fuste

y el anclaje del extremo inferior

de esos elementos de refuerzo a la base de cimentación, consiguiéndose así una forma de reforzar el tramo inferior de los fustes

de torres eólicas, que están sometidos a

mayores esfuerzos, con un mínimo peso y con el consiguiente ahorro económico de material y costos.

6. SISTEMA

FUNCIONAL

DE

UN

PANEL

DE

ARMADURA BIAXIALPRETENSADA:

 FECHA DE PUBLICACION: 07.10.2010  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E04B 2/88  INVENTOR: FRADERA PELLICER, Carlos

MORTERO

DE

CEMENTO

CON

Este

sistema

funcional

de

un

panel

de

biaxial pretensada consiste concretamente en

mortero un

de

sistema

cemento que

con

armadura

contribuye

a

la

constitución física y formal y a la manipulación y utilización en condiciones de máxima seguridad y eficiencia de un panel de los prefabricados en mortero de cemento con armadura biaxial pretensada , en el que el panel de mortero de cemento dispone empotrados en su masa de unos medios de actuación versátil sobre el conjunto del panel que permiten su manipulación y/o su fijación a unos medios de suspensión a la estructura de una edificación, de unos medios que controlan los fenómenos sísmicos y los movimientos de asentamiento de la edificación, de unos medios de reducción de la humedad en el interior de la edificación y de unos medios que reducen la infiltración de la humedad en el interior del panel.

7. PILOTE

DE PARTES ACABADAS DE HORMIGON PRETENSADO

 FECHA DE PUBLICACION: 16.03.2005  CLASIFICACION INTERNACIONAL: E04H 12/00  INVENTOR: WOBBEN, Aloys  PAIS: México La presente invención se refiere a un pilote de una instalación de energía eólica, caracterizado porque el pilote comprende una pluralidad de segmentos de partes acabadas, mutuamente superpuestas, que son abrazados conjuntamente por medio de elementos de tensión, en donde cada segmento comprende sustancialmente un elemento de anillo, y el elemento de anillo tiene un aparato de guía para guiar un alambre o cable de tensión en las transiciones entre los segmentos, y el aparato de guía es de una configuración en forma de embudo, en donde el lado más pequeño del aparato de guía tiene una sección transversal que es sustancialmente la misma que una sección transversal de un tubo de forro incorporado en el segmento, y el aparato de guía sobre el lado más pequeño tiene una porción tubular que está dentro del tubo de forro incorporado dentro del segmento, y los segmentos mutuamente superpuestos están conectados entre sí por medio de un material de unión.

8. CONSTRUCCION

DE

TEJADO

TECHO

INDIRECTAMENTE CON SOFITO PLANO:

DE

CONCRETO

PRETENSA

 FECHA DE PUBLICACIÓN: 12.11.2004  CLASIFICACIÓN INTERNACIONAL: E04B 1/22  INVENTOR: Milovan Skendzic, Mara-Institut D.O.O.  PAIS: México La

presente

invención

se

refiere

a

una

construcción

de

tejado-techo

de concreto pretensada indirectamente con sofito plano, como un elemento de construcción prefabricado para construir edificios de gran extensión industriales, caracterizada porque comprende la placa de concreto amplia y delgada distinta, el trabe superior en forma de"V"invertida de paredes delgadas, ambos interconectados mediante tuberías-vástagos de acero esbeltos distribuidos espaciadamente, mediante lo cual, la placa de sofito es pretensada céntricamente.

9. VIGUETAS

PRETENSADAS OPTIMIZADAS

ESTRUCTURALMENTE

PARA

LOSAS

ALIGERADAS  FECHA DE PUBLICACIÓN: 04.12.2004  CLASIFICACIÓN INTERNACIONAL: E04C 3/20  INVENTOR: María Inés Castillo Aravena  PAÍS: Perú Se refiere a una vigueta pretensada que tiene forma de t invertida de 11 cm en la base y 7 cm de altura, en cuyas alas se apoyan unas bovedillas de arcilla, concreto y/o poli estireno, evitándose el fondo de encofrado. Tal que sobre las bovedillas se coloca una

losa, que forma una sección compuesta en conjunto con las viguetas en la cual van embebidas las instalaciones eléctricas, sanitarias, malla de temperatura y acero negativo. Asimismo dichas bovedillas son opcionales, de modo que permitan un espaciamiento a ejes de viguetas que varía de 30 a 70 cm. Dicha la losa compuesta aligerada puede tener alturas de peralte que varían de 12 a 30 cm. Esta vigueta permite que se aproveche al máximo la capacidad resistente que ofrece el pretensado para espacios pequeños, utilizando las viguetas para una losa que esta fuera de los rangos de altura convencionalmente utilizados, reduciéndose la cantidad de concreto y encofrado así como aligerando la losa.

10.

VIGAPRETENSADA AJUSTABLE CON FUERZA DE TENSION

 FECHA DE PUBLICACIÓN: 05.06.2002  CLASIFICACIÓN INTERNACIONAL: E04C 3/26  INVENTOR: HAN, Man, Yop, INTERCONSTEC CO., LTD.

Se describe una viga pretensada, ajustable con fuerza de tensión, la cual puede compensar la flexión o grietas de una viga generadas debido al sobrepeso o arrastre o incremento de una fuerza de resistencia de carga de un puente o un edificio. La viga pretensada ajustable con fuerza de tensión para ajustar una fuerza de resistencia de carga la cual consiste de una cabeza superior que soporta una cubierta superior de un puente o edificio instalada sobre esta, una porción de cuerpo , y una cabeza inferior

, la cual incluye alambres de acero de tensión proporcionados en una dirección longitudinal de la viga

y tensionados para compensar la fuerza de resistencia de carga,

y al menos uno o más alambres de acero sin tensión

proporcionados en la dirección

longitudinal de la viga, de modo que la fuerza de resistencia de carga del puente o edificio se puede incrementar tensionando los alambres de acero sin tensión. Así, las grietas y flexión de una viga generada debido a la deterioración a largo plazo, el arrastre o sobrecarga se puede corregir por el tensionamiento adicional de los alambres de acero instalados internamente o externamente en una viga del puente o edificio. Así, la reparación y el reforzamiento del puente o edificio es fácil de modo que la fuerza de resistencia de carga del puente o edificio se puede incrementar fácilmente. Además, ajustando la fuerza de tensión paso por paso la viga se puede fabricar económicamente o el peso de la viga se puede disminuir.

11.

SISTEMA Y MÉTODO CONSTRUCTIVO DE TORRES DE HORMIGÓN, Y TORRE

DE HORMIGÓN OBTENIDA

 FECHA

DE PUBLICACION: 14.08.2014

 CLASIDICACION  INVENTOR

INTERNACIONAL: E04C 3/18

: ESPINOSA BENITO, Jaime Enrique

El sistema comprende un número limitado de grupos iguales de piezas de encofrado, comprendiendo cada grupo:- unas piezas intermedias (1) de curvatura y ancho constantes en toda su longitud y- unas piezas extremas (2) conformantes de dos esquinas laterales simétricas, de contorno triangular o trapezoidal, con una curvatura igual al de las piezas intermedias. Este sistema permite conformar, con los mismos grupos de piezas, sucesivos tramos de encofrado, de sección variable o constante, para la construcción de torres. La invención también incluye un método constructivo y la torre obtenida.

12.

ELEMENTO

ESTRUCTURAL

DE

BAMBÚ

PRETENSADO Y

MANUFACTURACIÓN  FECHA DE PUBLICACION: 10.01.2013  CLASIDICACION INTERNACIONAL: E04C 3/18  INVENTOR : ESPINOSA BENITO, Jaime Enrique

MÉTODO

DE

La invención aporta un nuevo elemento estructural, resultante de pretensar bambú rollizo mediante armado de cables pasantes longitudinalmente a través del bambú, denominado