Para elegir la solución de excavación más adecuada para un proyecto de edificación será necesario realizar un análisis detallado de diversos factores. Existen criterios y estrategias efectivas que contribuyen a realizar adecuadamente esta elección, de tal manera que permitan lograr resultados óptimos que aseguren la seguridad, la eficiencia y la sostenibilidad del proyecto.
Una de las primeras labores que se realizan al iniciar la ejecución de un proyecto de edificación e infraestructura es la excavación del terreno donde se llevará a cabo la obra. Estas operaciones con maquinaria especializada consisten en preparar el terreno, mediante la remoción o extracción de sus materiales existentes, para luego poder nivelar el suelo y establecer los cimientos de la obra.
Dentro de las diferentes labores que se realizan en un proyecto de construcción, la excavación es solo una parte del todo; sin embargo, implica la realización de una amplia gama de acciones, a fin de garantizar la seguridad y fiabilidad de la estructura que se está construyendo.
Al ser diferente cada terreno sobre el que se ejecuta una obra, el proceso de la excavación también variará. Es decir, no se puede realizar la excavación de la misma manera en cada uno de los terrenos donde se efectúa una obra de construcción. Por ello, existen diferentes tipos de excavaciones.
Para determinar el tipo de excavación se deberá tomará en cuenta la composición del suelo. No obstante, su clasificación se da en función de la profundidad que se requiere la excavación. Los más conocidos son las excavaciones a cielo abierto, zapatas, zanjas y excavaciones amplias y profundas.
Los primeros son muy frecuentes y se desarrollan al aire libre, además de requerir de maquinaria pesada y de variar en sus dimensiones. El segundo es un trabajo más superficial, con menos aspectos a considerar en cuanto a ingeniería. Se aplican en obras menos complejas en lo que se refiere a maquinaria y proceso. Las zanjas suelen realizarse con retroexcavadoras y son muy habituales dada su gran utilidad. En tanto, las excavaciones amplias y profundas son para proyectos de grandes dimensiones, como es el caso de los centros comerciales, por ejemplo.
La selección de la solución de excavación más adecuada para el proyecto de edificación será crucial para garantizar la seguridad, la eficiencia y la viabilidad económica de la obra. Sin embargo, antes de pasar a los trabajos de excavación, Paul Ángulo, gerente comercial de la empresa Soletanche Bachy indica que es importante que exista un buen estado de las plataformas sobre las que se va a trabajar. Señala que estas de preferencia deben seguir las recomendaciones de instituciones importantes como la Deep Foundations Institute en materia de condiciones adecuadas para poder realizar las excavaciones o perforaciones.
“Se acuerda con la empresa constructora que debe entregar el terreno libre de restricciones; es decir, apta para el ingreso de los equipos. Asimismo, en lo posible, el cliente debe asegurar que en las zonas a excavar no se encontrarán interferencias en forma de tuberías de desagüe, agua potable, conexiones eléctricas, entre otros”, añade.
Pero, ¿cómo la empresa determina qué tipo de excavación es la más idónea para el proyecto? Ángulo comenta que la empresa cuenta con expertos en las áreas de ingeniería y comercial, los cuales analizan la información recibida y proponen la técnica más conveniente según la información que se disponga sobre un proyecto determinado. “En muchos casos nuestra área de ingeniería también realiza los cálculos estructurales necesarios para poder sustentar nuestra propuesta ante un posible cliente”, añade
Criterios para elegir la solución de excavación más idónea
1. Condiciones del terreno. Este factor es muy importante para dar con el tipo de excavación que más le conviene al proyecto. Esto debido a que la composición del terreno, como la presencia de roca, suelo blando o material granular, afecta la elección de la maquinaria y la técnica de excavación.
El vocero de la empresa Soletanche Bachy subraya que antes de realizar los trabajos de excavación es esencial tener en claro el tipo de solución a ejecutar. Para ello, sostiene, es sumamente importante conocer el tipo de suelo con el que se trabajará y el tipo de estructura que se va a cimentar, ya que de ello dependerá el rendimiento de excavación de los equipos especializados a utilizarse.
Asimismo, indica que se debe tener en cuenta la profundidad y ubicación del nivel freático en la zona del proyecto, para así poder tomar las precauciones del caso en temas de impermeabilización de los muros de contención.
En ese sentido, realizar un análisis geotécnico será clave porque proporcionará la información esencial sobre la resistencia, la cohesión y la capacidad de soporte del suelo. Con ello se determinará si se trata de un terreno rígido, que requerirá perforación y voladuras o el uso de maquinaria pesada como excavadoras hidráulicas, o un terreno blando, que permitirá el uso de excavadoras de menor tamaño o técnicas manuales.
2. Profundidad. Una pregunta clave para saber qué tipo de excavación conviene más es ¿qué tan profundo deberá ser la excavación? La profundidad influye en la estabilidad de las paredes de la excavación y será la que nos ayudará a determinar qué sistemas de soporte serán necesarios.
Las excavaciones profundas requerirán técnicas avanzadas y medidas de seguridad rigurosas para prevenir deslizamientos y colapsos. Son más complejas y requieren de soporte estructural como muros de contención o pilotes. En cambio, las excavaciones superficiales implican menor riesgo y menor necesidad de soporte.
3. Extensión del área de trabajo. Las dimensiones del proyecto nos permitirán determinar el tipo y la cantidad de máquinas necesarias, así como la planificación logística. Mientras más grande el proyecto, mayor será la inversión destinada en maquinaria pesada y especializada.
4. Condiciones hidrológicas del lugar de la obra. Uno de los retos más comunes en las labores de excavación es enfrentar la presencia de agua subterránea, pues esta puede complicar la realización de las excavaciones. Si un terreno es húmedo, serán necesarias soluciones de drenaje o impermeabilización.
5. Ubicación de la obra. Los proyectos en entornos urbanos deben considerar restricciones de espacio, ruido y vibraciones, así como la proximidad a personas y otras estructuras. En estos casos, además, el espacio y tiempo de trabajo será más limitado. En cambio, en el caso de obras en entornos rurales, la elección del tipo de excavación será más flexible.
6. Impacto ambiental. La sostenibilidad es un tema que cada vez cobra mayor relevancia en el sector construcción. Por ello, para elegir la solución de excavación se deberá considerar una alternativa que minimice el impacto en el medioambiente y que cumpla con las normativas ambientales.
Estrategias clave
1. Realizar estudios geotécnicos. El estudio geotécnico es un estudio del suelo que consiste en investigar y analizar las propiedades del terreno y las rocas en el sitio donde se construirá la edificación. Tiene como objetivo determinar las características mecánicas del terreno que soportará la edificación, y evaluar los riesgos naturales identificados en el que se va a realizar el proyecto y su impacto en la futura construcción.
La información obtenida servirá para el diseño de los cimientos, estructuras de soporte y sistemas de drenaje, y ayudará a identificar posibles riesgos geotécnicos.
2. Analizar los costos y beneficios. El presupuesto es un factor fundamental en todo proyecto de construcción. Por ello, para determinar qué solución de excavaciones será el más idónea para el proyecto, también será importante realizar una comparación de los costos de los diferentes métodos de excavación y evaluar sus beneficios en términos de tiempo, eficiencia e impacto.
3. Selección de la maquinaria. Es importante saber elegir la maquinaria que mejor se adopta a las condiciones del proyecto. Entre las máquinas más utilizadas en excavaciones tenemos la excavadora, la retroexcavadora, la zanjeadora, la tuneladora, entre otros.
Para ello, será necesario no solo elegir el tipo de maquinaria más adecuado, sino también el que cuente con la tecnología más acorde a los requerimientos del proyecto. Las innovaciones en equipos de excavación, como las máquinas tuneladoras y las excavadoras de precisión, pueden mejorar la eficiencia y reducir el impacto.
4. Capacitación y seguridad del personal. La seguridad es una prioridad en cualquier obra de construcción, especialmente en excavaciones donde los riesgos de derrumbes, caídas y otros accidentes son altos. La capacitación regular del personal sobre prácticas seguras y el uso correcto de equipos es esencial. Además, es fundamental contar con equipos de protección personal (EPP) adecuados y asegurar su uso constante.
5. Uso de soportes y refuerzos. Estos son indispensables para evitar derrumbes, sobre todo si se trata de excavaciones profundas. Existen varios métodos, como el uso de tablestacas, muros de contención y sistemas de apuntalamiento, que pueden proporcionar estabilidad adicional al sitio de excavación. Al respecto, el gerente comercial de Soletanche Bachy señala tres de sus principales soluciones.
– Muros pantalla. Son pantallas de concreto que sirven para estabilizar los taludes durante la excavación. Estas utilizan el suelo como encofrado. La estabilidad del talud durante las operaciones de perforación, armadura y de hormigonado se consigue con un lodo de perforación. El lodo se fabrica con bentonita, esta ayuda al fluido de perforación a no percolar en el terreno y asegura la presión hidrostática que sirve para estabilizar la excavación abierta. También puede emplearse un lodo fabricado con polímeros.
– Pilotes secantes. Es una pantalla de contención conformada por elementos verticales de cimentación (pilotes), que permiten realizar una excavación vertical del terreno. Una pantalla de pilotes actúa como viga vertical sometida al empuje activo del terreno, del agua y de las medianeras. Pueden arriostrarse mediante anclajes, puntales o elementos de la estructura que se realizarán bajo la protección de la pantalla. Los elementos verticales que proveen la resistencia a la flexión de la estructura se instalan antes de proceder con la excavación.
– Concreto lanzado. Son pantallas de contención, construidos mediante la instalación de concreto proyectado de forma mecánica sobre una armadura instalada en el talud a contener. Los muros de concreto lanzado se construyen por paneles, que contienen anclajes y sirven para la estabilización del muro. No se emplea encofrado para la contención del concreto proyectado, al concreto proyectado se le da un acabado en sitio.
