Diseño de Cimentaciones de Maquinaria: Factores Críticos y Clasificación Geotécnica

Cimentación de Maquinaria: Consideraciones de Diseño

El diseño de cimentaciones para maquinaria debe abordar diversos factores críticos para garantizar la estabilidad, durabilidad y el correcto funcionamiento del equipo.

1. Resistencia al Asentamiento Vertical

Es el desplazamiento del cimiento en esta dirección bajo la carga de servicio, como consecuencia de la cesión del suelo.

• Prevención de Falla: Para evitar esta falla, las cimentaciones se diseñan de manera que la carga aplicada sobre el suelo represente solo del 40% al 60% de la resistencia última del mismo.

2. Asentamientos Diferenciales

La manera de evitar el efecto destructivo de los asentamientos diferenciales es lograr que el centro de gravedad del área de sustentación coincida con la resultante de las fuerzas aplicadas.

3. Efecto de Volteo

Es beneficioso ampliar el cimiento para obtener un ancho considerable en el plano del par de volteo. Esto asegura que la presión ejercida sobre el terreno en la base sea lo suficientemente baja para evitar un movimiento apreciable en el centro del pedestal.

4. Efecto de Torsión

Al igual que con el efecto de volteo, se requiere aumentar las dimensiones del cimiento para incrementar el brazo del par que produce la torsión, lo que resulta en la disminución de las reacciones sobre el suelo.

5. Previsión para Accesorios y Mantenimiento

Este espacio puede ser una fosa que permita efectuar las inspecciones de mantenimiento y futuras ampliaciones.

6. Dilatación Térmica

Las fuentes de calor pueden causar dilataciones que producen deformaciones en los cimientos, en el equipo que hay en ellos, o en ambos. La solución más conveniente es proveer juntas de dilatación.

7. Protección contra Corrosión y Agentes Externos

La corrosión, tanto de los bastidores de las máquinas como de sus anclajes, debe evitarse en la instalación de máquinas. Una forma de hacerlo es elevar el nivel del cimiento por encima del nivel del piso, protegiendo así los elementos mencionados del agua de lavado, drenajes, etc.

8. Vibraciones

(La mitigación y el control de las vibraciones son aspectos fundamentales en el diseño de cimentaciones dinámicas).

Tipos de Suelos Relevantes para Cimentaciones

Clasificación Geotécnica

1. Rocas

Son terrenos que no sufren modificación sensible en presencia de agua. Su compacidad natural y sus conexiones internas hacen que su resistencia sea prácticamente ilimitada a escala de obras de cimentación de máquinas.

2. Suelos Sueltos

Son terrenos cuya compacidad es pequeña y en los que, por lo tanto, una excavación de cierta importancia necesita apuntalamiento. Estos terrenos pueden deformarse por influencia de obras de cimentación de máquina.

Tipos Específicos de Materiales

Arenas

Material compuesto de pequeñas partículas de forma redondeada o angulosa procedente de rocas disgregadas. Su tamaño varía entre 2 a 0.05 mm.

Grava

Ordinariamente, las gravas están compuestas de partículas áridas sin cohesión, de muchos tamaños de trozos más o menos redondeados, que generalmente contienen algo de arena y algunas veces limo.

Limos

Es un material compuesto de partículas finas de roca de poca o ninguna plasticidad y de granulometría generalmente uniforme.

Margas

Las margas suelen ser consistentes, pero pierden una parte importante de su resistencia en presencia del agua. Pueden variar desde la arcilla caliza hasta un guijarral.

Arcillas

Son duras en estado seco, pero son plásticas si su contenido de agua pasa de ciertos límites. Su origen puede ser, como el de los limos, parcialmente orgánico.

Suelos Complejos

Los suelos, en muchas ocasiones, están formados por la mezcla de dos o más tipos de suelos base.