El diseño de cimentaciones para equipo dinámico es, en general, multidisciplinario ya involucra diferentes áreas y actores de la ingeniaría tales como: mecánica, civil, mecánica de suelos, topografía, construcción, como también a los fabricantes de los equipos.
Dentro de las plantas de proceso este tipo de cimentaciones son muy comunes y se pueden observar en bombas, compresores, martillos, prensas y grandes equipos rotatorios. El diseño de la cimentación dependerá del tamaño del equipo, características propias de operación, arreglo general y características de suelo. Por esto, se consideran los siguientes tipos cimentación: las masivas (bloques de concreto reforzado), en cajón, muro y marcos rígidos (losa de cimentación, columnas, trabes y losa). Se recomienda para su planeación y diseño considerar lo siguiente:
Datos del equipo
Se debe contar con información certificada de los fabricantes del equipo donde se especifique lo siguiente:
- Diagrama detallado de la magnitud y posición de cargas estáticas y dinámicas que actúan en la cimentación.
- Propuesta del fabricante para su cimentación.
- Dibujo detallado mostrando dimensiones y localización de las anclas.
- Dibujo detallado de todas las boquillas de alimentación y salidas.
- Velocidad de operación del equipo.
- Capacidad nominal del equipo.
- Amplitudes permisibles del equipo.
Planeación general
- Contar con arreglos generales del equipo especificando equipos auxiliares, plataformas de operación y tuberías, con niveles y dimensiones.
- Contar con arreglos generales de cimentación de equipos adyacentes y edificaciones con niveles de desplante.
Estudio geotécnico
- Realizar una estratigrafía del suelo de cimentación. Se recomienda un análisis con mínimo menos tres veces el ancho de la cimentación propuesta por el fabricante o hasta localizar los estratos duros.
- Entender el posicionamiento del nivel freático en diferentes estaciones de año.
- Conocer la capacidad de carga del suelo.
- Conocer los valores y especificaciones de asentamientos totales y diferenciales (tanto los esperados como los admisibles) para la cimentación en cuestión.
Diseño preliminar
- Se recomienda que la cimentación este dimensionada de tal forma que la fuerza vertical resultante, debido al peso de equipo, plataformas y elementos que se encuentren apoyados directamente en la cimentación, pasen por el centro de gravedad del área de la base que tiene contacto con el suelo.
- Se recomienda que el nivel de desplante de la cimentación de equipo dinámico esté a un nivel más bajo del nivel de cimentación de edificaciones colindantes.
- Se recomienda que el índice de humedad sea lo más bajo posible y el nivel freático esté por debajo de una cuarta del ancho de la base de cimentación.
- No debe ocurrir resonancia, por lo tanto, la frecuencia natural del sistema cimentación-suelo debe ser muy alta o muy baja en comparación con la frecuencia de operación de la máquina (esta operación incluye el encendido y el apagado de la máquina). Para máquinas de baja velocidad, la frecuencia natural debe ser alta y viceversa.
- El movimiento de la cimentación y del suelo en que descansa, para cualquier modo de vibración, cualquier combinación de cargas y velocidades de operación no debe ser perjudiciales para el equipo, ni para equipo adyacente, y tampoco para conexiones o estructuras vecinas.
- Se deberá considerar juntas constructivas que garanticen el aislamiento de pisos y componentes de edificios adyacentes.
- Podrán considerarse elementos aislantes entre equipo y cimentación mediante la utilización de elementos comerciales tales como: neoprenos, corchos, resortes, etc. Utilizando para su diseño la teoría de transmisibilidad y siguiendo las recomendaciones de los fabricantes de estos productos.
- En lo posible, es deseable evitar proyecciones de losas en voladizos. Cuando sean inevitables, deberán ser diseñadas para garantizar una rigidez adecuada contra las vibraciones.
Como podemos darnos cuenta las recomendaciones anteriormente mencionadas son fundamentales y aportan un planeamiento general, que las convierte en una herramienta útil al momento de realizar el diseño de cimentación. No obstante, su revisión y cálculo final serán acorde con los códigos y normas de diseño establecidas y en vigencia para cada país.
