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Como especialistas en pilotes hemos tratado de transmitir todo nuestro conocimiento en este extenso artículo sobre pilotes, gracias al cual podrás conocer todo acerca de este elemento constructivo.

Pilotes, elementos estructurales de alta resistencia mecánica.

Los pilotes son hoy por hoy uno de los tipos de cimentación más conocidos debido a sus positivos aportes en el diseño estructural de complejas edificaciones. Su uso ha permitido grandes innovaciones a nivel formal en la arquitectura de nuestra época, permitiendo así la constante evolución de la misma, en un camino hacia el progreso y los avances tecnológicos del sector construcción.

La arquitectura contemporánea, ha mostrado ser capaz de retar las leyes de la física, ha hecho que los ingenieros pongan a prueba sus conocimientos para poder resolver los inmensos proyectos en los que no se pueden aplicar simples estructuras.

El diseño estructural, va desde la estructura bajo tierra o infraestructura, hasta la parte que se levante en la superficie, sobre el terreno de cimentación. El diseño de los cimientos es sumamente importante y escoger correctamente cual es la mejor opción puede ser una tarea de mucha responsabilidad, pues de ello dependerá una buena parte de la estabilidad del edificio y la seguridad de quienes vayan a usar el mismo.

Los tipos de cimentación son variados, van desde cimentaciones superficiales como las conocidas zapatas, hasta los extensos pilotes que se insertan en las capas del suelo y subsuelo, los cuales son también conocidos con el nombre de cimentación profunda.

Pero, ¿Qué es un pilote? Y ¿Cuál es su principal función?

El pilote se define como el elemento constructivo y estructural, de tipo puntual perteneciente a la infraestructura o cimientos de una edificación. Estos elementos tienen la responsabilidad de recibir en su cabezas, las cargas provenientes de la edificación, para transmitirlas a las capas del suelo donde se funda, a grandes profundidades bajo tierra.

Estos elementos, son esbeltos y alargados, pues en su profundidad radica su más importante cualidad, ya que esto le permite buscar las capas de suelo más profundas y resistentes y aferrarse a ella, de modo que le permitan permanecer estables sin sufrir falla alguna como consecuencia de un suelo de baja resistencia mecánica.

Su principal función es la de garantizar seguridad a nivel estructural y como se dijo anteriormente, transmitir la carga al suelo y mantener en pie la edificación sin que esta se desplace o sufra inclinación alguna.

¿De qué están hechos los pilotes?

Los pilotes pueden estar hechos de diversos materiales, generalmente los encontramos de hormigón y de acero, pero también pueden fabricarse pilotes de madera.

• La madera: es un material estructural que conseguimos presente en la naturaleza. A pesar de no tener una gran capacidad de carga a los esfuerzos de tracción es utilizada como material estructural para la elaboración de pilotes a nivel mundial.
• El acero: el acero es un material proveniente de una aleación del hierro, por ende es procesado, no puede ser encontrado normalmente en la naturaleza. Posee propiedades mecánicas bastante altas, por lo cual resulta ser un excelente material a la hora de fabricar pilotes, permitiéndoles resistir el proceso de hincado, y dándole a la estructura de cimentación un alto valor de resistencia.
• El hormigón: como todos sabemos el hormigón es un material estructural muy utilizado a nivel mundial. Viene de la combinación de agua, cemento y agregados finos y gruesos. Posee baja capacidad de resistir los esfuerzos a tracción pero sin embargo puede llegar a ser utilizado para fabricar pilotes.
• El hormigón armado: viene de la combinación del agua, cemento con agregados finos y gruesos, pero esta vez sumándole barras de acero que le permiten resistir los esfuerzos de tracción, haciéndolo así un material mucho más versátil. Es bastante utilizado para la elaboración de pilotes por su capacidad de resistir esfuerzo de flexión, es muy material muy eficiente en la industria de la construcción.

¿En qué caso se utilizan los pilotes como cimiento de una edificación?

Existen varios casos en los que se destaca la utilización de pilotes como método de cimentación de un proyecto, podéis encontrar un gran artículo de civilgeeks.com hablando sobre este tema, los más comunes son:

• Cuando el suelo próximo a la cimentación superficial es de baja calidad, por ende lo más recomendable es apoyarse sobre capas más profundas de mejor calidad en la escala o clasificación de los suelos.
• Cuando el terreno es húmedo o existe un nivel freático próximo a la edificación.
• Cuando la edificación es muy alta y la carga de viento es intensa.
• En construcciones con elementos a tracción, que estén anclados o aferrados al suelo.
• En terrenos expansivos (arcillas).
• Cuando existen altas variaciones de temperatura en el suelo.
• Cuando la fundación de tipo superficial no es capaz de satisfacer los requisitos del diseño estructural.
• A la hora de resistir cargas que actúan de forma inclinada.
• En estructuras que requieran mantener la capacidad de carga a lo largo de su vida útil.

Estos son solo algunos de los casos donde es aplicable el uso de pilotes, pero pueden existir otros menos comunes.

¿Cómo se instalan los pilotes?

La maquinaria para la instalación de los mismos, es conocida con el nombre de piloteadora o perforadora, siendo estas las más utilizada generalmente. Estos también pueden ser hincados en el terreno de fundación o terreno de cimentación de forma vertical, por medio de golpes.

¿Qué tipo de pilotes existen?

Los tipos más comunes de pilotes son los siguientes:

• Pilotes de madera: son los pilotes que tienen menores propiedades mecánicas, es decir, su resistencia es la más baja de la lista. Están hechos de madera como su nombre lo indica y sus longitudes oscilan generalmente entre los 12 a 15 metros de profundidad. Generalmente son construidos a base de árboles que mantienen una sección transversal igual o constante a lo largo de su tronco.
• Pilotes con acero en sección H: como su nombre lo indican, poseen una sección de acero en forma de H. Debido a que están hechos de este material metálico, su resistencia es mayor que la de un pilote de madera.
• Pilotes con acero de sección tubular: son mucho más resistentes que los anteriores, y pueden alcanzar longitudes de hasta 40 metros de profundidad.
• Pilotes prefabricado de hormigón armado: como su nombre lo indica, su materia prima es el hormigón combinado con acero para aportar mayor resistencia a la tracción. Pueden alcanzar profundidades usuales de 25 metros, pero dependiendo de su diseño esto puede variar y aumentar. Su principal desventaja radica en la dificultad de transporte y el aumento de los costos por tal actividad.
• Pilotes vaciado in situ: como su nombre lo indica, no son prefabricado, sino que se realizan en plena obra, vaciando el concreto durante el proceso constructivo in situ. Pueden ser encamisados o sin camisa, y son relativamente económicos.
• Pilotes mixtos o combinados: son capaces de alcanzar extensas longitudes de hasta 45 metros o más. Son de los más resistentes de la clasificación, representando una maravilla para el mundo de las megaconstrucciones, esto debido a la versatilidad que poseen ya que al mezclar diferentes materiales, esto permite que haya una dualidad de resistencias, aportando cada material sus ventajas y propiedades mecánicas, haciendo mucho más eficiente el sistema de cimentación profunda.

Otra clasificación podría ir según la forma de la sección del pilote, y estos son:

• Pilotes de sección uniforme: mantiene la forma de su sección de inicio a fin.
• Pilotes troncónicos: su forma se asemeja a la de un cono, que va disminuyendo su sección transversal a medida que desciende por las capas del subsuelo.
• Pilotes telescópicos o escalonados: su forma se asemeja a la de un telescopio, con secciones uniformes de diferentes tamaños, que disminuyen su sección a medida que descienden.
• Pilotes piramidales: su sección se asemeja a la forma de una pirámide alargada y en descenso.
• Pilotes de bulbo: poseen una especie de esfera o bulbo al final de su recorrido, en la parte más profunda del pilote, son altamente resistentes y pueden llegar a profundidades de hasta 50 metros.

¿En qué tipologías arquitectónicas es común ver el uso de pilotes?

El uso de pilotes en la arquitectura es bastante amplio, abarca una gran cantidad de edificios donde su uso puede ser común, pero generalmente lo vemos en las siguientes estructuras:

• Puentes: son un excelente sistema de cimentación para diversos tipos de puentes. Se presentan como pilotes, o pilas en el caso de los pilotes de mayor diámetro, y pueden ser combinados con diferentes sistemas estructurales. Generalmente se utilizan como apoyo de puentes que trabajan a tracción, como puentes colgantes o atirantados por ejemplo.
• Rascacielos: los pilotes son una excelente opción a la hora de construir rascacielos, debido a las altas cargas de viento que estas megaconstrucciones deben soportar. A medida que la altura aumenta, la carga de viento será mayor, por ende se necesitara de pilotes que puedan contrarrestar este empuje horizontal, de manera vertical, apoyándose en las capas profundas del suelo para así poder resistir este agente de la naturaleza, que a pesar de parecer inofensivo, puede ser muy destructivo sino se incluye en el diseño estructural de un proyecto de tal magnitud.
• Presas y diques: de contención de aguas en grandes volúmenes, sirven como cimientos de estas enormes y complejas estructuras.
• Vías Férreas: como cimentación de tramos de la vía, o puentes de líneas de trenes y ferrocarriles.
• Túneles: utilizados en forma de pantallas de pilotes y paraguas de pilotes para contención del terreno en las paredes de los túneles. Son sumamente eficiente y capaces de contener altas cargas, por ende son bastante utilizados en este campo arrojando excelentes resultados.
• Carreteras: en determinados tramos que requieran altas resistencia o en contención de suelos inestables.
• Sótanos y aparcamientos: para excavación y retención del suelo por medio de pantallas de pilotes generalmente, que permiten retener las capas profundas del suelo y mantener la excavación abierta.
• También son muy utilizados para contención y estabilización de terrenos, taludes y suelos que puedan tener tendencia a sufrir derrumbes y deslizamientos.

¿Cuál es la principal ventaja de los pilotes?

Su principal ventaja radica en su resistencia mecánica, esto en conjunto con sus dimensiones alargadas que le permiten llevar la carga a estratos profundos.

Pero las ventajas también pueden depender del material, por eso veamos que aportes dan los diferentes tipos de pilotes según su material:

• Pilotes de Madera: son económicos, resistentes al deterioro, fáciles de fabricar y manipular.
• Pilotes de acero: tienen buena capacidad de carga, son fáciles de hincar y puede penetrar estratos del subsuelo duros, como gravas densas y rocas blandas.
• Pilotes de hormigón vaciados in situ: son económicos y fáciles de alargar.
• Pilotes de hormigón prefabricados: pueden ser de concreto reforzado o también de concreto preforzado. Pueden someterse a fuertes hincados, se pueden adherir con facilidad a estructuras de concreto y resisten la corrosión y sus efectos dañinos.
• Pilotes mixtos o combinados: de acero – hormigón, o de madera – hormigón, la combinación de materiales puede aportar mejorar en la capacidad de carga y eficiencia en la resistencia de los esfuerzos debido a las características y cualidades de cada material.

¿Cuáles son sus principales desventajas?

Las desventajas de los pilotes pueden venir dadas por el costo que pueden llegar a tener en comparación con otro tipo de cimentaciones, como las superficiales.

Pero si las evaluamos de la misma forma que las ventanas, basándonos en el material y el tipo de pilote, podemos decir que sus desventajas son las siguientes:

• Pilotes de Madera: poseen muy baja capacidad de carga o resistencia mecánica en comparación con el resto de los pilotes, no son muy buenos soportando esfuerzos a tracción y no pueden ser colocados en suelos muy húmedos o con nivel freático alto. Además de esto pueden ser muy sensibles en el proceso de hincado, llegando en ocasiones a dañarse lo que podría generar pérdidas económicas.
• Pilotes de Acero: pueden ser fácilmente afectados por la corrosión, los de perfil H pueden dañarse en el proceso de hincado, y estos pilotes en general pueden llegar a ser relativamente caros.
• Pilotes de Hormigón vaciados in situ: son difíciles de empalmar después del fraguado, pueden dañarse en el hincado.
• Pilotes de Hormigón Prefabricados: su traslado o transporte puede tornarse dificultoso o engorroso, además de esto generan costos adicionales a la obra por dicho transporte.
• Pilotes combinados o mixtos: pueden llegar a ser costosos.

¿Es frecuente el uso de pilotes en España?

La arquitectura española destaca a nivel mundial a lo largo de todas las épocas, por lo que el sector construcción en el país, es uno de los más activos y productivos a la hora de generar ingresos económicos a las empresas y al turismo de todo el territorio.

Por esta razón las empresas que se dedican al diseño, fabricación, transporte e instalación de pilotes son muchísimas, por ende el uso de pilotes en España es bastante frecuente.

¿Qué edificaciones en España tienen pilotes?

El número de edificaciones con pilotes en España es muy alto para ser mencionado, pero muchas obras arquitectónicas de gran importancia y envergadura han utilizado pilotes como elementos estructurales de cimentación.

Veamos entonces cuales edificaciones utilizaron pilotes y donde se ubican en el territorio nacional:

Puentes:

• Puente Internacional del Guadiana: ubicado sobre el Guadiana, en la localidad de Ayamonte, Provincia de Huelva. El puente cuenta con una línea de 2100 metros cúbicos de cimentación con pilotes, los cuales tienen un diámetro de 2 metros en total. Es un puente atirantado, razón por la cual la selección de pilotes fue una buena opción, ya que ambos sistemas trabajan bien en conjunto.
• Puente de Lusitania: el puente de Lusitania, ubicado en Mérida, pose una cimentación con pilotes. Fue diseñado por el gran maestro de la arquitectura e ingeniería Santiago Calatrava, siendo hoy en día, uno de los puentes más estéticos de la nación. Está ubicado también sobre el rio Guadiana y se levanta sobre 6 enormes pilotes enterrados bajo tierra en el lecho del rio.
• Puente del Alamillo: ubicado en Sevilla, se funda sobre 54 pilotes de 2 metros de diámetro y 48 metros de profundidad. Es un puente atirantado gracias a la presencia de un pilón que trabaja a contrapeso, fue diseñado también por el reconocido arquitecto Santiago Calatrava en su cruce por el rio Guadalquivir.
• Puente – Cádiz: En la Bahías de Cádiz y Puerto Real, cumple con la función de unirlas y permitir la comunicación entre ellas. Esta cimentado con 120 pilotes marinos de diámetro 2000 milímetros y profundidades que llegan hasta los 45 metros.
• Pabellón Puente: posee pilotes con profundidades inimaginables, llegando a alcanzar los 72,5 metros de profundidad. Son 22 pilotes en total de los cuales 10 se ubican en la isleta central, 8 en la parte izquierda y 4 en la parte o margen derecha. Fue diseñado por la reconocida y famosa arquitecta iraquí Zaha Hadid, ganadora del premio Pritzker de arquitectura. El puente fue uno de los edificios principales de la expo 2008 de Zaragoza.
• Puente Levadizo de Raos: ubicado en Cantabria, une los muelles de Raos y Maliaño, esta cimentado con pilotes.

Edificios:

 

• La Torre Picasso: ubicada en Madrid, posee 45 plantas y 157 metros de altura sobre la rasante. Posee 120 pilotes con camisa de chapa de 1,80 metros de diámetro y 16 metros de profundidad.

• Las Torres Puerta de Europa: ubicadas también en la ciudad de Madrid, cuenta con un total de casi 70 pilotes de hormigón vaciado.

• Palacio Consistorial en Cartagena: Ubicado en Murcia, inicialmente tuvo pilotes de madera. En la actualidad fue restaurado y los pilotes fueron cambiados por otro material, hormigón específicamente.

• La estación Metropolitana de Granada: ubicada en el antiguo Alcázar Genil, la estación se combina con esta reliquia arquitectónica, utilizando pilotes pero esta vez en forma de pantalla de pilotes, colocados lateralmente en las paredes de la estación, fueron revestidos con una textura áspera para así poder crear un espacio armónico entre el antiguo hallazgo y la nueva estación metropolitana.

 

Túneles:

 

• Línea de Alta Velocidad Madrid – Barcelona – Frontera Francesa: en su paso por Girona, en uno de sus túneles utiliza pilotes como sostén de las capas de tierra que tiene a su alrededor. Los pilotes fueron colocados en forma de Pantallas de Pilotes.

 

Diques:

 

• Dique de Abrigo: ubicado en Vilanova o Villanueva en la provincia de Barcelona, utilizó pilotes en algunas de sus áreas de construcción.

 

Estos son solo algunos ejemplos de construcciones con pilotes en España, pero son básicamente cientos de edificios los que poseen este tipo de cimentación profunda.

Los pilotes son hoy en día una buena opción de cimentación, pero muchos también pueden preguntarse qué pasaría si llegaran a dañarse por eso tocaremos el siguiente tema:

¿Cómo se restaura un pilote?

Para restaurar pilotes los métodos más conocidos son los de recalces o inyección de hormigón o cemento. Son bastante utilizados en restauración de proyectos, de cimientos específicamente, o de estructuras que están al borde del colapso.

¿Qué es un recalce de pilotes?

Se conoce como recalce al conjunto de acciones que se realizan para reparar y rehabilitar los cimientos de una edificación. Consta de una serie de fases y se realizan dependiendo de la patología que presenten los elementos estructurales, o los pilotes en este caso.

Un recalce se divide generalmente en dos fases, y estas son las siguientes:

1. Primera fase: en la primera fase se realiza la transmisión de carga que actúa sobre los cimientos a otros que se colocan de forma provisional para así no poner en riesgo la estabilidad de la edificación.
2. Segunda fase: en la segunda se transmite la carga de la estructura provisional a los nuevos cimientos o a los que han sido reforzados o rehabilitados.

Puede darse el caso donde no sea necesaria la realización de la primera fase, pues en recalces no destructivos, se pasa directamente a la segunda, donde se hace el refuerzo de los cimientos dañados.

¿Cuáles empresas de pilotes son líderes en este campo?

Montenegro Expersa, es una empresa líder en la fabricación e instalación de pilotes a nivel nacional, manteniendo una gran trayectoria a lo largo de sus años de servicio, por ofrecer trabajos de excelencia y calidad, en la construcción de este tipo de cimentación profunda. 

¿Donde puedo solicitar un presupuesto de pilotes?

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