SILOS PARA GRANOS DE DUELAS DE HORMIGÓN Ventajas del

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APLICACIONES RURALES
I–R2
SILOS PARA GRANOS DE DUELAS DE HORMIGÓN
Ventajas del almacenamiento de los granos en la chacra mediante una
estructura simple y económica
Hasta el presente, pocos son los establecimientos agrícolas que cuentan con silos de
chacra, aunque en ciertas zonas cerealistas, su construcción empieza a cobrar
desarrollo.
Es interesante observar cómo el uso de hormigón de cemento portland tiende a
generalizarse en dichas construcciones, lo que fácilmente se explica por sus cualidades
intrínsecas de resistencia, durabilidad, facilidad para la obtención de superficies lisas y
herméticas, gastos de conservación prácticamente nulos, etc.
Las soluciones que ofrece el hormigón en este campo son múltiples y comprenden
tanto las estructuras monolíticas moldeadas en el lugar, como las compuestas por
elementos prefabricados. El empleo de estos últimos resulta particularmente
ventajoso para la construcción de silos de chacra, por su facilidad de ejecución,
transporte y colocación en obra.
Dichos elementos prefabricados permiten, en efecto, levantar silos de 15 m de altura
o más, en forma expeditiva y sin que sea necesario utilizar equipos especiales o mano
de obra experta.
Los silos de esta clase responden a dos tipos principales: los de placas de hormigón
armado que se unen mediante bulones u otros dispositivos y los de duelas de
hormigón simple, zunchadas.
Esta última variante, además de su simplicidad constructiva, aventaja generalmente a
las demás en cuanto a costo de ejecución. En los silos de duelas, las presiones
laterales originadas por la carga granular son absorbidas íntegramente por los zunchos
que abrazan la pared y que, por trabajar exclusivamente a la tracción, reducen a un
mínimo la cantidad de acero requerido.
En los EE.UU. de Norteamérica, este tipo de silos ha alcanzado extraordinaria difusión,
como lo prueba el hecho de que en 1942, existían ya cerca de medio millón en uso,
destinados principalmente al almacenamiento de maíz, y, en menor escala, al de otros
granos y forrajes.
Los estudios experimentales realizados por el Instituto Del Cemento Portland
Argentino han permitido, por otra parte, confirmar las bondades del sistema y
establecer normas adecuadas para su aplicación en nuestra campaña. Las figuras 1 y
5 representan algunos ejemplos de plantas graneras típicas construidas en esa forma.
Fig. 1 – ejemplo típico de silo de duelas zunchadas, con equipo mecánico portátil
La primera de ellas se refiere a un silo individual, con noria portátil, que responde a
las necesidades corrientes de la pequeña chacra, cuya cosecha normal suele estar
comprendida entre 50 t y 150 t.
De acuerdo con el grado de diversificación y el volumen de esta última, la planta
podrá constar de uno o más silos como el representado en la figura 1, sin que ello
implique ningún cambio en la instalación mecánica.
Es conveniente, aunque la índole de la producción normal no lo requiera, disponer por
lo menos de dos silos, previendo la posibilidad de que eventualmente se encare algún
otro cultivo. Con ello se facilita, al mismo tiempo, la operación de transilado, exigida
por la correcta conservación de los granos.
El mayor costo que significa esa subdivisión de la capacidad de almacenamiento, se
compensa en parte por la menor altura de los silos, lo que permite el empleo de una
noria más pequeña.
En plantas de este tipo, el fondo del silo (o silos) debe ser sobreelevado, para que el
cereal pueda descargar directamente por gravedad en el pie de la noria, reduciendo a
un mínimo la necesidad de paleo. Para facilitar esta última operación, suele
construirse dicho fondo con una cierta pendiente hacia la puerta de descarga.
Los esquemas de las Fig. 2 y 3 indican otras formas en que puede efectuarse la carga
y descarga del silo, cuando se trata de instalaciones mínimas y por razones de costo,
el uso de la noria portátil resulta prohibitivo. Una de ellas consiste en el clásico
elevador-carril, utilizado corrientemente en las zonas maiceras para la operación de
las trojes (fig. 2).
Fig.2 - Sistema de carga y descarga mediante “elevador-carril”
Otra variante, representada en la fig. 3, es el sistema de aparejo y balde levadizo, que
se acciona en forma parecida al dispositivo anterior. Con un gasto adicional, el balde
puede ser operado mecánicamente, por medio de un pequeño guinche.
Fig. 3 – Sistema de carga y descarga por medio de aparejo y balde levadizo
Cuando se adopta esta variante, el fondo del silo no necesita ser sobreelevado, pues
la descarga se efectúa a nivel del terreno, haciendo descender el balde dentro de un
pequeño foso, como indica el esquema.
Los silos de duelas zunchadas no sólo se prestan para instalaciones simples, como la
descripta precedentemente, sino que también se los utiliza con resultados
satisfactorios en plantas múltiples de gran capacidad, constituidas por 3, 4 ó más silos
y provistas de instalaciones mecánicas fijas.
Tales plantas constituyen, en realidad, pequeños elevadores similares a los de
estaciones ferroviarias, que permiten realizar todos los manipuleos necesarios con un
mínimo de mano de obra.
La fig. 5 representa un ejemplo de "elevador" de chacra de esa clase, compuesto por
cuatro silos de 100 toneladas cada uno (peso unitario del grano: 750 kg/m3). La
instalación mecánica comprende los siguientes elementos: noria fija central, rejilla de
recepción, sistema de caños subterráneos para descarga de los silos y de la tolva de
recepción, distribuidor giratorio y sistema de caños fijos para la carga de los silos y de
vehículos.
A continuación, se indican las principales características constructivas y normas para
el proyecto y ejecución de plantas graneras de chacra como las ilustradas en las Fig. 1
y 5.
Características de los silos - Cálculo de los zunchos
Las dimensiones de los silos pueden variar dentro de ciertos márgenes, pero se
aconseja adoptar diámetros comprendidos entre 4 m y 6 m y alturas no mayores de
15 m, en cuyo caso no es preciso verificar las tensiones de compresión en el
hormigón, ni las adicionales producidas por el empuje del viento.
Por otra parte, los diámetros adoptados en el proyecto deben ajustarse a la dimensión
en ancho de las duelas de tal forma que su perímetro quede integrado por un número
entero de piezas.
El cálculo de los zunchos debe responder al diagrama de las presiones laterales
ejercidas por el ensilaje, cuyo valor, en el caso de los silos graneros, está dado por la
fórmula de Janssen:
donde:
Ph = presión lateral ejercida a la profundidad h
γ = peso unitario del grano (800 kg/m3) (*)
R = radio hidráulico del silo = 0,25 D (siendo D su diámetro interior)
µ´ = coeficiente de frotamiento entre el grano y la pared del silo = 0,41(*)
k = 0,44(*)
e = base de los logaritmos neperianos.
(*) Valores adoptados por la Dirección General de Construcciones de Elevadores de Granos,
en sus normas oficiales para cualquier tipo de cereal.
Conocida la presión Ph correspondiente a una profundidad determinada h, el esfuerzo
de tracción que debe absorberse mediante los zunchos, está dado por:
y la sección correspondiente de los zunchos (para una faja de 1 m de ancho de pared)
se calcula dividiendo dicho esfuerzo por la tensión admisible del acero:
Para silos de dimensiones corrientes, la sección y distribución de los zunchos puede
obtenerse directamente del gráfico de la fig. 4 diseñado en base a las fórmulas
anteriores. En el mismo, se han trazado curvas correspondientes a diversos diámetros
de silos, llevando sobre las ordenadas las alturas de la carga granular y sobre las
abscisas, en la escala superior, los respectivos esfuerzos de tracción Z y en la escala
inferior, las secciones de hierro requeridas (para ơa = 1.000 kg/cm2 que corresponde a
zunchos roscados en sus extremos). El gráfico indica también las diferentes
combinaciones de diámetros y separaciones de zunchos capaces de absorber dichos
esfuerzos de tracción.
Fig. 4 – Gráfico para el proyecto de flos zunchos, en los silos de duelas
En plantas múltiples, como la representada en la fig. 5, es conveniente cerrar el
espacio central entre los silos mediante tabiques que, al mismo tiempo que protegen
de la intemperie a la instalación mecánica, establecen una vinculación entre las celdas
y sirven de apoyo para la casilla donde se aloja la parte superior de la noria.
Dichos tabiques pueden construirse fácilmente con bloques de hormigón, disponiendo
cada 4 ó 5 hiladas, barras de refuerzo horizontales, convenientemente aseguradas a
los zunchos de los silos adyacentes.
Fundaciones - Fondos de los silos.
Las paredes de los silos descansan sobre losas anulares de hormigón simple, las que
deben asentarse sobre terreno firme. En el caso de pequeños silos aislados, como el
de la fig. 1, no es necesario generalmente profundizar las fundaciones. Dichas losas
anulares son independientes de los fondos de los silos. Por lo tanto, sólo soportan la
fracción de la carga total de grano transmitida por frotamiento a las paredes,
conjuntamente con el peso propio de estas últimas y de la superestructura. Para el
cálculo de las presiones ejercidas sobre el terreno, deben considerarse además las
sobrecargas originadas por el empuje del viento sobre los silos.
La carga transmitida por frotamiento a las paredes está dada por la diferencia entre el
peso total del ensilaje y el peso descargado directamente sobre el fondo del silo. Este
último se determina multiplicando la sección del silo por la presión vertical pv que
actúa a nivel de su fondo, cuyo valor puede obtenerse por la fórmula de Janssen,
teniendo en cuenta la relación que liga a unas y otras presiones (laterales y
verticales):
Ph
= k = 0,44 (*)
Pv
(*) Valor adoptado "por las normas de la Dirección General de Construcciones de Elevadores de Granos.
Conociendo las presiones máximas ejercidas sobre el terreno, las dimensiones de la
base se determinan, de acuerdo con la capacidad portante del mismo. En el caso de la
fig. 5, conjuntamente con las bases anulares, deben hormigonarse las que soportan
los tabiques de cerramiento a que ya se hizo referencia.
Los fondos de los silos descansan directamente sobre el terreno, por lo que deben
estar convenientemente protegidos contra infiltraciones. A tal efecto, se aconseja
ejecutar sobre el contrapiso de hormigón pobre, un alisado de cemento y disponer
encima capas alternadas de fieltro asfáltico (dos fieltros Nº 15) y betún asfáltico.
Sobre la capa aisladora, se ejecuta la losa de fondo propiamente dicha, de hormigón
simple. Cuando se trata de fondos cónicos, la pendiente de dicha losa debe ser
aproximadamente 0,8 (39º sobre la horizontal) y su superficie debe ser bien alisada, a
fin de asegurar el escurrimiento de los granos.
Un punto que requiere especial cuidado es la impermeabilización de la junta entre la
pared y el fondo cónico del silo, debiendo tenerse en cuenta, al proyectarlo, los
desplazamientos relativos que generalmente se producen entre ambas estructuras,
por diferencia de cargas y asentamientos.
Para asegurar la estanqueidad de esa junta, se recomienda la solución indicada en las
Fig. 1 y 5, que consiste en aplicar interiormente sobre la parte inferior de la pared,
varios fieltros asfálticos, descendiendo con los mismos hasta recubrir la losa de
fundación. Los extremos superiores de dichos fieltros, por encima del nivel de la junta,
se dejan sin adherir y, una vez ejecutado el contrapiso, se pliegan sobre este último,
empalmándolos con la capa asfáltica de aislación. Al hormigonar la losa de fondo
propiamente dicha, debe dejarse la junta abierta, con un espacio libre de 2,5 a 3 cm,
que luego se calafatea con mástic asfáltico.
Fig. 5 – Planta granera múltiple, con silos de duelas zunchadas e instalación mecánica fija.
Cubierta de los silos.
Para techar los silos resulta muy conveniente el tipo de cubierta laminar de hormigón
armado, ya sea esférica (como en las Fig. 1 y 5) o bien cónica.
Ambas soluciones resultan económicas, por la cantidad reducida de materiales que
requieren y por su sencillez de ejecución.
Para los diámetros corrientes de silos, el espesor de esas cubiertas no necesita ser
superior a 6 cm, y la cantidad de armadura queda reducida a un mínimo.
El encofrado puede prepararse, simplemente, disponiendo sobre una plataforma
horizontal, una masa de barro y paja, a la cual se le da la forma cónica o esférica
deseada, mediante un gálibo fijado en el centro, alisando finalmente las pequeñas
irregularidades que pudieran resultar.
En muchos casos, es posible prescindir de todo encofrado, en la siguiente forma: se
coloca la armadura, comenzando por los hierros radiales; una vez completada aquélla,
se la arma con metal desplegado y se hormigona la losa directamente encima de este
último, recubriendo y alisando con mortero de cemento su cara inferior.
El apoyo del techo sobre la pared del silo debe hacerse sin vincularlo a las duelas, de
tal forma que estas últimas sólo estén sometidas a cargas verticales. Es necesario, sin
embargo, prever un anclaje capaz de contrarrestar la succión ejercida por vientos
fuertes, para lo cual pueden utilizarse los estribos del anillo de tracción de la cubierta,
abrazando con ellos los dos primeros zunchos superiores del silo, como indica el
detalle B de la fig. 1.