PROCESO CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIÓN DE LA MEGA-FÁBRICA DE TESLA (GIGAFACTORY) EN TEXAS

PROCESO CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIÓN DE LA MEGA-FÁBRICA DE TESLA (GIGAFACTORY) EN TEXAS

Conoce el proceso constructivo ultra-rápido de Tesla mediante sistemas de mejoramiento de suelos Geopier®

By Ph.D. Carolina Hernández Valerio

Cubriendo más de 10 millones de metros cuadrados a lo largo del río Colorado con más de 900,000 metros cuadrados de piso de fábrica, Gigafactory Texas es un centro de fabricación de EE. UU. para el Model Y y el futuro hogar de Cybertruck. Su construcción ultra-rápida ha impactado a la comunidad ingenieril (menos de un año), la cual ha sobrepasado en disminución de tiempo a otras fábricas similares construidas en Shangai y Berlín (Fox, 2020), en solo tres meses, los equipos de construcción realizaron una cantidad increíble de trabajo, la velocidad de la construcción esta principalmente ligada a la efectividad en el proceso constructivo de la cimentación y mejoramiento de suelos, en este blog describimos cual es el secreto de esta velocidad de construcción.

Introducción

En 2020, Tesla comenzó a construir una planta de fabricación de automóviles en Austin, Texas, conocida como "Giga Texas". La planta de 4-5 millones de pies cuadrados será el sitio de producción líder para el Tesla Cybertruck y el Tesla Semi. La planta, que funciona con energía 100 % renovable, es la quinta mega-fábrica construida por Tesla, después de Nevada, Nueva York, Shanghái y Berlín. Cada una de las mega-fábricas se ha construido en períodos extremadamente cortos a pesar de su enorme tamaño y varios contratiempos en la gestión de proyectos (Legal Monitor Worldwide, 2020) Para garantizar la finalización sin problemas de Giga Texas o también llamado Terafactory, los gerentes debieron comparar la gestión de diferentes dominios de conocimiento de proyectos de construcción de mega-fábricas anteriores. Las evaluaciones en la gestión de cronogramas, la gestión de costos y la comunicación de proyectos anteriores pudieron brindar implicaciones para el proyecto Giga Texas y proyectos futuros de complejidad similar.

La rápida construcción de las mega-fábricas se puede atribuir al sistema de proceso de construcción automatizado de Tesla. Para cada proyecto, Tesla utiliza un proceso de "estilo de bloque de construcción o construcción modular" que permite que se produzcan variaciones del mismo proceso de construcción en cualquier ubicación nueva. Este estilo permite a los gerentes de proyecto de Tesla seguir un enfoque de proyecto predeterminado e identificar más fácilmente los requisitos del proyecto al principio del proyecto. Los gerentes e ingenieros implementaron este proceso para mantenerse al día con el cronograma y los entregables del proyecto. Además de este proceso, la programación de proyectos de Tesla incluye secuencias de construcción predeterminadas. Este estilo de programación permite reducir el tiempo de inactividad entre las fases del proyecto y un método más eficiente en el tiempo. Estas secuencias incluyen la instalación de elementos fabricados fuera del sitio para acelerar aún más el proceso y permitir la simultaneidad de los procesos (Bicknell, 2020).

Mejoramiento de suelos

Debido a que las condiciones del suelo no eran óptimas para soportar la capacidad de carga impuesta por este tipo de mega estructura, fue necesario realizar un mejoramiento de suelos masivo, para cumplir con los cronogramas establecidos, los proyectores de Tesla eligieron los sistemas de mejoramiento de columnas de grava compactadas mediante sistemas Geopier®. Durante la construcción de las columnas de grava se emplea alta energía vertical de impacto sobre capas de agregado de calidad logrando una alta densificación del suelo matriz y creando elementos de gran rigidez. Es un proceso invasivo, el cual desplaza lateralmente el suelo donde estamos trabajando con lo cual se obtienen los siguientes resultados:

  • Incremento inmediato de los esfuerzos horizontales efectivos.
  • Incremento de la resistencia al corte.
  • Incremento de la capacidad de carga.
  • Incremento de la rigidez del suelo.
  • Disminución de la compresibilidad.

Proceso constructivo

Los sistemas Geopier® proporcionan aumentos significativos en la capacidad portante admisible de los suelos o limitan el asentamiento de las estructuras soportadas de acuerdo con los requisitos del proyecto. Se construyen reemplazando y/o desplazando el suelo en sucesivas capas compactadas de áridos de grava utilizando herramientas especialmente patentadas para aplicar alta energía de compactación vertical, alta frecuencia y baja amplitud de impacto, consiguiendo así elevados ángulos de fricción interna (> 50º) en el árido compactado y módulos de mayor rigidez que los obtenidos con técnicas de vibración.

La instalación de las columnas de grava comenzó en el centro del emplazamiento. En tan solo dos semanas se construyeron alrededor de 200 pilas de grava, lo que indica un progreso muy rápido en la construcción.

Figura 1 Inicio de las obras de construcción de Giga Tesla en Texas
Figura 1 Inicio de las obras de construcción de Giga Tesla en Texas

Al mismo tiempo, se colocaban columnas de grava compactadas mediante sistemas Geopier® en el lado este. Por el momento, no se sabe qué taller se ubicará en la superficie, sin embargo, no hay duda de que la base más fuerte estará debajo de aquellos en los que se ubicarán los equipos pesados para la producción, por ejemplo, como Press Shop o Casting.

Figura 2 Preparación del terreno
Figura 2 Preparación del terreno
Figura 3 Construcción modular de sistemas Geopier®
Figura 3 Construcción modular de sistemas Geopier®

En el lado sur también hubo desarrollo de construcción rápido. Está en curso la instalación de una cimentación de columnas de grava muy fuerte, que está construida con gran número de columnas y ocupa un área grande.

Figura 4 Construcción de plataformas y columnas de grava simultáneamente
Figura 4 Construcción de plataformas y columnas de grava simultáneamente

El tipo de sistema Geopier® utilizado fue el sistema GP3. La construcción de columnas de Grava Compactada mediante el sistema GP3® utiliza el método de perforación y reemplazo para construir los elementos.

Durante el proceso de construcción, se realiza una perforación para introducir grava angular triturada. Después se introduce un apisonador biselado unido a un martillo vibrador de alta frecuencia, y se induce energía vertical de vibro compactación. Se compactan capas sucesivas de un espesor aproximado de 30 a 60 cm hasta llegar a la superficie o profundidad de desplante del elemento de cimentación.

Es la solución ideal para reforzar arcillas y limos de blandos a firmes, rellenos no controlados y arenas sueltas.

Figura 5 Esquema de sistema de construcción GP3
Figura 5 Esquema de sistema de construcción GP3

Conclusiones

El proyecto Giga Factory de Tesla se considera altamente complejo debido a su participación matricial considerable, resultados ambiguos, utilización de tecnología de punta, restricciones desafiantes y un alto nivel de incertidumbres complejas. Si bien los gerentes pueden utilizar las evaluaciones posteriores al proyecto de proyectos anteriores de gigafactory, cada nueva ubicación, nuevo equipo y alcance del proyecto trae nuevos desafíos e incertidumbres. Para garantizar el éxito de esta construcción, los proyectistas adoptaron el enfoque de "bloques de construcción o construcción modular" al entorno del nuevo proyecto utilizando un sistema de mejoramiento de suelos Geopier® y cimentación que cumple con las características de rapidez y confiabilidad.

Referencias

Bicknell, K. (2020). “How Tesla build their car FACTORIES unbelievably quickly”. from https://www.dexerto.com/cars/how-tesla-build-their-car-factories-unbelihttps://www.dexerto.com/cars/how-tesla-build-their-car-factories-unbelievabhttps://www.dexerto.com/cars/how-tesla-build-their-car-factories-unbelievably-quickly-1427977/ly-quickly-1427977/evably-quickly-1427977 Fox Eva (2020) “Tesla Giga Texas Factory will be an asskicker, says Elon Musk”. https://www.tesmanian.com/blogs/tesmanian-blog/giga-texas-elon-musk Legal Monitor Worldwide (2020). Tesla Gigafactory Texas construction plans revealed in permit documents.