Canalización subterránea con 4 tubos pvc pesado de 101 mm. de diámetro, incluye: excavación, concreto f,c=150 kg/cm2 para encofrado y relleno.

El Escudo Subterráneo: Guía Completa del Encofrado de Concreto para Tuberías

Bajo nuestras calles y cimientos yace una red vital de tuberías, un sistema circulatorio silencioso que sostiene nuestras ciudades. Pero, ¿qué protege a estas arterias de la presión implacable del mundo superior? La respuesta, en muchos casos, es un guardián robusto y a menudo invisible: el encofrado de concreto para tuberías. Este término se refiere a una estructura de concreto, a veces armada, que se construye alrededor de tuberías enterradas para formar una coraza protectora. En la práctica de la construcción en México, es común escuchar los términos cimbra, recubrimiento, encamisado o dado de concreto para describir este mismo proceso. Aunque técnicamente el "encofrado" o "cimbra" es el molde temporal donde se vierte el concreto, su uso como sinónimo del recubrimiento final es ampliamente aceptado.

La función principal de esta estructura es multifacética y crucial para la longevidad de la infraestructura. Actúa como un escudo que protege las tuberías contra cargas externas, tanto muertas (el peso del propio suelo) como vivas (el tráfico de vehículos), previniendo su aplastamiento. Además, ofrece resistencia a impactos accidentales durante futuras excavaciones, previene la flotación de tuberías en suelos saturados y sirve para crear puntos de anclaje fijos, conocidos como atraques, que contrarrestan las fuerzas hidráulicas en la red. Su importancia es vital en proyectos de infraestructura hidráulica, sanitaria, de gas y eléctrica en todo México. Esta guía detallará cuándo es necesario, cómo construirlo correctamente, los materiales involucrados, la normativa aplicable y un análisis del precio por metro lineal (ML) proyectado para 2025.

Opciones y Alternativas: Métodos de Protección para Tuberías Enterradas

Si bien el encofrado de concreto colado en sitio es una solución tradicional y robusta, no es la única opción disponible. La elección del método de protección adecuado depende de factores como el costo, la velocidad de ejecución, las condiciones del terreno y los requisitos técnicos específicos del proyecto. A continuación, se exploran las alternativas más relevantes en el contexto mexicano.

Relleno Fluido Controlado (CLSM - Controlled Low-Strength Material)

El Relleno Fluido Controlado, conocido en México simplemente como relleno fluido o CLSM, es un material cementante autocompactante que se ha convertido en una alternativa moderna y eficiente al relleno tradicional. Su consistencia líquida le permite fluir y llenar completamente todos los vacíos alrededor de la tubería, incluyendo el espacio crítico debajo de ella, sin necesidad de compactación mecánica.

Su principal ventaja es la velocidad y facilidad de instalación, reduciendo significativamente los costos de mano de obra y el tiempo en zanja. Sin embargo, su característica más ingeniosa es su "baja resistencia controlada". A diferencia del concreto estructural, el CLSM se diseña para tener una resistencia a la compresión baja, usualmente por debajo de 1.4 MPa (aproximadamente 14 kg/cm2), lo que permite que sea excavado con equipo convencional en el futuro si se requieren reparaciones. Sus desventajas incluyen un costo por metro cúbico potencialmente más alto que el concreto pobre hecho en obra y una disponibilidad que depende de la cercanía a plantas de concreto premezclado.

Concreto Lanzado (Shotcrete) - Para geometrías complejas o reparaciones

El concreto lanzado o shotcrete es un método donde el concreto se proyecta neumáticamente a alta velocidad sobre una superficie a través de una manguera. Esta técnica es particularmente útil en situaciones donde la construcción de un encofrado tradicional sería demasiado compleja, costosa o impráctica.

Sus aplicaciones más comunes para la protección de tuberías incluyen la estabilización de taludes en zanjas de gran tamaño, la reparación de recubrimientos de concreto existentes que han sufrido daños, o la protección de tuberías instaladas en terrenos con geometrías muy irregulares. La principal ventaja es que elimina la necesidad de cimbra, logrando una excelente adherencia a casi cualquier sustrato. No obstante, requiere equipo y personal altamente especializado, el control del espesor es menos preciso y el desperdicio por rebote puede ser un factor si no se aplica por expertos.

Uso de Tuberías de Mayor Resistencia (Ej. PEAD Pared Estructural, Hierro Dúctil)

Una alternativa estratégica consiste en cambiar el enfoque: en lugar de proteger una tubería convencional, se puede optar por una tubería que sea inherentemente resistente a las cargas externas. Las tuberías de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) de pared estructural (corrugadas por fuera y lisas por dentro) son un excelente ejemplo de esta filosofía.

Al comparar un sistema de tubería de PVC con encofrado de concreto frente a una tubería de PEAD de pared estructural, el análisis debe considerar el costo total del ciclo de vida. Aunque el costo por metro de la tubería de PEAD puede ser mayor, su instalación es drásticamente más rápida y económica, ya que es más ligera, flexible y no requiere el costo adicional de materiales, mano de obra y tiempo asociados al encofrado de concreto. Su flexibilidad le permite adaptarse a asentamientos del terreno sin fracturarse, a diferencia de la rigidez del concreto.

Encamisado con Tubería Metálica (Sleeve Pipe) - Para cruces

El encamisado con tubería metálica, o sleeve pipe, es una solución de alta especialización utilizada principalmente para cruces críticos, como debajo de carreteras, vías de ferrocarril o cimentaciones de edificios. El método consiste en instalar una tubería de acero de mayor diámetro (la "camisa" o sleeve) que sirve como conducto protector. Dentro de esta camisa se introduce la tubería que transportará el fluido (la "tubería conductora" o carrier pipe).

La camisa de acero es la que soporta todas las cargas estructurales y vibraciones, aislando completamente a la tubería conductora. Una de sus mayores ventajas es que permite la inspección, reparación o reemplazo de la tubería conductora en el futuro sin necesidad de realizar una costosa y disruptiva excavación a cielo abierto. Frecuentemente, la camisa de acero se instala utilizando tecnologías sin zanja, como el hincado de tuberías (pipe ramming).

Proceso Constructivo Paso a Paso: Construcción del Encofrado de Concreto

La correcta ejecución de un encofrado de concreto es un proceso metódico que garantiza la máxima protección y durabilidad de la instalación. Cada etapa, desde la preparación del terreno hasta el relleno final, es fundamental para un resultado exitoso, siguiendo las mejores prácticas de la industria y las especificaciones de entidades como CONAGUA.

Paso 1: Excavación y Preparación de la Zanja (Dimensiones adecuadas, cama de apoyo)

El proceso inicia con la excavación de la zanja a la profundidad y ancho definidos en el proyecto. Es crucial que las dimensiones permitan un espacio de trabajo adecuado a ambos lados de la tubería. El material producto de la excavación debe acopiarse a una distancia segura del borde, con un mínimo de 60 cm según especificaciones de CONAGUA, para evitar sobrecargas que puedan provocar derrumbes. El fondo de la zanja debe ser afinado y nivelado con precisión para asegurar una pendiente constante y un apoyo uniforme en toda la longitud de la tubería. Finalmente, se coloca una cama de apoyo (también llamada plantilla) de al menos 10 cm de espesor, compuesta de material granular fino como arena o tepetate, la cual se compacta para crear una base estable y libre de puntos duros.

Paso 2: Instalación y Aseguramiento de la Tubería (Alineación, pendiente, soportes)

Una vez preparada la cama de apoyo, la tubería se baja a la zanja con cuidado para no dañarla. Se posiciona verificando que la alineación horizontal y la pendiente vertical cumplan con lo estipulado en los planos de ingeniería. Para evitar cualquier movimiento durante el posterior vaciado del concreto, la tubería debe ser asegurada firmemente mediante calzas o soportes temporales que la anclen en su posición final.

Paso 3: Colocación de Acero de Refuerzo (Si el diseño lo requiere)

En la mayoría de las aplicaciones de protección, el encofrado de concreto funciona por masa, distribuyendo las cargas a través de su volumen, por lo que no requiere acero de refuerzo. Sin embargo, si el diseño de ingeniería especifica que el recubrimiento debe cumplir una función estructural (por ejemplo, actuar como una viga para salvar un obstáculo subterráneo) o si estará sometido a cargas de flexión excepcionales, se procederá a habilitar y colocar el acero de refuerzo (varillas o malla electrosoldada) según los planos.

Paso 4: Construcción de la Cimbra (Encofrado) de Madera o Metálica

La cimbra es el molde que dará forma al concreto. Generalmente se construye con paneles de madera (tablas, barrotes y polines) o sistemas modulares metálicos. Se ensamblan a los costados de la tubería, creando el cajón que contendrá el concreto. Es de vital importancia que la cimbra sea robusta, esté bien aplomada y arriostrada con puntales y amarres de alambre recocido para que pueda resistir la presión hidrostática del concreto fresco sin deformarse ni "reventarse".

Paso 5: Colocación de Separadores (Garantizar recubrimiento uniforme)

Para asegurar que la tubería quede perfectamente centrada dentro del encofrado y que el espesor del concreto sea uniforme en todo su perímetro, se colocan separadores, comúnmente conocidos como "calzas". Estos elementos, que pueden ser de plástico o mortero prefabricado, se instalan entre la tubería y la cimbra, así como entre la tubería y la cama de apoyo.

Paso 6: Preparación y Vaciado (Colado) del Concreto (Fluido, sin dañar la tubería)

Se utiliza un concreto con una resistencia a la compresión (f′c) de entre 150 a 250 kg/cm², diseñado con un revenimiento (fluidez) que le permita llenar todos los espacios sin dejar huecos. El vaciado o colado debe realizarse con precaución, vertiendo el concreto desde una altura baja y de manera equilibrada a ambos lados de la tubería. Esto evita que la fuerza del concreto al caer la golpee, la dañe o la desplace de su posición.

Paso 7: Vibrado Cuidadoso (Evitar dañar tubería o moverla)

Inmediatamente después del vaciado, el concreto debe ser compactado para eliminar las burbujas de aire atrapadas y garantizar un elemento denso, homogéneo y sin oquedades (conocidas como "hormigueros"). Esto se logra con un vibrador de inmersión. La técnica correcta es introducir la punta del vibrador verticalmente en el concreto, lejos del contacto directo con la tubería, permitiendo que las ondas de vibración se propaguen a través de la mezcla sin impactar la tubería.

Paso 8: Curado del Concreto

El curado es un paso crítico que a menudo se subestima. Consiste en mantener la superficie del concreto húmeda durante sus primeros días de vida (mínimo 3 a 7 días) para asegurar que el cemento se hidrate correctamente y el concreto alcance su resistencia de diseño. Esto se puede lograr mediante riegos periódicos con agua, o cubriendo la superficie con plásticos o membranas de curado que retengan la humedad.

Paso 9: Descimbrado (Si aplica) y Relleno Final de la Zanja

Una vez que el concreto ha alcanzado una resistencia suficiente para sostenerse por sí mismo y soportar cargas menores, se procede a retirar la cimbra (descimbrar). Este proceso generalmente se puede realizar después de 3 días. Posteriormente, se realiza el relleno final de la zanja, colocando material de relleno en capas compactadas sobre el encofrado de concreto hasta alcanzar el nivel original del terreno.

Listado de Materiales y Equipo

La ejecución exitosa de un encofrado de concreto para tuberías requiere una planificación cuidadosa de los insumos. La siguiente tabla detalla los materiales y equipos comúnmente utilizados en México para este tipo de trabajo.

Cantidades y Rendimientos de Materiales (Concreto por ML)

Estimar con precisión la cantidad de materiales es fundamental para el control de costos y la logística de un proyecto. La siguiente tabla proporciona una referencia rápida para calcular el volumen de concreto necesario por metro lineal de encofrado, un dato clave para la presupuestación.

Nota: Los volúmenes son teóricos y no incluyen desperdicio. Se recomienda agregar entre un 5% y un 10% adicional.

Dosificación del Concreto

Para trabajos en sitio donde no se utiliza concreto premezclado, es común preparar una mezcla con una resistencia a la compresión (f′c) de 150 kg/cm². Esta resistencia es más que suficiente para la protección mecánica requerida y es económica. Una dosificación práctica y comúnmente utilizada en obras en México es la siguiente :

• Proporción por saco de cemento de 50 kg (usando botes de 19 litros):

  • Cemento: 1 saco

  • Arena: 5.5 botes

  • Grava: 6.5 botes

  • Agua: 2.25 botes

• Cantidades aproximadas por 1 metro cúbico (m³):

  • Cemento: 6 sacos (300 kg)

  • Arena: 0.56 m³

  • Grava: 0.73 m³

  • Agua: 190 litros (0.19 m³)

Rendimiento de Mano de Obra

El rendimiento de la mano de obra es una variable clave para estimar los tiempos y costos de un proyecto. Para la construcción completa de un encofrado de tubería (incluyendo habilitado de cimbra, colocación, vaciado de concreto y descimbrado), se puede estimar que una cuadrilla típica, compuesta por un carpintero, un albañil y dos peones, puede ejecutar entre 8 y 12 metros lineales (ML) por jornada de 8 horas para una tubería de tamaño mediano (ej. 6 pulgadas) en condiciones normales.

Análisis de Precio Unitario (APU) - Encofrado de Tubería por ML

El Análisis de Precio Unitario (APU) es una herramienta fundamental para desglosar y entender el costo de cada actividad en una obra. A continuación, se presenta un APU detallado a modo de ejemplo.

Advertencia: Los costos presentados son una estimación o proyección para 2025 en Pesos Mexicanos (MXN). Son costos directos y no incluyen indirectos, financiamiento, utilidad ni IVA. Los precios reales están sujetos a fluctuaciones del mercado, inflación y variaciones geográficas significativas dentro de México. Este análisis no incluye el costo de la excavación ni del relleno final de la zanja.

Escenario: 1 Metro Lineal (ML) de Encofrado de Concreto premezclado con resistencia f′c=200 kg/cm2 para una Tubería de PVC Sanitario de 6" (15.24 cm) de diámetro, con un recubrimiento de 15 cm en todo su perímetro (sección de 45x45 cm).

Notas y Supuestos del APU:

• Precios de Materiales: Proyectados para 2025 basados en datos de mercado de finales de 2024. El costo de la madera para cimbra ($300.00/m² nueva) se amortiza considerando 4 usos ($75.00/m² por uso).

• Costo de Mano de Obra: El costo diario de la cuadrilla ($1,800.00/jornal) es una proyección que incluye salarios base y el factor de salario real (prestaciones de ley), basado en datos salariales y de la industria.

• Costo de Equipo: Se basa en tarifas de renta promedio para equipo menor. No se incluye revolvedora al considerar concreto premezclado.

Normativa, Permisos y Seguridad: Construye con Confianza

La ejecución de trabajos de infraestructura subterránea en México está regulada por un marco normativo que busca garantizar la calidad, durabilidad y, sobre todo, la seguridad de las obras y los trabajadores. Ignorar estos aspectos puede derivar en sanciones, fallas estructurales y accidentes graves.

Normas Mexicanas (NMX/NOM) y Especificaciones Aplicables

La calidad de los materiales y procesos está regida por varias normas clave que todo profesional debe conocer:

• Normas NMX-C: La serie de Normas Mexicanas emitidas por el ONNCCE es la referencia para la calidad del concreto y sus componentes. La NMX-C-155-ONNCCE-2014 establece las especificaciones para el concreto hidráulico dosificado en masa, siendo la norma principal para este tipo de trabajos. Esta norma cancela y sustituye a la anterior NMX-C-403-ONNCCE-1999. Otras normas de la misma serie aplican para cemento, agregados y agua.

• Especificaciones de Entidades Gubernamentales: Dependencias como la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y Petróleos Mexicanos (PEMEX) cuentan con sus propios manuales y especificaciones técnicas muy detalladas para la construcción de redes subterráneas. Estos documentos suelen ser de observancia obligatoria en proyectos federales y son una excelente referencia de mejores prácticas.

• NOM-031-STPS-2011: Esta Norma Oficial Mexicana es fundamental, ya que establece las Condiciones de seguridad y salud en el trabajo en las obras de construcción. Contiene capítulos específicos sobre los riesgos y medidas preventivas para trabajos de excavaciones y el manejo de cimbras, siendo de cumplimiento obligatorio en todo el territorio nacional.

Permisos de Construcción y Trabajos en Vía Pública

La instalación de tuberías enterradas con encofrado, al ser una obra de infraestructura, requiere un permiso o licencia de construcción emitida por la autoridad municipal correspondiente (Dirección de Obras Públicas o similar). Si los trabajos se realizan en la vía pública (calles, banquetas), es indispensable gestionar permisos adicionales para la ruptura de pavimento, ocupación de la vía y gestión del tránsito. Dependiendo de la magnitud y complejidad del proyecto, puede ser necesaria la supervisión de un Director Responsable de Obra (DRO) o un perito especializado.

Seguridad Crítica en Zanjas y Manejo de Concreto

La seguridad del personal es la máxima prioridad. La NOM-031-STPS-2011 es muy clara en cuanto a los riesgos asociados a las excavaciones.

• Equipo de Protección Personal (EPP): Es indispensable que todo el personal en el área de trabajo utilice, como mínimo: casco de seguridad, gafas de protección, guantes (de hule para el manejo de concreto y de carnaza para la cimbra y el acero) y botas de seguridad con casquillo y suela antiderrapante.

• Seguridad en Excavaciones: Se deben implementar medidas críticas para prevenir derrumbes y otros accidentes en zanjas :

  • Estabilidad de Taludes: Inspeccionar constantemente las paredes de la zanja. En suelos inestables o excavaciones de más de 1.5 m, es obligatorio el uso de ademes, apuntalamientos o sistemas de taludes inclinados.

  • Acopio de Material: El material excavado no debe acumularse a menos de 2 metros del borde de la zanja.

  • Accesos Seguros: En zanjas con profundidad mayor a 1.20 m, se deben instalar escaleras o rampas de acceso y salida a una distancia máxima de 7 m del área de trabajo.

  • Detección de Instalaciones: Antes de excavar, es crucial verificar la existencia de otras líneas de servicio (eléctricas, gas, agua) para evitar accidentes.

Costos Promedio para diferentes regines de México (Norte, occidente, centro, sur).

El costo de construcción en México varía considerablemente de una región a otra debido a factores como el costo de la mano de obra, la logística y disponibilidad de materiales, y la demanda del mercado local. La siguiente tabla presenta una proyección de costos para 2025, basada en el APU de ejemplo y ajustada por región.

Advertencia: Estos valores son estimaciones aproximadas para fines de planificación y deben ser verificados con proveedores y contratistas locales.

• Factores de Variación Regional:

  • Norte: Generalmente presenta los costos más altos debido a salarios más elevados y una fuerte demanda industrial que compite por materiales y mano de obra.

  • Occidente y Centro: Tienen mercados muy competitivos. El Centro (particularmente CDMX) puede experimentar costos logísticos elevados debido al tráfico y la densidad urbana.

  • Sur: Aunque la mano de obra puede ser más económica, los costos de transporte para ciertos materiales como el cemento y agregados de alta calidad pueden incrementar el precio final.

Usos Comunes en la Construcción (¿Cuándo Encofrar Tuberías?)

El recubrimiento de concreto no es necesario para todas las tuberías enterradas. Su uso se reserva para situaciones específicas donde la integridad de la tubería está en riesgo o donde se requieren anclajes estructurales.

Protección Bajo Cargas Pesadas (Carreteras, Ferrocarriles, Estacionamientos)

Esta es la aplicación más crítica y común. Cuando una tubería cruza por debajo de una superficie sujeta a tráfico vehicular, el encofrado de concreto, o "dado", es esencial. Su función es distribuir las cargas concentradas y dinámicas de los vehículos sobre un área más amplia del suelo. En lugar de que la presión se aplique directamente sobre la tubería, el dado de concreto la absorbe y la transfiere al terreno circundante, evitando el colapso o aplastamiento del ducto.

Prevención de Flotación (En suelos saturados o cruces de ríos)

En terrenos con un nivel freático alto o al instalar tuberías a través de ríos, lagos o zonas inundables, las tuberías de materiales ligeros como el PVC o PEAD pueden experimentar un empuje hidrostático ascendente (flotación), especialmente cuando están vacías. El peso significativo del encofrado de concreto actúa como un lastre o anclaje por gravedad, contrarrestando esta fuerza y manteniendo la tubería firmemente en su posición en el lecho.

Atraques (Thrust Blocks) en Cambios de Dirección (Codos, Tees) para contrarrestar empujes

Cuando un fluido a presión, como el agua en una red de distribución, cambia de dirección (en un codo) o se divide (en una te), ejerce una fuerza dinámica significativa sobre el accesorio, conocida como empuje hidráulico. Este fenómeno es similar al retroceso que se siente al operar una manguera de bomberos. Para contrarrestar esta fuerza y evitar que las juntas se desacoplen, se construyen atraques o bloques de empuje. Un atraque es un macizo de concreto simple (generalmente f′c=150 kg/cm2) que se cuela entre el accesorio y el terreno firme y no perturbado de la zanja. Su masa y la resistencia pasiva del suelo absorben el empuje, anclando la tubería de forma segura.

Protección Adicional en Zonas de Alto Riesgo de Daño Mecánico

En entornos industriales, áreas urbanas con una alta densidad de servicios subterráneos, o en sitios donde se anticipan excavaciones frecuentes en el futuro, se puede optar por un encofrado de concreto como medida de protección preventiva. En este caso, el concreto actúa como una barrera física robusta que no solo resiste impactos menores de herramientas o maquinaria, sino que también sirve como una advertencia visual clara para los equipos de excavación de que existe una línea de servicio crítica debajo.

Errores Frecuentes y Cómo Evitarlos

La efectividad de un encofrado de concreto depende de una ejecución cuidadosa. A continuación, se describen los errores más comunes en el proceso y las soluciones prácticas para prevenirlos y garantizar una instalación de alta calidad.

Error 1: Cama de Apoyo Insuficiente o Mal Compactada (El tubo se asienta o rompe)

Un error crítico es colocar la tubería directamente sobre un fondo de zanja irregular o con piedras. Esto crea puntos de presión que, combinados con el peso del concreto y el relleno, pueden provocar asentamientos diferenciales y la fractura de la tubería.

• Solución: Nunca omitir la cama de apoyo. Se debe colocar una capa de al menos 10 cm de arena o material granular fino, perfectamente nivelada y compactada, para que la tubería descanse uniformemente en toda su longitud.

Error 2: Cimbra Débil o Mal Sujeta (Se abre o deforma durante el colado)

La presión que ejerce el concreto fresco es considerable. Una cimbra construida con madera en mal estado, mal apuntalada o con amarres insuficientes, se deformará o reventará durante el vaciado. Esto no solo desperdicia concreto, sino que resulta en un recubrimiento deforme y de espesor inadecuado.

• Solución: Construir la cimbra con madera de pino en buen estado, clavar estacas firmes en el terreno y utilizar alambre recocido para amarrar y arriostrar las paredes de la formaleta, asegurando su total rigidez antes de iniciar el colado.

Error 3: Recubrimiento de Concreto Insuficiente o Desigual (Protección deficiente)

Si la tubería no está perfectamente centrada en el encofrado, algunas partes quedarán con un recubrimiento de concreto muy delgado, creando puntos débiles y comprometiendo la protección mecánica del sistema.

• Solución: Utilizar sistemáticamente separadores o calzas de plástico o mortero. Estos se colocan entre la tubería y la cama de apoyo, y entre la tubería y las paredes de la cimbra, para garantizar la separación correcta y un espesor de recubrimiento uniforme.

Error 4: Concreto Mal Vibrado (Oquedades, "hormigueros") o Excesivamente Vibrado (Segregación)

No vibrar el concreto deja aire atrapado, creando huecos o "hormigueros" que debilitan la estructura. Por el contrario, un vibrado excesivo provoca que los agregados pesados (grava) se separen de la pasta de cemento y se asienten en el fondo (segregación), resultando en un concreto no homogéneo.

• Solución: Aplicar el vibrador de manera sistemática, introduciéndolo verticalmente y retirándolo lentamente. La vibración debe cesar cuando la superficie del concreto se vea brillante y dejen de aparecer burbujas de aire grandes. Es crucial no tocar la tubería ni la cimbra con el vibrador.

Error 5: No Proteger la Tubería Durante el Colado (Golpes, desplazamiento)

La caída directa del concreto desde una gran altura o los golpes accidentales con herramientas durante el vaciado pueden fisurar, abollar o desplazar la tubería de su posición correcta, especialmente si es de PVC o PEAD.

• Solución: El vaciado del concreto debe realizarse desde la menor altura posible. Se debe verter a los lados de la tubería, permitiendo que el material fluya y la envuelva, en lugar de dejarlo caer directamente sobre ella.

Error 6: Relleno Prematuro o Mal Compactado Sobre el Encofrado

El concreto necesita tiempo para ganar resistencia. Rellenar la zanja y compactar el material sobre el encofrado demasiado pronto puede fisurar o dañar el concreto que aún está en proceso de fraguado.

• Solución: Esperar un mínimo de 3 días, aunque lo óptimo son 7 días, antes de proceder con el relleno y la compactación sobre el encofrado. Durante este tiempo, se debe continuar con el curado del concreto para optimizar su ganancia de resistencia.

Checklist de Control de Calidad

Una supervisión rigurosa es clave para asegurar la calidad del trabajo. Este checklist resume los puntos de inspección críticos antes, durante y después del vaciado del concreto.

Antes del Colado

• [ ] Zanja y Cama: Verificar que la zanja esté limpia, a la profundidad correcta y que la cama de apoyo esté nivelada y compactada.

• [ ] Tubería: Confirmar que la tubería está en su alineación y pendiente final, y que se encuentra firmemente sujeta para evitar movimientos.

• [ ] Cimbra: Inspeccionar que la cimbra esté firme, limpia, aplomada y arriostrada. Si se requiere acabado aparente, verificar que se haya aplicado desmoldante.

• [ ] Acero (si aplica): Asegurar que el acero de refuerzo esté en la posición correcta y firmemente sujeto con sus calzas correspondientes.

• [ ] Separadores: Comprobar que los separadores entre la tubería y la cimbra estén colocados para garantizar el recubrimiento especificado.

Durante el Colado

• [ ] Revenimiento: Observar que la consistencia del concreto sea la adecuada (fluida pero sin segregación) al llegar a la obra.

• [ ] Vaciado: Supervisar que el vaciado sea cuidadoso, desde baja altura y de manera equilibrada a ambos lados de la tubería.

• [ ] Vibrado: Asegurar que el vibrado sea sistemático, por tiempo suficiente para eliminar el aire, y sin contacto directo con la tubería o la cimbra.

• [ ] Llenado Completo: Verificar que el concreto esté llenando completamente el espacio bajo la tubería, sin dejar huecos.

Después del Colado

• [ ] Curado: Iniciar el proceso de curado (riego con agua o aplicación de membrana) tan pronto como la superficie del concreto tenga la dureza inicial suficiente.

• [ ] Tiempos de Espera: Respetar el tiempo mínimo de espera (3 a 7 días) antes de retirar la cimbra (descimbrar) y proceder con el relleno de la zanja.

• [ ] Inspección Final: Tras el descimbrado, realizar una inspección visual de la superficie del concreto para identificar posibles defectos mayores como hormigueros o fisuras.

Mantenimiento y Vida Útil: Protección Duradera

Una vez construido correctamente, el encofrado de concreto se convierte en un elemento pasivo y de muy larga duración, cuya principal función es proteger la inversión realizada en las redes de instalaciones subterráneas.

Mantenimiento (Mínimo para el Encofrado)

El recubrimiento de concreto, al estar enterrado y protegido por el suelo, no requiere ningún tipo de mantenimiento directo. Es una estructura diseñada para "instalar y olvidar". El mantenimiento se enfoca en el sistema de tuberías en su conjunto, a través de inspecciones periódicas en puntos de acceso como pozos de visita o registros, para detectar posibles problemas en la línea, como obstrucciones o fallas en las juntas, que no están relacionados con la integridad del recubrimiento.

Durabilidad y Vida Útil Esperada en México

La vida útil de un encofrado de concreto bien ejecutado es extremadamente larga. En condiciones de suelo no agresivas, se puede esperar una durabilidad que supera los 50 a 100 años. Esta longevidad es consistente con la vida útil de diseño para otras estructuras de concreto permanentes, como cimentaciones o puentes. De hecho, en la mayoría de los casos, el encofrado de concreto sobrevivirá a la vida útil de la tubería que está protegiendo, convirtiéndolo en una de las inversiones más permanentes y seguras de una construcción.

Sostenibilidad e Impacto Ambiental

El análisis de sostenibilidad del encofrado de concreto presenta dos caras. Por un lado, su larga vida útil y la protección que confiere a la infraestructura son sus mayores atributos sostenibles. Al prevenir fallas y fugas, se evita la pérdida de recursos valiosos (como el agua potable), la contaminación del subsuelo por aguas residuales y la necesidad de futuras reparaciones, que implican un alto consumo de energía, materiales y generación de residuos.

Por otro lado, la industria del cemento, componente clave del concreto, tiene una huella de carbono significativa debido a las altas emisiones de CO2​ durante su producción. Como alternativa más sostenible, se puede considerar el uso de relleno fluido (CLSM), que a menudo incorpora materiales reciclados como cenizas volantes, o especificar el uso de cementos de bajo impacto ambiental. Es importante distinguir esta técnica de los tubos de PVC rellenos de concreto, que es un método constructivo diferente utilizado para crear elementos como postes o bolardos, donde el tubo de PVC actúa como cimbra perdida, y no para la protección de tuberías existentes.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Qué es el encofrado de concreto para tuberías?

Es una estructura de concreto que se construye alrededor de una tubería enterrada para protegerla de cargas, impactos y para anclarla al terreno. En México, también se le conoce como cimbra, recubrimiento o dado de concreto.

¿Cuánto cuesta el metro lineal de recubrimiento de concreto para tubería?

Como una proyección para 2025 en México, el costo directo por metro lineal para una tubería de 6 pulgadas puede variar entre $650 y $900 MXN, dependiendo de la región, el tipo de concreto y la complejidad del trabajo. Este costo no suele incluir la excavación ni el relleno de la zanja.

¿Por qué se necesita encofra/recubrir una tubería con concreto?

Se necesita para proteger la tubería del aplastamiento por el peso del suelo y el tráfico vehicular, para anclarla en terrenos inestables o con agua, para protegerla de daños por futuras excavaciones y para construir atraques que resistan las fuerzas del agua en cambios de dirección.

¿Qué es un atraque de concreto en tuberías?

Un atraque es un bloque masivo de concreto que se construye en los codos, tees, reducciones o tapones de una tubería a presión. Su función es absorber el empuje hidráulico del fluido para evitar que las uniones se separen o la tubería se mueva.

¿Qué espesor de concreto debe llevar el encofrado?

El espesor depende del diámetro de la tubería, las cargas esperadas y las especificaciones del proyecto. Una regla común es proporcionar un recubrimiento mínimo de 10 a 15 cm de concreto alrededor de toda la tubería. Para cruces bajo carreteras, las especificaciones de la SCT pueden exigir espesores mayores.

¿Qué tipo de concreto se usa para encofra tuberías?

Generalmente se utiliza un concreto de resistencia baja a media, con un f′c (resistencia a la compresión) de entre 150 a 250 kg/cm². Un concreto de mayor resistencia es innecesario y más costoso para esta aplicación.

¿Es lo mismo relleno fluido (CLSM) que concreto para encofrado?

No. Aunque ambos son cementantes, el concreto para encofrado tiene una resistencia estructural (150-250 kg/cm²). El relleno fluido o CLSM es un material de baja resistencia controlada (típicamente menor a 15 kg/cm²), diseñado para ser fácilmente excavable en el futuro.

¿Para qué sirven los tubos de PVC rellenos de concreto?

Esta es una técnica constructiva diferente. Se utilizan como cimbra perdida para crear elementos verticales como postes, bolardos o columnas pequeñas de forma rápida. No se usa para proteger una tubería que ya está instalada.

¿Se necesita poner varilla al encofrado de tuberías?

En la gran mayoría de los casos, no. El encofrado de protección funciona por masa y no está sujeto a esfuerzos de flexión, por lo que no requiere acero de refuerzo. La varilla solo se usa si el encofrado tiene una función estructural específica indicada en un plano de ingeniería.

¿Cuánto tiempo debo esperar para rellenar la zanja después de colar el concreto?

Se recomienda esperar un mínimo de 3 días para permitir que el concreto alcance una resistencia inicial suficiente. Sin embargo, lo ideal es esperar 7 días, continuando el curado durante ese tiempo, antes de aplicar las cargas del relleno y la compactación.

Videos Relacionados y Útiles

Para complementar la información de esta guía, se recomienda visualizar los siguientes videos que muestran de manera práctica algunos de los procesos descritos.

encofrado y EXCAVACIÓN de zanja para buzón y tendido de tuberías

Muestra el proceso real de excavación de una zanja y la preparación del encofrado (cimbra) para estructuras de alcantarillado y tuberías.

Proceso de atraques para tuberías de agua potable

Video de campo que ilustra la construcción de un atraque de concreto en un cambio de dirección de una tubería de agua potable.

Relleno Fluido (CLSM) para Zanjas de Servicios

Demostración de cómo se aplica el relleno fluido (CLSM) en una zanja para cubrir tuberías, mostrando su consistencia líquida y autocompactante.

Conclusión

El encofrado de concreto para tuberias es mucho más que una simple capa de cemento; es una técnica de ingeniería fundamental para asegurar la protección, estabilidad y longevidad de la infraestructura subterránea crítica en México. A lo largo de esta guía, hemos desglosado desde su propósito y alternativas hasta el proceso constructivo detallado y las normativas que rigen su correcta ejecución. Se ha evidenciado que, si bien el precio por metro lineal es una consideración importante en la planificación de cualquier proyecto, el verdadero valor reside en la calidad del trabajo. Una correcta ejecución del proceso – desde la preparación meticulosa de la zanja y la construcción de una cimbra robusta, hasta el adecuado vaciado, vibrado y curado del concreto – es lo que realmente garantiza la integridad estructural y funcional del sistema de tuberías a largo plazo, evitando fallas costosas y asegurando una inversión duradera.

Glosario de Términos

Encofrado / Cimbra / Recubrimiento de Concreto

Estructura, generalmente de concreto, que se construye alrededor de una tubería para protegerla. "Encofrado" y "cimbra" se refieren técnicamente al molde temporal, pero en México se usan como sinónimos del recubrimiento final.

Tubería (PVC, PEAD, Acero, Concreto)

Ducto cilíndrico utilizado para transportar fluidos. Los materiales comunes incluyen PVC (Poli(cloruro de vinilo)), PEAD (Polietileno de Alta Densidad), acero y concreto, cada uno con distintas propiedades de resistencia y flexibilidad.

Cama de Apoyo (Bedding)

Capa de material granular fino (generalmente arena) que se coloca y compacta en el fondo de una zanja para proporcionar un soporte uniforme y estable a la tubería.

Relleno (Backfill)

Material utilizado para rellenar la zanja después de que la tubería y su protección han sido instaladas. Se coloca en capas compactadas para restaurar la estabilidad del terreno.

Atraque (Thrust Block)

Bloque masivo de concreto construido en puntos de cambio de dirección o diámetro en una tubería a presión para contrarrestar las fuerzas hidráulicas y anclar la instalación.

Concreto Fluido / CLSM (Controlled Low-Strength Material)

Material cementante autocompactante de baja resistencia, utilizado como alternativa al relleno compactado. Su principal característica es que puede ser excavado fácilmente en el futuro.

CONAGUA / SCT (Entidades normativas)

CONAGUA (Comisión Nacional del Agua) y SCT (Secretaría de Comunicaciones y Transportes) son dependencias del gobierno federal de México que emiten especificaciones técnicas detalladas para la construcción de infraestructura hidráulica y de transporte, respectivamente.