| Clave | Descripción del costo horario | Unidad |
| AMAPE-278 | Mezcladora de bentonita Soilmec 10-12 capacidad 10 m3/h. | hr |
| DATOS GENERALES | ||||||
| Vad = VALOR DE ADQUISICIÓN | $213,416.74 | Pnom = POTENCIA NOMINAL | 1.000000 | H.P. | ||
| Pn = VALOR DE LAS LLANTAS | $0.00 | Fo = FACTOR DE OPERACION | 1.0000 | |||
| Pa = VALOR DE PIEZAS ESPECIALES | $0.00 | TIPO DE COMBUSTIBLE | Diesel | |||
| Vm = VALOR NETO | $213,416.74 | Cco = COEFICIENTE DE COMBUSTIBLE | 10 | |||
| Vr = VALOR DE RESCATE | $32,012.51 | Pc = PRECIO DEL COMBUSTIBLE | $11.87 | /LITRO | ||
| i = TASA DE INTERES | 0 | /AÑO | Cc = CAPACIDAD DEL CARTER | 1.00 | LITROS | |
| s = PRIMA DE SEGUROS | 0.040000 | /AÑO | Tc = TIEMPO ENTRE CAMBIO DE ACEITE | 8.000000 | HORAS | |
| Ko = FACTOR DE MANTENIMIENTO | 0.800000 | HORAS | Fl = FACTOR DE LUBRICANTE | 0 | ||
| Ve = VIDA ECONÓMICA | 9,000.00 | HORAS | Pac = PRECIO DEL ACEITE | $51.84 | /LITRO | |
| Vn = VIDA ECONÓM. DE LAS LLANTAS | 0.00 | HORAS | Gh=CANTIDAD DE COMBUSTIBLE = Cco*Fo*Pnom | 10.000000 | LITROS/HORA | |
| Va = VIDA ECONOM. PIEZAS ESPECIALES | 0.00 | HORAS | Ah=CANTIDAD DE LUBRICANTE = Fl*Fo*Pnom | 0.000000 | LITROS/HORA | |
| Hea = HORAS TRABAJADAS POR AÑO | 1,800.00 | HORAS | Ga=CONSUMO ENTRE CAMBIOS DE LUBRICANTE = Cc/Tc | 0.125000 | LITROS/HORA | |
| CONCEPTO | OPERACIONES | ACTIVO | EN ESPERA | EN RESERVA | ||
| COSTOS FIJOS | ||||||
| DEPRECIACIÓN (D) = (Vm-Vr)/Ve | (213416.74-32012.51)/9000.00 | $20.16 | $16.13 | $16.13 | ||
| INVERSIÓN (Im) = [(Vm+Vr)/2Hea]i | [(213416.74+32012.51)/(2*1800.00)]0 | $0.00 | $0.00 | $0.00 | ||
| SEGURO (Sm) = [(Vm+Vr)/2Hea]s | [(213416.74+32012.51)/(2*1800.00)]0.000400 | $0.03 | $0.03 | $0.03 | ||
| MANTENIMIENTO (Mn) = Ko * D | 0.80000*20.16 | $16.13 | $16.13 | $12.90 | ||
| Costos fijos | $36.32 | $32.29 | $29.06 | |||
| CARGOS POR CONSUMO | ||||||
| COMBUSTIBLE Co = GhxPc | 10.00000*11.87 | $118.70 | $35.61 | $0.00 | ||
| OTRAS FUENTES DE ENERGÍA | 0*0 | $0.00 | $0.00 | $0.00 | ||
| LUBRICANTES Lb = (Ah+Ga)Pac | (0+0.12500)51.84 | $6.48 | $1.94 | $0 | ||
| LLANTAS = Pn/Vn | 0/0 | $0.00 | $0.00 | $0.00 | ||
| PIEZAS ESPECIALES = Pa/Va | 0/0 | $0.00 | $0.00 | $0.00 | ||
| Cargos por consumo | $125.18 | $37.55 | $0.00 | |||
| CARGOS POR OPERACIÓN | ||||||
| CATEGORÍA | CANTIDAD | SALARIO REAL | Ht | ACTIVO | EN ESPERA | EN RESERVA |
| Operador equipo intermedio | 0.125 | $526.15 | 1.000000 | $526.15 | $0.00 | $0.00 |
| Cargos por operación | ||||||
| Costo Directo por Hora | $228.79 | $69.84 | $29.06 | |||
El "Lubricante" de la Cimentación Profunda: Todo sobre la Mezcladora de Bentonita
En el mundo de las cimentaciones profundas, donde cada metro de excavación en suelo inestable es un desafío de ingeniería, existe un "lubricante" esencial que garantiza la estabilidad y viabilidad del proyecto: el lodo bentonítico. El corazón de este proceso es la mezcladora de bentonita, también conocida como planta de lodos. Este no es un simple agitador, sino un equipo especializado diseñado para mezclar bentonita sódica, agua y, en ocasiones, polímeros, para crear lodos con propiedades tixotrópicas.
Opciones y Alternativas: Sistemas de Mezclado de Lodos
No todos los sistemas de mezclado son iguales. La elección del equipo impacta directamente en la calidad del lodo, el consumo de materiales y la eficiencia del proyecto. A continuación, se describen las alternativas más relevantes en México.
Mezcladoras Coloidales de Alta Cizalla
Consideradas el estándar de oro en la industria geotécnica, las mezcladoras coloidales utilizan una bomba centrífuga de alta velocidad que genera una intensa fuerza de cizallamiento (shear). Este proceso descompone violentamente los aglomerados de arcilla, exponiendo la máxima superficie de cada partícula al agua.
Mezcladoras de Paletas (Baja Cizalla)
Estos sistemas, comunes en otras industrias, utilizan paletas o cintas que giran a baja velocidad para agitar y voltear los materiales. Si bien son más económicas, su acción de mezcla no genera la energía de cizallamiento necesaria para hidratar completamente la bentonita.
Mezclado en Tinas con Bombas (Método In-situ)
En proyectos de menor escala o con limitaciones de presupuesto, a veces se intenta preparar el lodo en tinas o tanques utilizando una bomba de lodos para recircular la mezcla y generar turbulencia. Aunque este método es mejor que la agitación manual, la energía de cizallamiento que puede generar una bomba estándar es muy inferior a la de una mezcladora coloidal. El proceso de hidratación es mucho más lento e incompleto, requiriendo largos periodos de agitación y reposo, y aun así, la calidad del lodo raramente alcanza los estándares profesionales, lo que lo convierte en una opción de alto riesgo para cimentaciones críticas.
Tabla Comparativa de Sistemas de Mezclado
| Sistema de Mezclado | Ventajas | Desventajas | Costo Comparativo (Equipo) |
| Mezcladora Coloidal (Alta Cizalla) | Calidad superior del lodo, hidratación rápida (minutos), menor consumo de bentonita, reduce riesgos. | Mayor costo inicial, mayor consumo de energía, genera calor. | Alto |
| Mezcladora de Paletas (Baja Cizalla) | Bajo costo inicial, simplicidad mecánica. | Lodo de baja calidad, formación de grumos, mayor consumo de bentonita, alto riesgo operativo. | Bajo |
| Mezclado con Bombas (In-situ) | Muy bajo costo de implementación, utiliza equipo ya disponible en obra. | Proceso muy lento, hidratación incompleta, calidad del lodo inconsistente y deficiente, muy alto riesgo. | Muy Bajo |
Proceso de Operación Paso a Paso (Preparación de Lodos)
La preparación de un lodo bentonítico de alta calidad es un proceso metódico que requiere seguir una secuencia estricta para garantizar su rendimiento.
Paso 1: Verificación de la Calidad del Agua (pH y Dureza)
Antes de añadir cualquier material, es crucial analizar el agua. El agua es el componente principal y su química afecta directamente la hidratación de la bentonita. Se debe medir el pH, que idealmente debe estar en un rango de 8.5 a 9.5.
Paso 2: Dosificación de la Bentonita y Aditivos
Con la mezcladora en funcionamiento para crear un vórtice, se añade la bentonita en polvo de forma gradual a través de la tolva.
Paso 3: Operación de la Mezcladora (Tiempo de Hidratación y Cizallamiento)
En una mezcladora coloidal de alta cizalla, el tiempo de mezclado debe ser de al menos 15 a 20 minutos por lote para asegurar una dispersión completa.
Paso 4: Pruebas de Calidad del Lodo (Viscosidad, Densidad, Contenido de Arena)
Durante y después de la hidratación, se deben realizar pruebas de control de calidad continuas. Las pruebas de campo esenciales incluyen:
Densidad: Se mide con una balanza de lodos para asegurar que la presión hidrostática sea la correcta.
Viscosidad: Se mide con un Cono Marsh para verificar la capacidad del lodo para suspender y transportar los recortes.
Contenido de Arena: Se determina para controlar la abrasividad y evitar la contaminación del concreto.
pH: Se monitorea para asegurar que el lodo se mantenga alcalino y las partículas de bentonita permanezcan dispersas.
Paso 5: Bombeo a la Excavación o Almacenamiento
Una vez que el lodo cumple con todas las especificaciones de calidad, está listo para ser bombeado desde los tanques de almacenamiento hacia la perforación para cumplir su función estabilizadora. En sistemas de circuito cerrado, el lodo que retorna de la excavación se bombea a una planta de desarenado para ser limpiado y reutilizado.
Listado de Materiales y Equipo (Componentes del Sistema)
Una planta de lodos funcional es un sistema integrado por varios componentes clave.
| Componente | Función Principal | Unidad Común |
| Mezcladora (coloidal o de paletas) | Hidratar la bentonita mediante cizallamiento para crear la dispersión coloidal. | Pieza (pza) |
| Bomba de lodos (centrífuga o de diafragma) | Transportar el lodo desde y hacia la excavación y a través del sistema de limpieza. | Pieza (pza) |
| Tanques de hidratación/agitación | Almacenar el lodo y permitir su maduración, manteniéndolo en suspensión. | Pieza (pza) |
| Bentonita sódica | Agente principal que, al hidratarse, proporciona viscosidad y propiedades tixotrópicas. | Sacos (kg) |
| Polímeros (CMC, PHPA) | Aditivos para modificar y mejorar propiedades específicas como el control de filtrado. | Sacos (kg) |
| Agua | Fase continua del lodo y vehículo para la hidratación de la bentonita. | Metro cúbico (m³) |
| Equipo de medición | Controlar la calidad del lodo (viscosidad, densidad, pH, contenido de arena). | Kit |
Cantidades y Rendimientos (Dosificación y Productividad)
La eficiencia de una planta de lodos se mide por su capacidad de producción y el consumo de materiales para lograr las propiedades deseadas.
| Concepto | Unidad | Valor Promedio |
| Consumo de bentonita (suelos mixtos) | kg/m³ de lodo | 40 - 60 |
| Rendimiento de producción de la mezcladora | m³/hr | 10 - 40 |
| Consumo de diésel (motor 30-40 HP) | L/hr | 7 - 11 |
| Consumo de electricidad (motor 25-30 HP) | kW/hr | 18 - 22 |
Análisis de Precio Unitario (APU) - Ejemplo Detallado
A continuación, se presenta un ejemplo de análisis de costo horario para una planta de lodos, proyectado para 2025 en México. Este cálculo es fundamental para presupuestar correctamente los proyectos.
Análisis de Costo Horario: Planta de lodos / Mezcladora de bentonita, cap. 50 m³/hr (Estimación 2025)
| Concepto | Unidad | Cantidad | Costo Unitario (MXN) | Importe (MXN) |
| Costos Fijos | hr | 1.00 | $105.30 | $105.30 |
| Depreciación | hr | 1.00 | $45.50 | $45.50 |
| Inversión | hr | 1.00 | $23.10 | $23.10 |
| Seguros | hr | 1.00 | $3.85 | $3.85 |
| Almacenaje/Mantenimiento | hr | 1.00 | $32.85 | $32.85 |
| Consumos | hr | 1.00 | $285.75 | $285.75 |
| Diésel | L | 10.50 | $26.50 | $278.25 |
| Lubricantes y Desgaste | hr | 1.00 | $7.50 | $7.50 |
| Operación | hr | 1.00 | $185.00 | $185.00 |
| Salario del Operador de Planta (con FASAR) | hr | 1.00 | $185.00 | $185.00 |
| Costo Horario Directo Total | hr | $576.05 |
Nota: Los costos son estimaciones para 2025 y pueden variar significativamente. Se basan en metodologías de la industria de la construcción en México.
Normativa, Permisos y Seguridad: Construye con Confianza
La operación de plantas de lodos y el manejo de sus componentes están sujetos a normativas que garantizan la seguridad del personal y la calidad del proceso.
Normativa API/ISO para Lodos de Perforación
Aunque no son obligatorias en todos los proyectos civiles en México, las prácticas recomendadas del American Petroleum Institute (API), como la API RP 13B, son el estándar de facto para las pruebas y propiedades de los lodos bentoníticos. Estas normas proporcionan los procedimientos estandarizados para medir densidad, viscosidad, filtrado y otras propiedades críticas, asegurando un control de calidad consistente y confiable.
NOM-004-STPS-1999 (Maquinaria y Equipo)
Esta Norma Oficial Mexicana establece las condiciones de seguridad para la operación y mantenimiento de maquinaria.
Seguridad en el Manejo de Aditivos Químicos y Polvos (EPP)
El manejo de bentonita y otros aditivos en polvo presenta riesgos respiratorios y de contacto. Es crucial el uso de Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado:
Casco y gafas de seguridad (goggles): Para proteger contra impactos y salpicaduras.
Mascarilla para polvos (tipo N95): Obligatoria durante la manipulación de sacos y la carga de la tolva para evitar la inhalación de partículas finas.
Guantes de nitrilo: Para proteger la piel del contacto con el lodo y los aditivos.
Botas de hule con punta de acero: Indispensables para proteger los pies y evitar resbalones, ya que los derrames de lodo crean superficies extremadamente peligrosas.
Costos Promedio para diferentes regiones de México (Norte, occidente, centro, sur)
El costo de renta de una planta de lodos varía según la demanda y la logística de cada región. La siguiente tabla muestra una estimación de los costos de renta por día para 2025.
| Capacidad de la Planta (m³/hr) | Unidad | Costo Promedio (MXN) - Región Norte | Costo Promedio (MXN) - Región Occidente/Centro | Costo Promedio (MXN) - Región Sur | Notas Relevantes |
| 10 - 20 | Día | $8,000 - $12,000 | $7,000 - $11,000 | $9,000 - $14,000 | No incluye costo de operador, diésel ni bentonita. |
| 30 - 50 | Día | $13,000 - $18,000 | $11,500 - $16,000 | $15,000 - $21,000 | El flete y la movilización se cotizan por separado. |
Usos Comunes en la Construcción
El lodo bentonítico es una herramienta versátil que habilita algunas de las técnicas más importantes de la cimentación y construcción subterránea en México.
Excavación de Muros Milán (Muros Diafragma)
Para la construcción de muros de contención perimetrales en excavaciones profundas (sótanos, estaciones de metro), se excavan zanjas o paneles que se mantienen llenos de lodo bentonítico. La presión hidrostática del lodo impide que las paredes de la zanja colapsen, permitiendo la colocación del acero de refuerzo y el posterior colado del concreto, que desplaza al lodo de abajo hacia arriba.
Perforación de Pilas de Cimentación y Pilotes
En suelos blandos o bajo el nivel freático, las perforaciones para pilotes colados en sitio son propensas al derrumbe.
Perforación Horizontal Dirigida (HDD)
Esta tecnología sin zanja, usada para instalar tuberías y ductos bajo ríos, carreteras u obstáculos, depende críticamente del lodo de perforación.
Construcción de Túneles (Lubricación de TBMs)
En tuneladoras de gran diámetro con escudo de presión de lodos (hidroescudos), se inyecta una lechada de bentonita en la cámara de excavación para estabilizar el frente y contrarrestar la presión del terreno. El lodo se mezcla con el material excavado y es bombeado a la superficie, donde una planta de separación lo recicla.
Errores Frecuentes y Cómo Evitarlos
La preparación de lodos es un proceso sensible. Ignorar los detalles puede llevar a fallas costosas.
| Error Frecuente | Consecuencia | Solución Práctica |
| Mala hidratación ("grumos") | Lodo de baja viscosidad, propiedades inconsistentes, pobre formación de "cake", riesgo de derrumbes. | Usar mezcladores de alta cizalla. Añadir la bentonita lentamente. Respetar los tiempos de mezclado y maduración (mínimo 8-24 horas). |
| Dosificación incorrecta | Si es baja, el lodo no estabilizará la excavación. Si es alta, puede generar presiones excesivas y dificultar el bombeo. | Seguir estrictamente el diseño de mezcla del ingeniero geotecnista. Ajustar la dosificación según las condiciones reales del terreno. |
| Contaminación del agua | El agua dura (calcio) o con pH incorrecto inhibe la hidratación, resultando en un lodo de bajo rendimiento. | Siempre analizar la calidad del agua antes de mezclar. Tratar el agua con aditivos (ej. carbonato de sodio) si es necesario. |
| Falla en la bomba | Interrupción del suministro de lodo a la excavación, lo que puede provocar un colapso si no se corrige rápidamente. | Realizar mantenimiento preventivo a las bombas. Tener bombas de respaldo disponibles para operaciones críticas. |
| Medición de viscosidad incorrecta | Decisiones operativas basadas en datos erróneos, llevando a un lodo demasiado espeso o demasiado fluido. | Capacitar al personal en el uso correcto del Cono Marsh. Asegurarse de que el equipo esté limpio y en buen estado. |
| Tiempo de mezclado insuficiente | Dispersión incompleta de las partículas, similar a la formación de grumos, resultando en un lodo no homogéneo. | Cumplir con el tiempo mínimo de mezclado de 15-20 minutos en equipos de alta cizalla. |
Checklist de Control de Calidad (del Lodo Bentonítico)
Utiliza esta lista para verificar los parámetros clave durante la preparación y uso del lodo.
Viscosidad: ¿La viscosidad Marsh está en el rango especificado (ej. 32-50 segundos)?
Densidad: ¿La densidad (ej. 1.04-1.15 g/cm³) es la correcta para la profundidad y tipo de suelo?
Contenido de Arena: ¿El contenido de arena es inferior al límite (<4% durante la perforación, <2% antes del colado)?
pH: ¿El pH se mantiene en el rango alcalino adecuado (ej. 9.0-11.0)?
Filtrado: ¿La pérdida de filtrado API es aceptable (ej. <25 ml / 30 min)?
Nivel de Lodo: ¿Se mantiene el nivel del lodo en la excavación cerca del brocal para garantizar la presión hidrostática?
Mantenimiento y Vida Útil: Protege tu Inversión
El cuidado adecuado del equipo no solo extiende su durabilidad, sino que garantiza la seguridad y eficiencia de la operación.
Plan de Mantenimiento Preventivo (de la Mezcladora)
Un calendario de revisiones es clave para evitar fallas inesperadas.
Diario: Limpieza de tanques y tolva después de cada uso. Inspección visual de mangueras y conexiones.
Semanal: Lubricación de rodamientos y partes móviles según especificaciones del fabricante. Revisión de la tensión de las correas.
Mensual: Revisión de sellos de bombas y motores. Inspección del sistema eléctrico y apriete de conexiones. Limpieza de filtros y rejillas.
Durabilidad y Vida Útil de la Mezcladora
La vida útil de una mezcladora de bentonita depende de la calidad de su construcción, la abrasividad de los materiales y, sobre todo, del mantenimiento. Un equipo bien mantenido puede tener una vida económica de 7,000 a 9,000 horas de operación.
Sostenibilidad (Manejo de Lodos Usados)
El desecho de lodos bentoníticos es un residuo de manejo especial y no puede verterse directamente. La práctica más sostenible es el reciclaje in-situ mediante plantas de desarenado que separan los recortes del suelo y permiten reutilizar el lodo. El lodo que ya no puede ser regenerado debe ser tratado, usualmente mediante deshidratación con filtros prensa, para separar el agua de la torta sólida, reduciendo drásticamente el volumen a transportar a un sitio de disposición final autorizado.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
¿Qué es una mezcladora de bentonita?
Es un equipo especializado, también llamado planta de lodos, que se utiliza para mezclar bentonita sódica con agua y aditivos. Su función es crear un fluido de ingeniería, conocido como lodo bentonítico, con propiedades tixotrópicas específicas para estabilizar excavaciones en la construcción.
¿Cuánto cuesta la renta de una planta de lodos por día en 2025?
Como estimación para 2025, la renta diaria de una planta de lodos de capacidad media (10-20 m³/hr) en México puede variar entre $7,000 y $14,000 MXN, dependiendo de la región. Este costo generalmente no incluye operador, combustible, materiales ni flete.
¿Qué es el lodo bentonítico y para qué sirve?
Es una suspensión de arcilla bentonita en agua. Su principal propiedad es la tixotropía: se comporta como un gel en reposo y como un líquido cuando se agita. Se usa en geotecnia para sostener las paredes de excavaciones (como pilas y Muros Milán), evitar su colapso, y para lubricar y transportar recortes en perforaciones.
¿Qué es la viscosidad Marsh y cómo se mide?
Es una medida de campo rápida y empírica de la fluidez del lodo. Se mide con un Cono Marsh, un embudo estandarizado. El procedimiento consiste en cronometrar cuántos segundos tarda un volumen específico de lodo (un cuarto de galón o 946 cc) en salir por el orificio del cono.
¿Cuánta bentonita se usa por metro cúbico de agua?
La dosificación depende de las condiciones del suelo y las propiedades deseadas. Un rango común para cimentaciones en México es de 40 a 60 kilogramos de bentonita por cada 1,000 litros (1 m³) de agua. En suelos muy permeables como gravas, puede aumentar a 60-80 kg/m³.
¿Qué es un "Muro Milán"?
También conocido como muro pantalla o muro diafragma, es un muro de contención de concreto armado construido en el subsuelo antes de la excavación principal. Se construye excavando paneles o zanjas que se mantienen estabilizadas con lodo bentonítico hasta que se coloca el acero y se cuela el concreto.
¿Qué es el "cizallamiento" en un lodo?
El cizallamiento (o shear) es la fuerza mecánica que se aplica para deslizar las capas de un fluido unas sobre otras. En una mezcladora de alta cizalla, esta fuerza es muy intensa y sirve para romper los aglomerados de bentonita, separar las partículas de arcilla y permitir que se hidraten completamente, activando así sus propiedades.
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Video que muestra el proceso completo de excavación de un Muro Milán, el uso de lodos bentoníticos para estabilizar la zanja y la colocación del acero.
Pilotes con Aportes de Lodos Bentoniticos
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Prueba de Viscosidad con Embudo de Marsh
Demostración práctica y clara del procedimiento estándar para medir la viscosidad de un lodo de perforación utilizando el Cono Marsh y un cronómetro.
Conclusión
La mezcladora de bentonita es mucho más que un simple equipo de construcción; es el habilitador tecnológico que hace posibles las cimentaciones profundas y excavaciones complejas en los desafiantes subsuelos de México. Desde la estabilización de perforaciones para pilotes hasta la construcción de Muros Milán, la capacidad de producir un lodo de alta calidad de manera consistente es un factor crítico de éxito. Comprender el costo horario real de una planta de lodos, que incluye no solo la renta sino también los consumos, la operación y el mantenimiento, es clave para presupuestar correctamente estos proyectos de alta ingeniería y asegurar su viabilidad técnica y financiera.
Glosario de Términos
Bentonita (Sódica): Un tipo de arcilla con alta capacidad de hinchamiento que, al mezclarse con agua, forma un gel viscoso. Es el ingrediente principal de los lodos de perforación.
Lodo Bentonítico: Una suspensión de bentonita en agua, diseñada como un fluido de ingeniería con propiedades tixotrópicas para estabilizar excavaciones.
Tixotropía: La propiedad de ciertos fluidos de reducir su viscosidad cuando se agitan (comportándose como un líquido) y aumentarla cuando están en reposo (comportándose como un gel).
Viscosidad Marsh: Una medida empírica de la fluidez de un lodo, determinada por el tiempo que tarda un volumen estándar en fluir a través de un embudo normalizado (Cono Marsh).
Cizallamiento (Shear): La fuerza mecánica aplicada a un fluido que causa que sus capas internas se deslicen unas sobre otras. Un alto cizallamiento es necesario para dispersar y activar la bentonita.
Muro Milán (Muro Diafragma): Un muro de contención de concreto armado construido en el subsuelo, panel por panel, utilizando lodo bentonítico para estabilizar la excavación de la zanja.
Pila de Cimentación: Un elemento estructural de cimentación profunda, usualmente cilíndrico, que se construye en una perforación para transferir las cargas de una estructura a estratos de suelo más profundos y resistentes.