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oct. 6 de 2015
Normatividad
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Resumen:

La instrumentación es un medio por el cual se puede monitorear los comportamientos estructurales en tiempo real durante la construcción y posterior puesta en servicio de una estructura. Es responsabilidad del constructor evaluar y analizar la necesidad del uso de la instrumentación, para así no incurrir en gastos no deseados o atrasos por actividades adicionales que pueden no ser de plena necesidad para el proyecto.

Hoy en día con las nuevas tecnologías con que dispone el sector de la construcción, se puede tomar ventaja en ciertos aspectos que en definitiva van en pro de alargar la durabilidad de las estructuras.

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Crédito: Wikipedia Commons – RHaworth

La instrumentación es un medio por el cual se puede monitorear los comportamientos estructurales en tiempo real durante la construcción y posterior puesta en servicio de una estructura. Es responsabilidad del constructor evaluar y analizar la necesidad del uso de la instrumentación, para así no incurrir en gastos no deseados o atrasos por actividades adicionales que pueden no ser de plena necesidad para el proyecto.

La instrumentación, además, permite controlar la veracidad de las hipótesis realizadas en la construcción de una estructura o poder conocer su comportamiento y poder hacer retroalimentación basándose en los resultados obtenidos para así tomar las medidas pertinentes.

Sus objetivos principales son:

  • Saber cómo se está comportando la estructura en tiempo real.
  • Controlar procesos constructivos complejos para asegurar su buen desarrollo, al igual que evaluar comportamientos que se producen a largo plazo a fin de controlar intervenciones hechas o determinar futuras intervenciones. 

 

Instrumentación para medición del comportamiento estructural

El experimento se realizó en un puente en la provincia de Ávila, España, diseñado sin apoyo entre pila y tablero y sin junta de dilatación entre el tablero y el estribo, haciéndolo más eficiente que el diseño con sistema convencional en términos de durabilidad y lo que se traduce en una disminución en los costos de mantenimiento.

Se decidió  llevar a cabo un monitoreo al puente con instrumentación que ausculta la estructura a fin de corroborar las hipótesis planteadas inicialmente de su comportamiento y registrar la evolución de la misma a través del tiempo. Se instalaron cuerdas vibrantes en distintas partes del tablero y las pilas, para así medir cualquier deformación que sufra la estructura, contrastado con datos de humedad y temperatura procedentes de una estación meteorológica también colocada en la estructura.

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Crédito: Archivo Asocreto – FHECOR Ingenieros Consultores

Instrumentación para evaluar procesos de reparación

20 años después de que se inaugurara el puente que da acceso a la isla de Arosa en España, se evidenciaron algunos indicios de corrosión en el tablero y pilas, por lo que se decidió realizar una rehabilitación preventiva y acondicionamiento en la plataforma. El diseño del puente básicamente está basado en un tablero de concreto de sección cajón continuo con 40 vanos sin juntas, con una longitud total de 1,980 metros ubicado sobre el mar.

Después de realizar una primera inspección y evaluación del estado del puente, se evidenció que tenía un proceso de corrosión en un grado de avance medio en el tablero y pilas. Debido a que había elevados contenidos de cloruro, se forzaba a tomar medidas de reparaciones más allá de las operaciones convencionales de parcheo de las zonas dañadas. Se estudiaron diferentes alternativas, hasta hallar la más viable: la colocación de ánodos de sacrificio como protección catódica con un sistema de instrumentación que monitoreara su comportamiento Para esto a cada elemento de zinc se le conectó un cable de titanio como sistema de registro que permite hacer un rastreo de la actividad corrosiva en la armadura tras la reparación.

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Crédito: Archivo Asocreto – FHECOR Ingenieros Consultores

Instrumentación para el control de procedimientos constructivos

En Zaragoza, España, se construyó un puente peatonal, el cual fue diseñado por la arquitecta Zaha Hadid para la Exposición Universal de 2008. Para su construcción se tenía muy poco tiempo y era imposible ocupar el rio, por lo que se decidió fabricar la parte del puente más ancha y compleja geométricamente, en una península provisional, y la otra mitad en la margen izquierda del río y luego empujarla. Este proceso de empujado fue de alta complejidad debido a las características geométricas del puente.

El empuje se pudo realizar gracias a la instrumentación de la estructura auxiliar de soporte, la cual tenía 4 patas que recogían la parte trasera del vano empujado. Se instaló una instrumentación simple, restringida a las 4 caras de las 4 patas de la estructura auxiliar. El objetivo era tener un registro simple: el valor medio de la deformación de las 4 caras del cajón de la pata que, una vez transformado en tensiones, permitía una estimación de axil en cada pata. Gracias a esta sencilla instrumentación se pudo llevar a cabo el empuje de la estructura sin inconvenientes.

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Crédito: Archivo Asocreto – FHECOR Ingenieros Consultores

Instrumentación para el control de  vaciado de grandes volúmenes de concreto

El viaducto ubicado sobre el río Ulla en el noroeste de España, está compuesto por un tablero mixto en donde circulan trenes, con 10 vanos de 240 metros de longitud máxima. La pila 6, en su cimentación ubicada en medio del agua, está formada por un encepado de 56 pilotes de 1,50 m de diámetro. Este pilar tiene una dimensión de 34,5 x 30 x 5 m, lo que significa un volumen de vaciado de 5.175 m3cúbicos de concreto. Este vaciado debió realizarse de forma continua, para así evitar posibles juntas que modificaran el comportamiento estructural del pilar y de la estructura en sí. El concreto usado para este pilar fue de una resistencia a la compresión de 35 MPa, diseñado para resistir las condiciones necesarias de sumergirse en el agua de mar.

Los grandes volúmenes que demandaba este vaciado en el pilar podrían generar diferentes variables que afectaran el resultado final esperado, como los son; generación de calor de hidratación, las coacciones impuestas por los encepados o por el propio terreno y la posible aparición de tensiones de tracción en el concreto. Esto obligó a los constructores a realizar un esquema de ejecución detallado, que lograra minimizar las variables que afectarían el concreto. Se definieron estructuras logísticas para los procedimientos de construcción y también se optó por el uso de diferentes condiciones tecnológicas, con el fin de un óptimo desarrollo de construcción de la estructura. En la parte logística se definieron aspectos tales como: materiales y dosificaciones a emplear, estrategias de durabilidad, previsión climatológica en la zona, capacidad de producción de las plantas de concreto, de las instalaciones de bombeo, densidad de armadura y medios de compactación disponibles.

Definido lo anterior se calculó un modelo de distribución de la temperatura con respecto al tiempo en el interior de la masa de concreto. Se puso la condición general de no sobrepasar temperaturas de 65 °C con el fin de evitar posibles apariciones de etringita diferida. Basándose en estos análisis, los constructores decidieron limitar la velocidad de vaciado continuo del concreto, mediante tandas de 12 centímetros por hora, con un avance en planta que debería iniciarse en las zonas exteriores y finalizar en las zonas interiores.

Para poder corroborar los datos obtenidos en el modelo, se dispuso una doble comprobación:

  • Instrumentación de un encepado ejecutado con antelación y con un volumen de concreto menos importante, con el fin de contrarrestar el modelo.
  • Seguido a esto, sobre el encepado de la pila, una instrumentación mediante la disposición de termopares ubicados en distintas zonas del encepado.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

La instrumentación es un medio por el cual se puede monitorear los comportamientos estructurales en tiempo real durante la construcción y posterior puesta en servicio de una estructura

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Conclusión

Gracias a esto se pudo realizar una comprobación de los modelos planteados en comparación con lo que sucedía en la realidad, de este modo se podía garantizar que no se superaban los límites ya propuestos para no poner en riesgo el comportamiento estructural del puente, en especial cuando se tratan de puentes que tienen como propósito el tránsito de trenes, los cuales son de altas exigencias.

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