REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD EXPERIMENTAL POLITECNICO DE MARACAIBO

PROGRAMA NACIONAL DE FORMACION EN CONSTRUCCION CIVIL

MANTENIMIENTO EN OBRAS CIVILES II

MANTENIMIENTO EN OBRAS HIDRAULICAS

AUTORES:

SECCIN 241-2

ESPECIALIDAD: INGENIERA CIVIL

CARMEN LEAL C.I.: 5.061.329LADYS GONZLEZ C.I.: 7.979.385VIOLETA PREZ C.I.: 12.802.445LINAYDA DORANTE C.I.: 13.000.980ALISE PARRA C.I. 15.944.351

JORGUN PREZ C.I.: 17.087.760

MARACAIBO, ENERO 2012.

INDICE GENERAL

MANTENIMIENTO EN OBRAS HIDRAULICAS

1.- PATOLOGIA DEL PROYECTO

1.1.- ERRORE DE CONCEPCION

1.2.- CALCULOS Y DETALLES CONSTRUCTIVOS DEL PROYECTO

2.- PATOLOGIA DE EJECUCION

2.1.- DETECCION DE DAOS PRODUCIDOS EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO

2.2.- CAUSAS DE DAOS

2.3.- ACCIONES Y EFECTOS DE LA CORROSION

3.- MANTENIMIENTO

3.1.- PLANIFICACION DE TRABAJOS DE MANTENIMIENTO

3.2.- MANUALES DE MANTENIMIENTOS

3.3.- MANEJO DE EMERGENCIAS POR DAOS1.- PATOLOGIA DEL PROYECTOLa tipologa del proyecto segn su impacto ambiental, presenta la siguiente clasificacin general donde hay una asociacin entre el tipo de obra y la magnitud de sus impactos. Debe tenerse en cuenta que los impactos dependen, adems, de la oferta ambiental del entorno en el que se desarrolla la obra y la tecnologa utilizada en el proceso constructivo. En cualquier tipo de proyecto, y aunque no se requiera licencia ambiental, es importante lograr una planeacin previa de la gestin ambiental, atendiendo sus singularidades.Proyectos Tipo I:

Son proyectos que se consideran de alto impacto ambiental por causar deterioro o alteracin a los recursos naturales, al ambiente o al paisaje.

Algunos de estos proyectos podrn requerir licencia ambiental segn

las normas vigentes.

Se consideran proyectos tipo I, entre otros:

_ Construccin y ampliacin de vas como viaductos, autopistas urbanas y vas arterias principales.

_ Construccin de elementos del sistema integrado de transporte masivo.

_ Construccin de obras y equipamiento de alcance metropolitano.

_ Construccin de intercambios viales a nivel o desnivel.

_ Canalizaciones con longitudes mayores a 400 metros. Construccin de terminales de buses.

_ Construccin de obras como complejos habitacionales de ms de 300 unidades, parques de bodegas, centros industriales, comerciales o de servicios, con un rea construida total superior a 2 000 m2

y/o que impliquen la tala de ms de 50 rboles mayores de 1 metro a la altura del pecho y/o un movimiento de tierra de ms de 50 000 m3

.

_ Cualquier construccin que genere inestabilidad de laderas o incremente riesgos de avenidas torrenciales.

_ Cualquier construccin cuya ejecucin se extienda en el tiempo por ms de 6 mesesProyectos tipo II:

Proyectos de impacto moderado cuya afectacin no trasciende el rea de influencia directa.

Se consideran proyectos Tipo II, entre otros:

_ Adecuacin y mantenimiento de elementos del sistema integrado de transporte masivo.

_ Construccin de puentes peatonales, plazas, plazoletas, parques, senderos lineales, senderos ecolgicos, vas peatonales y zonas de esparcimiento, recreacin y de uso comunitario.

_ Construccin de escenarios deportivos, placas polideportivas y canchas de alcance zonal.

_ Construccin de ciclorrutas y alamedas.

_ Construccin, restauracin o mantenimiento de edificios pblicos cuya destinacin es diferente a vivienda de inters social.Construccin de vas arterias menores y vas colectoras, mantenimiento de autopistas urbanas y vas arterias principales; construccin o mantenimiento de andenes, cordones y separadores viales; mantenimiento de puentes vehiculares e intercambio de vas a nivel o desnivel.

_ Construccin de estructuras de contencin y estabilizacin

de taludes en zonas inestables y orillas de quebradas.

_ Construccin o mantenimiento de box coulvert, acueductos, alcantarillados y dems obras de drenaje de aguas corrientes o de aguas lluvias y de escorrenta.

_ Cualquier obra lineal que implique rotura de pavimentos.

_ Construccin de obras como complejos habitacionales, parques de bodegas, centros industriales, comerciales o de servicios, con un rea construida entre 300 y 2 000 m2, donde no se talen ms de 50 rboles ni se hagan movimientos de tierra de ms de 50 000m3

.Proyectos Tipo III:

Por su bajo impacto slo deben adoptar los requerimientos mnimos de buenas prcticas de manejo ambiental y social.

Se consideran proyectos Tipo III, entre otros:

_ Poda y corte de rboles, as como el mantenimiento de zonas verdes pblicas.

_ Cerramientos de escenarios deportivos, culturales y edificaciones.

_ Construccin de gradas en escenarios deportivos y cultura les, en parquesInstalacin de sealizacin.

_ Parcheos o mantenimientos puntuales de vas.

_ Mantenimiento de reas de espacio pblico e instalacin y mantenimiento del mobiliario urbano como semforos, paraderos de buses, sillas, bancas, anecas, rampas de acceso para minusvlidos, etc. _ Construccin e instalacin de barandas y barandillas en puentes, senderos, vas peatonales, vas vehiculares, etc.

_ Construccin de viviendas individuales o cualquier otro tipo de edificio con un rea construida menor de 300m2

.

_ Reformas o adiciones a edificaciones con un rea intervenida inferior a 300m2

En el caso de la construccin, ampliacin o mantenimiento de redes de servicios pblicos, la clasificacin de la obra depende del tipo de servicio y tipo de red. En caso de redes subterrneas: profundidad de la red, dimetro de la tubera y amplitud de la excavacin.Nota: Esta clasificacin es slo indicativa, ser responsabilidad de cada entidad ejecutora verificar la clasificacin del proyecto segn sus caractersticas especficas. Para la ejecucin de obras pblicas o privadas, se recomienda definir la magnitud de los impactos causados, elaborar el programa de gestin socio-ambiental y gestionar su aplicacin considerando costos directos y personal requerido1.1.- ERROR DE CONCEPCION

El impacto de un proyecto constructivo depende de sus caractersticas propias, del entorno donde se desarrolla, de las condiciones climticas durante la obra, del tipo de tecnologa empleada para la construccin, etc. El diseo del plan de accin socio-ambiental, requiere partir de la identificacin de los impactos previstos y de su ponderacin. La asertividad en este proceso es la clave para optimizar las labores de gestin.

A pesar del diverso conjunto de condiciones ambientales derivadas del

desarrollo de una obra, se presenta una lista general de impactos que servir posteriormente como referencia para el diseo de programas de manejo socio-ambiental durante su desarrollo. El anlisis de este listado permite percibir el alto grado de responsabilidad ambiental, civil y penal, que recae sobre el constructor durante el desarrollo de una obra civil.Impactos tpicos causados por la ejecucin de una obra civil

_ Prdida o alteracin de las caractersticas fsicas y qumicas del suelo, generacin de procesos erosivos y de inestabilidad.

_ Contaminacin de las fuentes de agua por vertimiento de sustancias inertes, txicas o biodegradables.

_ Alteraciones sobre la dinmica fluvial por aporte de sedimentos, alteraciones del equilibrio hidrulico y estabilidad geomorfolgica de laderas.

_ Aumento en los niveles de ruido y emisiones atmosfricas (material particulado, gases y olores) que repercuten sobre la salud de la poblacin, la fauna y la flora.

_ Generacin de escombros y otros residuos slidos.

_ Modificaciones en el paisaje y alteracin de la cobertura vegetal.

_ Cese o interrupcin parcial, total, temporal o definitiva de los procesos de produccin, distribucin y consumo del sector industrial o comercial ale dao.

_ Desplazamiento de poblacin.

_ Alteracin del flujo vehicular o peatonal.

_ Alteracin o deterioro del espacio pblico.

_ Afectacin a la infraestructura de servicios pblicos e interrupcin en la prestacin de los mismos. Posibilidades de mitigacin de impactos 17

_ Aumento de riesgos de ocurrencia de eventos contingentes tales como accidentes potenciales de peatones, vehculos, obreros, daos a estructuras cercanas, incendios, deslizamientos y movimientos en masa.

_ Afectacin de la oferta de recursos forestales, minerales, agua y energa.Control de impactos en cada una de las etapas de la obra, durante el desarrollo de cada una de las etapas de la obra, es posible incorporar elementos tendientes a reducir, mitigar, corregir o compensar los impactos negativos, as como potencializar los positivos. Al hacer un anlisis cruzado entre el proyecto y el medio, se podr identificar cules son las actividades que requieren un manejo ms cuidadoso y los programas ms importantes para reducir impactos significativos.

2, PATOLOGIA DE EJECUCION DEFINICION DE LA PATOLOGIA ESRUCTURAL

Estudio del comportamiento de las estructuras cuando presenten evidencias de fallas o comportamiento defectuoso (enfermedad) investigando sus causas ( diagnostico ) y planteando medidas correctivas ( teraputica ) para recuperar las condiciones de seguridad en el funcionamiento de la estructura.

ANTECEDENTES

El tema de la patologa estructural mas difundido data de la dcada de los setenta y corresponde al hormign armado cuyo desarrollo ha ido creciendoDe una forma notable hasta nuestros das.

Hoy la patologa del hormign armado tiende a convertirse en asignatura o materia en las escuelas y facultades de ingeniera.

PROCESO PATOLOGICOEn las estructuras, las fallas y defectos se ponen de manifiesto, con la aparicin de una serie de seales o de cambios de aspectos, que se engloban dentro de la sintomatologa estructural. Antes estos sntomas y previa investigacin de sus causas el tcnico especialista, o patlogo estructural, debe establecer un diagnostico de enfermedad que sufre la estructura. CAUSAS DE LESIONES O DEFECTOSLas causas que pueden provocar unas lesiones en una estructura en general pueden ser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto, con los materiales, con la ejecucin y el uso o explotacin de la estructura.

DIAGNOSTICOEl pronostico puede ser optimista, en cuyo caso la estructura afectada evolucionara favorablemente mediante la aplicacin de una terapia adecuada, recuperando sus caracterstica resistente mediante una reparacin de rutina, o el pronostico podr ser pesimista en cuyo caso la estructura puede ser afectada tendr que sufrir amputaciones ( eliminacin de los procesos estructurales afectados ) o finalmente su demolicin. INSPECCION Y EVALUACION PRELIMINARInspeccin visual reportando la apariencia general de los daos producidos por la falla, reas afectadas, tipos de defectos visibles, situacin de los puntos ms importantes del elemento o la estructura.Evaluacin del nivel de dao:

LEVE

MODERADO

FUERTE o

SEVERO

DIAGNOSTICO INSPECCION Y EVALUACION DETALLADAReporte detallado de los daos, que incluye su ubicacin, dimensiones, descripcin y magnitud.

Verificacin de medidas, niveles desplomes y asentamientos.

Recopilacin de informacin histrica: planos memoria de clculos, estudio geotcnico, reportes de control de calidad, libro de ordenes y registro de modificaciones.

Verificacin de la informacin. Evaluacin de daos con sus causas y posibles soluciones.

ENSAYO PARA LA EVALUACION DE LOS MATERIALESHormign Uso de esclermetro

Extraccin de ncleos

Ultrasonido

Indicadores de grietas

Acero Deteccin magntica de armadura, uso de pacometro

Extraccin y pruebas de barras

Suelos

Ensayos de Penetracin

Ensayo Triaxial

CRITERIOS PARA LA EVALUACION DE LAS ESTRUCTURAS

Anlisis de grietas. Inspeccin del estado de los elementos estructurales.

Inspeccin del estado de los puntos estructuralmente importantes.

Inspeccin de la corrosin del acero de refuerzo.

Revisin de los recubrimientos.

Investigacin de efectos qumicos.

Anlisis estructural antes del dao. Anlisis de los detalles de estructuracin Distribucin de rigideces Columnas cortas

Asimetras

Conexiones

Juntas de dilatacin

Evidencias de remodelacin

Revisin de las memorias de calculo Revisin de reglamentos vigentes

Revisin de especificaciones tcnicas

Planteamiento y evaluacin de alternativas de remediacin

INTERVENCION

Ultima fase del proceso patolgico, supeditada al diagnostico y la evaluacin es decir a la fase de anlisis, fase que es muy importante y que hay que desarrollar sin premura de tiempo, pues hay que analizar lo mximo para intervenir lo mnimo.

La intervencin comprende la rehabilitacin, reparacin o refuerzo sistemtico de la estructura para restituir su funcionalidad en condiciones de las mas amplia seguridad. METODOS DE REPARACION

Restauracin por sustitucin de materiales, en caso del hormign armado.

Hormign con aditivos.

Hormign polimrico.

Sustitucin de materiales en paredes de mampostera.

Caso de hormign armado.

Restauracin por aplicacin de materiales diferentes al dao:

Inyecciones epoxicas.

Parcheo estructural.

Reparacin de grietas en paredes.

Adhesin de hormign fresco a endurecido.

Reforzamiento: Encamisados metlicos.

Encamisados de hormign armado.

Encamisados con fibras.

Restructuracin:

Arriostramiento.

Muros de corte.

Casos de hormign armado:

Sustitucin de hormign

Hormign con aditivo expansivo.

Concreto polimrico.

Inyeccin epoxica.

Parcheo estructural.

Morteros epoxicos.

Cementos con contrctiles.

Aunque las estructuras metlicas tienen una reciente implantacin apoyada en una fuerte tecnologa, tambin son susceptibles de sufrir lesionesque ponen en peligro tanto la integridad constructiva como la seguridad del edificio. Estos procesos patolgicos pueden derivarse decausaspropias de la naturaleza del material, especialmente su debilidad al ataque qumico ambiental y la solucin constructiva adoptada en proyecto y ejecucin. Debido a este motivo, es necesario analizar las patologas sirvindose de lastcnicas de inspeccin adecuadas. Slo de esta manera podr intervenirse correctamente para realizar sureparacin, siendo igualmente necesario establecer lasmedidas de prevencinpertinentes.

VentajasLas estructuras de acero se emplean en la actualidad debido a las dos principales ventajas que ofrecen:

1. Sugran tenacidad, que admite cualquier tipo de esfuerzo, en especial a traccin, empleando una reducida seccin.

2. Suligereza, que permite resolver estructuras de grandes luces y alturas.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

Elementos constructivosDebido a las caractersticas bsicas del acero, su uso se extiende a estructuras compuestas por elementos lineales, sustituyendo a las antiguas estructuras de madera.

Los elementos constructivos ms representativos de una estructura metlica son los siguientes:

SoportesEstn constituidos por perfiles laminados simples, combinaciones de perfiles o palastros. En caso de cargas pequeas, tambin se emplean perfiles tubulares. Pueden sufrir procesos patolgicos debido al material o por los esfuerzos experimentados.

Vigas y viguetasEstn formadas por perfiles laminados en T I que optimizan la capacidad de sus alas. Se exponen a procesos patolgicos qumicos debido a su disposicin horizontal y el contacto con materiales alcalinos, (especialmente en el caso de viguetas de forjado).

Formas trianguladasMejoran el rendimiento del material base junto a un aligeramiento del conjunto, a partir de la triangulacin lograda mediante barras traccionadas y comprimidas.

Suelen presentar complicaciones en las uniones que han de trabajar en articulacin, pero que han sido sustituidas por un empotramiento para facilitar su ejecucin. Los procesos patolgicos se concentran en los nudos: aparicin de esfuerzos, corrosin por aireacin diferencial o de par galvnico. En las barras puede producirse corrosin por condensacin superficial.

TirantesSon elementos de mayor antigedad aplicados en arcos, y resueltos por barras diversas (fundicin, acero templado), que hoy en da tambin emplean perfiles laminados, sus combinaciones o cables rgidos y flexibles. Debido a su estado de traccin, no presentan problemas mecnicos en su zona central, salvo error de clculo. Por el contrario, las uniones al resto de la estructura se pueden ver afectadas por diversos procesos qumicos.

El conocimiento de estos elementos constructivos es necesario para determinar la tcnica empleada en suprevencin.

SOLICITACIONES TIPICAS

A pesar de que globalmente las estructuras metlicas suelen presentar menor cantidad de problemas que otros sistemas constructivos en edificacin, stos se resumen en corrosin y deformabilidad fundamentalmente. No obstante, los fallos que experimentan tienen consecuencias catastrficas. De acuerdo con las explicaciones del profesorFlix Lasheras Merinoen la asignatura de Patologa de la ETSAM, los problemas que sufren dichas estructuras son los siguientes:

-Deformabilidad y dilatacin trmicaLas estructuras metlicas presentan una mayor deformabilidad y dilatacin trmica que las admisibles por estructuras de fbrica. Esto explica el hecho de que las primeras lesiones observables aparezcan primero en cerramientos y forjados, y no directamente en la estructura como cabra suponer. La deformabilidad y flexibilidad se expresan en:

Exceso de flecha

Exceso de vibracin

Pandeo de pilares o local de alas comprimidas.-Ejecucin de nudos y encuentrosLa importancia decisiva reside en estos puntos para lograr las disposiciones de articulacin y empotramiento establecidas en el proyecto. Este aspecto muestra una gran diferencia respecto a las estructuras de hormign, en el sentido de que el acero requiere un mayor grado de precisin en la ejecucin. Precisamente, son las uniones defectuosas las causantes de los desastres en estructuras metlicas, sobre todo si se les aaden los efectos de otros problemas tpicos como la corrosin, la presencia de zonas de absorcin o transmisin de tracciones.

CorrosinAfecta especialmente a elementos ocultos, exteriores o de difcil acceso, prximos a bajantes o instalaciones de hidrulicas (presentan fugas, condensaciones, etc.) o con escaso revestimiento protector contra condensaciones, filtraciones, humedad capilar o lluvia.

LAVENTAJA PRINCIPAL.

De las estructuras metlicas es que las reparaciones, excepto en casos extremos, suele ser sencilla mediante la incorporacin de nuevas chapas o perfiles atornillados, soldados a los daados, previa verificacin de la compatibilidad de aceros y recubrimientos de los electrodos.

Laslesionesa las que se ven afectadas las estructuras metlicas pueden clasificarse en tres grupos:

-Agresiones biolgicas

-Agresiones fsicas y mecnicas

-Agresiones qumicas

Agresiones biolgicasEste es un caso poco frecuente en la edificacin, puesto que no es corriente encontrar (micro) organismos alimentados por metal. A pesar de esto, s existen ciertas bacterias que pueden intensificar con su actividad los procesos de corrosin. Por tanto, su importancia respecto a la corrosin electroqumica es mnimaCorrosin microbiolgicaSe desarrolla en presencia de microorganismos, especialmente bacterias, hongos y algas microscpicas.

Agresiones fsicas y mecnicasEste tipo de agresiones son similares a las que puede padecer cualquier tipo de estructura. Probablemente, lasvibraciones, dependiendo de la configuracin de la estructura se transmitan con una mayor facilidad comparando con estructuras cuyo mdulo de deformabilidad sea menor. Respecto a las dems agresiones fsicas,el fuegoes la ms significativa debido a su gran destructividad, lo cual hace necesario establecer una cuidadaproteccinespecfica: en el material, su disposicin y la propia organizacin del edificio, facilitando su evacuacin y la rpida extincin en caso de incendio.

Los motivos mecnicos que originan la alteracin y deterioro de los materiales incluyen movimientos, deformaciones y rupturas originados por:

Cargas externas directasActan sobre la estructura u otros elementos.

Cargas indirectasDebidas a variaciones de temperatura o humedad, que en caso de movimientos impedidos en las piezas, provocan importantes deformaciones.

Cargas reo lgicasEstn producidas por la fatiga de los materiales.

Desplazamientos de la estructuraSon consecuencia de las alteraciones experimentadas en los terrenos sobre los que se cimienta.

Agresiones electroqumicasLacorrosin electroqumicatiene junto al fuego un poder destructivo muy importante, pero se diferencia en que su tiempo de actuacin es mucho ms lento y no suele percibirse hasta que los daos no son significativos. Adems, puede actuar localmente en reas muy reducidas y peligrosas de la estructura como ocurre en las soldaduras o tornillos de unin. La dificultad radica en que la estructura presenta zonas de acceso e inspeccin complicados, lo cual dificulta tanto el control como el mantenimiento de estos elementos estructurales frente a la corrosin.

Factores de diseoPara prevenir una corrosin prematura se debe dotar a las superficies de una ligera inclinacin para posibilitar la evacuacin de agua, distribuir orificios de drenaje y disponer espacio suficiente entre elementos para preparar las superficies y pintarlas, evitando lugares donde se acumule agua y otros contaminantes. Las zonas que experimentan deformaciones, tienden a comportarse como nodos y de ah resulten ms propensas a la corrosin. Normalmente aparece en bordes, cantos vivos y dobleces, lo cual debe ser considerado previamente en la fase de diseo y al determinar el tipo de proteccin anticorrosivo requerido.

FALLOS CARACTERISTICOS

Debido a la propia naturaleza de los materiales que constituyen estas estructuras, las patologas ms comunes se concentran en el sistema, ms que en el propio material o sistema constructivo. La relacin de problemas ms frecuentes en las estructuras metlicas es:

-Corrosin Des laminacin de perfiles

Picaduras en conexiones

La corrosin es un proceso que afecta al acero provocando una destruccin o deterioro de sus propiedades debido a una reaccin qumica o por consecuencia de una corrosin electroqumica. Experimenta una aceleracin en ambientes agresivos como los industriales o marinos. Provoca una disminucin progresiva de la seccin resistente de los elementos estructurales, llegando incluso a la perforacin o rotura por abombamiento de los xidos. Las zonas donde suele aparecer son: los apoyos, cerramientos exteriores y en forjados sanitarios. Los tipos de corrosin ms frecuentes son la deaireacin diferencialy la depar galvnico.Fallo de las uniones Corrosin

Mecnico

Las uniones constituyen uno de los puntos ms delicados a tener en cuenta en la estructura, tanto en el proyecto como durante el proceso de ejecucin. Su objetivo es dotar de continuidad a un elemento estructural que no puede construirse de una sola pieza. Son esenciales para dotar de estabilidad y seguridad a la estructura.

De modo general, las lesiones comienzan en las zonas ms rgidas del edificio, donde son ms visibles, como sucede en los cerramientos y particiones.

-Los fallos caractersticosson los siguientes:

Fallos mecnicos: afectan la solidez, implican prdida de capacidad mecnica o resistencia, estabilidad, rigidez que inciden en la seguridad estructural.

Fallos funcionales: afectan a la utilidad, conllevan prdida de nivelacin horizontal, vertical que repercute en la durabilidad y transmisin de vibraciones.

Fallos estticos: afectan al decoro debido a cambio de coloracin por accin de la corrosin. Son figuraciones inducidas que influyen ms en cerramientos, revestimientos y paramentos que en la propia estructura.

2.1.- DETECCION DE DAOS PRODUCIDOS EN EL PROCESO

CONSTRUCTIVO

TRATAMIENTOSDE JUNTASEl tratamiento de juntas por inyeccin de polmeros de bajo modulo elstico a alta presin, constituye una solucin definitiva para el tratamiento de problemas de fugas de agua en juntas de trabajo.

En las presas bveda solo un adecuado tratamiento de las juntas puede asegurar el correcto funcionamiento estructural de la presa. Con el paso del tiempo, se ha comprobado que en muchos casos, la inyeccin inicial de las juntas se va degradando, requiriendo una reinyeccin.

DRENAJE

Nuestra aportacin a un aspecto tan importante y a veces tan olvidado, como es el drenaje de presas, se concreta en:

Desarrollo de una metodologa propia de anlisis y dimensionamiento de la red de drenaje, que incluye el uso de ensayos geofsicos. Desarrollo de maquinaria de perforacin propia, muy ligera y manejable, capaz de realizar taladros, con recuperacin de testigos, de hasta setenta metros de longitud. Este tipo de maquinaria es idneo para la ejecucin de nuevos drenes en zonas de difcil acceso. Desarrollo de un sistema propio de limpieza de drenes, mediante tcnicas de hidrodemolicion, que aplica la energa de un chorro de agua de hasta 1.500 bar, para arrancar las concreciones de carbonatos adheridas a las paredes. Este sistema esta protegido por una patente mundial.

ENSAYOS Y SONDEOSComo parte de nuestra actividad, y muchas veces como paso previo a cualquier otra intervencin, ejecutamos sondeos de reconocimiento tanto del hormign como de la cimentacin de presas. Mantenemos acuerdos con diversos laboratorios y centros de investigacin oficiales para el analisis de las muestras y probetas obtenidas.Con medios propios, como cmaras de video sumergibles o aparatos de geofsica, se realizan anlisis mas profundos del estado de la presa o su cimiento, como el estado de la red de drenaje, o la localizacin y aforo de corrientes de aguas subterrneas.

Con los sistemas de investigacin geofsica se pueden localizar con gran precisin la posicin de diaclasas, su orientacin y los eventuales caudales de aportacin. Adems la imagen del interior de los sondeos permite la reconstruccin virtual de los testigos, independientemente de su grado de fracturacin.

REGENERACION Y REFUERZO DE HORMIGON ARMADO O ROCA

Con el paso del tiempo, el proceso de carbonatacin del hormign, a veces agravado por la proximidad del mar, ocasiona importantes daos en las estructuras, como consecuencia de la corrosin del acero, y el estallido de la capa de recubrimiento.

Para el refuerzo de estructuras solemos utilizar, en edificaciones fibra de carbono adherida con resinas epoxi, y anclajes y bulones en obra civil, como puentes o cajeros canales.

2.3.- ACCIONES Y EFECTOS DE LA CORROSIONEn la vida diaria con frecuencia consideramos a la corrosin de los metales como algo molesto que debemos prevenir y evitar sopena de tener que desechar nuestras utensilios o bien tener que limpiarlos o pintarlos frecuentemente para que puedan darnos servicio durante un poco ms de tiempo.

Nos preocupamos sobre todo por los objetos expuestos al medio ambiente, principalmente cuando este medio ambiente corresponde a un clima hmedo y clido.

Sin embargo, hay que aclarar que, la corrosin, no es un hecho trivial, sino que, a nivel mundial, viene a ser uno de los fenmenos ms trascendentales en la economa de toda sociedad humana. En trminos generales de acuerdo con la Secretaria General De La Organizacin De Los Estados Americanos (Programa Regional Desarrollo Cientfico y Tecnolgico) los perjuicios causados por la corrosin equivalen del 1.5 al 3.5% del Producto Nacional Bruto en numerosos pases.

Por lo que se refiere a los perjuicios que el fenmeno de la corrosin ocasiona a la industria de la construccin, cabe mencionar que hoy en da se tiene plena conciencia de que el factor ms determinante para la reduccin en la durabilidad del concreto estructural es la falta de control de la corrosin en los aceros de refuerzo.

Es interesante hacer la observacin de que generalmente se d preferencia, en el diseo, a la construccin de obras de concreto reforzado o presforzado sobre las de acero estructural, pensando en que estas ltimas requieren de una conservacin peridica y costosa, mientras que en los primeros basta con llevar, durante la construccin, un estricto control de calidad en la construccin para que la vigilancia y conservacin de dichas obras durante su etapa de servicio no sea tan estricta como en el caso de las estructuras de acero.

La realidad es que el inicio de la corrosin en las estructuras metlicas es observable con toda claridad y permite tomar medidas oportunas mientras que en las estructuras de concreto el fenmeno permanece encubierto y cuando se descubre el dao, muchas veces, ya es irreparable. Por otro lado se sabe tambin, que la corrosin bajo tensin en aceros de presfuerzo puede provocar el colapso sbito de las estructuras presforzadas.

EL FENMENO DE LA CORROSIN

Accin qumica, electromecnica, macanoquimica, o biolgica, lenta o acelerada de la naturaleza o el medio ambiente, que degrada y destruye los materiales. Este fenmeno, al que se da el nombre de corrosin se manifiesta ms evidentemente en los cuerpos slidos como son los metales, las cermicas, los polmeros artificiales, los agregados y los minerales fibrosos de origen natural.

El fenmeno de la corrosin de la materia slida consiste bsicamente en la prdida del equilibrio en las fuerzas cohesivas. Las fuerzas que mantienen la cohesin de la materia slida son de naturaleza elctrica.

Esta cohesin es el resultado del equilibrio de las fuerzas de atraccin entre los ncleos atmicos positivos y los electrones con carga negativas, con las fuerzas de repulsin de los electrones entre si y de los ncleos atmicos entre si.

FORMAS DE CORROSIN.

La corrosin se puede presentar de varias formas que difieren en apariencia.

Corrosin general: La corrosin general es la forma ms comn que se puede encontrar y la ms importante en trminos de prdidas econmicas. Se caracteriza por un ataque ms o menos uniforme en toda la superficie expuesta con solamente variaciones mnimas en la profundidad del dao. En las estructuras se pueden usar recubrimientos especiales para minimizar el ataque de la corrosin.

Corrosin Galvnica: Se puede producir un dao severo por corrosin cuando dos o ms metales distintos se acoplan elctricamente. Esto se conoce como corrosin galvnica y resulta por la existencia de una diferencia de potencial entre los metales acoplados que causa un flujo de corriente entre ellos. El metal ms activo padece una corrosin ms acelerada, mientras que la corrosin en los miembros menos activos se retarda o se elimina.

Corrosin por hendiduras: La corrosin por hendiduras es un tipo que se presenta en espacios confinados o hendiduras que se forman cuando los componentes estn en contacto estrecho. Para que se presente la corrosin por hendidura, la hendidura debe ser muy cerrada, con dimensiones menores a un milmetro. Aunque no se han definido los lmites de la brecha, es conocido que este tipo de corrosin no se presenta en espacios ms grandes.

Para que se presente la corrosin por hendiduras no es necesario que las dos superficies de aproximacin sean metlicas. Tambin se ha reportado corrosin por hendiduras formadas por varios materiales no metlicos (polmeros, asfaltos, vidrio, neopreno) en contacto con superficies metlicas. El hecho de que esto pueda ocurrir es de una importancia especial en la aplicacin y seleccin de materiales de juntas de dilatacin, apoyos, etc.

Picaduras: Las picaduras son una parte localizada de corrosin en la que el ataque est confinado a muchas cavidades pequeas en la superficie del metal. Las cavidades que se forman pueden variar en cantidad, tamao y forma. Las picaduras pueden contribuir de manera importante a una falla general, en componentes sujetos a esfuerzos muy altos, dando como consecuencia la falla por corrosin bajo tensin.

El picado se puede presentar en varios metales y aleaciones, pero los aceros inoxidables y las aleaciones de aluminio son susceptibles en especial a este tipo de degradacin.

Agrietamiento por corrosin y esfuerzos: El agrietamiento por corrosin y esfuerzos es una falla corrosiva en la que se forman las grietas de un componente bajo la accin combinada de esfuerzos mecnicos y un medio ambiente agresivo. Los esfuerzos y el medio ambiente agresivo se unen para ocasionar una falla sbita.

Por lo general los requisitos para que se presente la corrosin son dos:

1.- Un metal o aleacin susceptibles. Aceros de alta resistencia, latones y aceros inoxidables, y aleaciones comunes de aluminio, acero, fierro, etc.

2.- Un medio ambiente especifico. Por lo general un ambiente hmedo o salado, por lo general un ambiente lleno de iones especficos (iones de cloruro, iones de monio, etc.)

Lazonaareainmediatamente superior al nivel alto de carrera de mareas, llamada zona de salpicaduras se humedece y seca alternativamente. Los cloruros pueden avanzar rpidamente por succin capilar, alcanzando as una determinada profundidad, a partir de la cual continan profundizando por difusin. En esta zona si hay acceso deoxgenoy elevada humedad, por lo que elriesgodecorrosines alto.

Si adicionalmente el hormign situado en las zonas de mayor riesgo antes mencionados, esta fisurado con anchura de fisura por encima de 0.4 mm, a travs de las fisuras, los cloruros avanzan muy rpidamente por absorcin, alcanzando puntualmente las armaduras, y originando nodos de corrosin localizada. Sin embargo, incluso en estas circunstancias puede no aparecer corrosin, si el hormign del recubrimiento es de muy elevadacalidad, y no permite el acceso de oxgeno y humedad para generar las zonas catdicas.

El deterioro de lasestructurasde hormign en ambiente marino se debe a:

La permeabilidad es la llave de la durabilidad: el origen de esta insuficiente impermeabilidad puede estar enmezclasde hormign mal dosificadas, ausencia deaireincluido si la estructura se encuentra en climas fros, compactacin y curado inadecuado, falta de recubrimiento de las armaduras, juntas mal diseadas o construidas, y microfisuracin del hormign debido a las cargas, a la retraccin trmica o de secado, y a la expansin por la reaccin lcali-rido El tipo y la severidad deldaopueden noseruniformes a lo largo de la estructura: La seccin situada en laatmsfera marina nunca est en contacto con el mar, pero recibe sal procedente de la brisa marina y niebla salina, por lo que ser ms susceptible a la accin de la helada y la corrosin de las armadurasSalvo que el hormign sea muy permeable, la accin qumica del agua de mar no produce dao, debido a que estos productos son insolubles, con lo que reducen la permeabilidad e impiden el progreso de la reaccin hacia el interior del hormign.

Etringita rellenando un poro. Etringita rompiendo un rido.

La corrosin de las armaduras suele ser la principal causa de deterioro del hormign en estructuras de hormign armado o pretensado expuestas al agua de mar El dao real del hormign debido al crecimiento de organismos marinos no es un problema habitual: No obstante, se ha constatado que las algas pueden aumentar lavelocidadde degradacin del hormign, debido posiblemente a la accin de loscidosorgnicos y sulfatos producidos en la descomposicin de lavegetacin. Tambin se ha observado que en los trpicos algunos tipos de moluscos pueden erosionar al hormign a una velocidad de 1 cm por ao. Las algas en las zonas sumergidas pueden mejorar la durabilidad sellando la superficie del hormign.

Las medidas que se pueden tomar para evitar el deterioro de un hormign sometido a un ambiente marino son:

Si se utiliza un cemento Prtland deber limitarse el contenido en C3A del cemento. El cemento con escorias de alto horno tiene una elevada resistencia. La estabilidad de cementos con un 20 % de puzolanas depende de la composicin mineralgica y de la reactividad de la puzolana.

La relacin a/c se deber conservar lo ms baja posible (a/c< 0.5) y se deber asegurar la trabajabilidad (utilizando plastificantes)

El recubrimiento mnimo deber aumentarse donde pueda producirse abrasin. En las zonas sumergidas se pueden utilizar recubrimientos menores.

Recomendaciones:

Hormign segn el reglamento cirsoc 201 establece para ambientes marinos (estructuras expuestas al viento marino, sumergidas y en la zona de alternancia de mareas) (21 MPa, 30 MPa , 38 Mpa y 47MPa)

Relacin a/c< 0.45

El contenido mnimo de cemento, para un hormign compactado, ser de 380 Kg./m3 de hormign (A.R.S o Puzolanico A.R.S.)

Penetracin de agua < 30mm

Asentamiento 8 cm. sin aditivo y 15 cm. con aditivo

Tipos de corrosin en la armaduraLa corrosin puede adoptar diversas formas, segn la localizacin de las zonas andicas y catdicas, y la posible existencia de tensiones mecnicas importantes

Tipos de corrosin de armadura en el hormign

Corrosin generalizada: cuando el ataque afecta a toda la superficie del metal (puede ser uniforme o irregular). Se produce por un descenso de la alcalinidad del hormign que puede ser debido a una lixiviacin por circulacin de aguas puras o ligeramente acidas o por reaccin de los compuestos decarcterbsico del hormign y los componentes acido de la atmsfera para dar carbonatos sulfatos y agua.

Corrosin localizada: debido a la heterogeneidad del hormign y su micro ambiente, es normal que los procesos andicos y catdicos no se encuentren uniformemente distribuidos, sino que en algunos puntos es ms fuerte elprocesocatdico y en otros el andico. En el caso especfico de concentracin de un nmero reducido de puntos, con una reducida relacin entre las zonas andicas y catdicas, el ataque en las andicas se intensifica fuertemente dando lugar a la corrosin por picaduras. La situacin ms agresiva es la presencia de cloruros. Los iones sulfuro y sulfato son tambin despasivantes pero menos frecuentes y peligrosos que los cloruros.

Corrosin bajo tensin, con generacin de fisuras: cuando, adems del proceso de corrosin existe una tensinmecnicaelevada, y un metal susceptible a este fenmeno.

Corrosin-fatiga:cuando coexiste un proceso de corrosin y una solicitacin cclica importante.

SintomatologaEn el proceso de la corrosin, inicialmente se produce hidrxido ferroso decolorverdoso, y con mayor grado de oxidacin, oxido ferroso-frrico, de color negro, e hidrxido frrico, rojizo.

En los casos de suficiente disponibilidad de oxigeno, el deterioro del hormign debido a la corrosin de las armaduras se manifiesta en forma de expansin, fisuracin y perdida del recubrimiento. Adems el elemento de hormign armado puede sufrir un dao estructural debido a la perdida de adherencia entre el hormign y el acero, y a la perdida de seccin de la barra.

La armadura al oxidarse, aumenta de volumen hasta ms de 6 veces, enfuncinde la disponibilidad de oxigeno. Esto provoca fuerzas expansivas que pueden causar fisuracin y desprendimiento en el hormign, lo que puede llevar a roturas frgiles si las fisuras longitudinales a lo largo de las armaduras se producen en la zona de anclaje de las mismas.

La corrosin provoca adems la reduccin de la seccin transversal de la armadura. La capacidadmecnicadel acero se reduce siguiendo aproximadamente una relacin lineal con la reduccin de seccin, mientras que las propiedades de elongacin y resistencia a la fatiga pueden reducirse sustancialmente con pequeas disminuciones en la seccin transversal.

En la corrosin que se desarrolla en ambientes con baja disponibilidad de oxigeno (corrosin verde o negra), el volumen de los productos de corrosin puede ser solamente dos veces mayor que el volumen del acero. Tal proceso de corrosin se desarrolla a baja velocidad y, en circunstancias especiales, los productos de la corrosin pueden difundirse dentro de los huecos y poros del hormign sin causar fisuracin y desprendimiento. En estos casos singulares la corrosin de la armadura puede dar lugar a un fallo inesperado sin una manifestacin exterior previa. Si hay circulacin de agua, pueden aparecer en superficies las manchas de oxido en donde emerge la humedad, por lo que incluso a veces no coinciden con la situacin de las armaduras.

Para un proceso de corrosin generalizada, las fisuras generadas en el hormign por la expansin de los productos de corrosin se desarrollan mas rpidamente (en anchura y longitud) que en aquellas generadas por corrosin localizada.

La corrosin provoca dos efectos:

1.la seccin de armadura disminuye.

2.los productos de corrosin ocupan un volumen mayor que el del acero del que se han formado. Esto conduce a tensiones expansivas que pueden provocar la rotura del recubrimiento y se ve afectada la adherencia entre la armadura y el hormign, aumentan las deformaciones y se ve afectada la resistencia.

Tcnicas de deteccinUn poderoso arsenal deensayossirve de inapreciable ayuda al investigador, para determinar los deterioros, ya sean visibles o no, y para determinar si la corrosin se activa o si las grietas han sido iniciadas por otra causa.

Lo ms importante es la inspeccin visual, lamedicinyanlisisde las grietas. Algunos indicios de deterioro eindicadoresque se pueden detectar son: fisuracin, descamacin de la superficie de hormign, desprendimiento de fragmentos del recubrimiento de hormign, manchas de cal en la superficie del hormign, eflorescencias: depsitos de sales blancas, manchas de xido (de color marrn u oxido), deterioros: cambios en propiedades (como color textura o resistencia), nidos de grava (evidenciasde huecos o espacios entre ridos gruesos), filtraciones por las juntas, abrasin; luego con muestras tomadas de la estructura, pueden ser ensayadas para medir el contenido de ion cloruro, gravedad especfica, porcentaje de vacos, absorcin y resistencia a la compresin. Los resultados de estos ensayos nos ayudan a: medir el grado de susceptibilidad de la estructura, determinar los aditivos y la ulterior corrosin.

Adems,el ensayode los agregados reactivos puede ser hecho para determinar si los agregados son causantes o contribuyentes del agrietamiento.

Elensayode ultrasonido, puede ser realizado en el hormign en obra, para estimar la severidad y extensin del deterioro por agrietamiento o los vacos del hormign, aun cuando estos no pueden ser vistos.

Otras reas daadas por corrosin a causa de un insuficiente recubrimiento de las armaduras, pueden ser detectadas por el Pacmetro, un aparato magntico que mide la profundidad de las armaduras, si el tamao de las barras es conocido.

La existencia de corrosin activa, puede ser detectada por la medicin directa de un flujo de corriente. Se hace una conexin elctrica de un borne de un voltmetro a una barra de la armadura expuesta. El otro borne del voltmetro es conectado a un elemento de pila de sulfato decobre, que es entonces puesto en contacto con la superficie de hormign en varios puntos. La magnitud y signo del voltaje resultante es un indicador de la actividad de la corrosin en el hormign. Un potencial de alrededor de 0.30 Volts, es generalmente considerado unvalorde inicio, y que sobre el cual, el dao por corrosin ocurrir sobreseguro. Muchas observaciones indican que un potencial igual o mayor a 0.20 Volts es indicador de avera por corrosin en miembros verticales de hormign. Resumiendo, si se obtienen bajas lecturas en una regin agrietada, el agrietamiento puede ser considerado como estructural y no a causa de la corrosin.

Prevencin de la corrosinPara prevenir la corrosin es fundamental que:

que el hormign tenga una estructura de poros adecuada

que el recubrimiento tenga el espesor suficiente

que el hormign est libre de cloruros

Recubrimiento de hormign:

Es el parmetro ms importante de cara a la corrosin. Una buena calidad implica impermeabilidad y espesor adecuados. Se emplean espesores de 25 a 40 mm.

El espesor de recubrimiento influye sobre el valor detoleranciade cloruros para anchuras de fisuras hasta 0.4 mm. Si las fisuras son mayores, aumentar el espesor de recubrimiento no sirve para nada.

La anchura de fisuras no influye sobre la velocidad de corrosin, por lo que si el recubrimiento es de alta calidad, el dao por corrosin es pequeo incluso para fisuras de 0.3 mm.

Permeabilidad del recubrimiento:

Influyen la relacin a/c (cuando la relacin a/c excede del valor 0.6, la permeabilidad aumenta considerablemente debido al incremento de la porosidad capilar), el curado y la compactacin.

El efecto de la relacin a/c en el contenido de cloruros se limita fundamentalmente a la capa superficial del hormign y para duraciones de exposiciones pequeas a cloruros. Para mayores duraciones de exposicin y mayores profundidades de penetracin (20mm. o ms), el tipo de cemento tiene una mayor influencia sobre la profundidad de penetracin de los cloruros que la relacin a/c.

Cubrimientos protectores

A diferencia de lo dicho hasta aqu, que es hacer a un hormign impermeable por s mismo y que es indudablemente lo mejor; existen otrosmtodosde impermeabilizarlo y son: el cubrimiento protector o lapinturade hormign; estos cubrimientos se aplican particularmente en la zona de amplitud de mareas y a salpicaduras, que es donde se producen los mayores daos de corrosin de armaduras.

Adems los cubrimientos pueden servir para prevenir daos por abrasin. Se distinguen los siguientes tipos.

Cubrimientos hechos de hormign:

Con estemtodose trata de cubrir con un hormign denso, toda la estructura de hormign convencional, cuando se trata de cubrir pilotes, toma el nombre genrico de "pantalones deconcreto" o "polainas de concreto" o "calzoncillos de concreto", ya sea, si se cubre el pilote completo o parcialmente en su tramo inferior o tramo superior, respectivamente.

Este cubrimiento protector es generalmente de gunita y su armadura es malla de alambre galvanizado. La gunita hace que se tenga una capa de cubrimiento muy denso y rica, de por s, impermeable. Existe siempre el peligro del agrietamiento por retraccin, por lo que se debe tomar todas las medidas de prevencin.

Otra forma de aplicar el cubrimiento, es reemplazar la gunita por una inyeccin submarina y usar moldajes flexibles.

Funda metlica:

Otro tipo de cubrimiento, es de la funda metlica y consiste en usar planchas metlicas para aislar e impermeabilizar la estructura. Se han usado planchas de acero para impermeabilizar tuberas y tanques submarinos. El metal Monel y fundas de hierro forjado, se han empleado en ocasiones en la zona de amplitud de mareas.

Macizos elsticos:

Elempleode aglomerados bituminosos puede permitir laconstitucinde macizos elsticos en el mar, o como proteccin de escolleras.

Pinturas bituminosas

Sonsolucionesde asfalto con un disolvente voltil apropiado. En impermeabilizacin, se emplean como pinturas sobre el cemento, para lograr una proteccin qumica (0.5 L/m2).

Se ha desarrollado en gran nmero de pinturas, que se han usado con granxitoen los hormigones sumergidos.

La desventaja de las pinturas bituminosas es que no resisten los efectos de la abrasin, ni la ruptura causada por la intensa presin localizada, de los organismos ssiles.

Pinturas y enlucidos protectores

Con estas pinturas plsticas, se trata de aislar la estructura a la difusin del aire dentro de ella; hay pinturas de fondo reactivo "wash primer", que contienen cido fosfrico y un aglomerante de resina, butiralpolivinilo y el pigmento antioxidante, tetraoxicromato de zinc. As se consigue, en una sola operacin, una defensa contra el xido y una capa de fondo adherente.

Tambin se recomiendan las pinturas "antifouling", para evitar la adherencia de algas y moluscos; la ms empleada por sueconomay efectividad, son las que tienen como txico las sales de cobre.

Su vida til, es muy breve, de 6 a 8 meses.

Tambin se puede impermeabilizar, por medio de una capa o pelcula de pintura decauchocolorado, para el enlucido de hormigones sumergidos.

Otros enlucidos son: fluosilicatos o fluoruros, mezcla de neopreno con parafina.

Resina epxi:

Con esta resina, se logra proteccin contra la corrosin y abrasin y puede ser aplicada en reas secas, mojadas (ya sea bajo el agua y en la zona de amplitud de mareas) y en aguas detemperaturade 2C.

Ciertas formulaciones de resinas, pueden curar en la zona de rompientes de oleaje.

Los cubrimientos epxicos, tienen una adherencia extremadamente buena, y pueden ser aplicados por un buzo, en una faena simple y lograr una superficie impermeable y densa, resistente a la abrasin.

La tcnica de aplicacin del cubrimiento epxico es la siguiente:

Los ayudantes colocan una lona-soporte sobre una mesa y all, le aplican la resina en una capa densa y uniforme, quedando el soporte totalmente impregnado y sin ninguna burbuja.

Se baja la lona al buzo, quien la aplica y amarra firmemente a la obra.

Con un rodillo se diluyen todas las burbujas que pudieren haber quedado atrapadas.

Para el buen xito del cubrimiento, es esencial que la superficie a tratar est totalmente limpia y libre de materias extraas, incluyendo organismos marinos, pelillo, musgo,aceite, grasa, sal, moluscos y orn con el fin de asegurar la buena adherencia. Los equipos arenadores de uso submarino y el "jet" de agua, son especialmente efectivos.

Las resinas epxicas, son termoestables, qumicamente inerte, resistentes alcalor, no se encogen, presentan extraordinaria adherencia y buenas propiedades elctricas. Adems, se puede combinar con otrosplsticospara obtener compuestos con nuevas caractersticas.

Sus principalesobjetivosson:

CargasMinerales: abarata elcosto, mejora las caractersticas mecnicas (resistencia a la abrasin), adems da la consistencia necesaria para su aplicacin, el aditivo ms usado es la brea de hulla.

Pigmentos Minerales y Orgnicos: tienen la funcin de mejorar el aspecto de los acabados dndoles el color.

Diluyentes:Mejoran la facilidad de aplicacin y permiten el aumento de carga. Los diluyentes convencionales, slo se usan en casos de proteccin de superficies libres.

Para obtener hormigones de la calidad que uno desea, es necesario establecer, mediante el uso de dosificaciones adecuadas, la combinacin adecuada de los agregados. Adems se tienen como objetivos especficos el detallar las dosificaciones y tipos de hormigones necesarios para realizar obras de calidad en ambiente sumergido, esto quiere decir el establecer las cantidades de: agregados ptreos, de agua de amasado, de aire incorporado, la cuanta de armadura, de aditivos y de cemento.

Caractersticas de los agregadosAgregados ptreos:

Constituyen la porcin mayor de la dosificacin y no ha de contener materias orgnicas, sustancias solubles, pelculas adheridas, ni elementos blandos, deleznables o susceptibles de descomposicin.

Fundamentalmente, los agregados debern estar limpios y libres de suciedad o depsitos de sal, porque lo es deseable, en caso de duda el lavado de los ridos.

Agua de amasado:

Generalmente, deber tener la calidad de ser potable y estar libre de turbidez excesiva y materiales orgnicos. Para una mayor durabilidad, y particularmente en exposiciones en climas semi-tropicales, se deber imponer estrictas limitaciones con respecto al porcentaje aceptable de cloruro de magnesio (1%).

Con respecto al uso del agua de mar, algunos lo aceptan, pero con severas limitaciones y recomiendan un alto contenido de cemento con el fin de incrementar la alcalinidad e inhibir la corrosin. Toda esta propensin a la corrosin de las armaduras, limita el uso del agua marina en el hormign armado y prohbe su uso en el hormign pretensado

Segn la norma CIRSOC 201 deber cumplir las exigencias sobre total de slidos disueltos y mximos contenidos de cloruro, y sulfatos. El contenido de cloruros incluye tambin el que aportan los agregados y aditivos.

Estructura de hormign armado convencional

Cloruro Mx. 1000ppm

Sulfato Mx. 1300ppm

Estructuras de hormign pretensado

Total de slidos disueltos Mx. 500ppm

Cloruro Mx. 150ppm

Sulfato Mx. 1300ppm

Aire incorporado:

Es esencial para un hormign martimo, ya que permite lograr mayor plasticidad, por ladistribucinuniforme del aire en la mezcla, estos esferoides de aire, obran a la vez como un rido fino y como unsistemade "rodamiento de bolas" que facilitan la movilidad y acomodamiento del agregado grueso.

Los beneficios que se pueden obtener con el uso del aire incorporado, son:

a.- Disminucin del contenido de arena en un volumen absoluto igual al del aire incorporado.

b.- Disminucin del agua de amasado, sin prdida de asentamiento.

c.- Mejora de la trabajabilidad y disminucin de la razn agua cemento.

d.- Los glbulos, se constituyen en una defensa contra la segregacin y exudacin, lo que facilita el transporte, vaciado y da un mejor acabado superficial. Su porcentaje vara de un 5 a 7%(dependiendo del tamao mx. del agregado). Actan tambin comovlvulasde absorcin de presiones internas y como freno a la penetracin salina.

Aditivos:

Son los ingredientes que se agregan al hormign, antes o durante el amasado, con el fin de conferirles alguna cualidad determinada.

En los hormigones martimos son frecuentemente usados los reductores de agua, para mejorar la trabajabilidad y reducir la segregacin durante la manipulacin. Retardadores y Plastificantes son muy usados en los hormigones sumergidos. Es conveniente realizar mezclas de prueba, para establecer dosificaciones y determinar cualitativamente y cuantitativamente los resultados.

Armaduras:

Debern estar bien distribuidas para reducir el tamao de cualquier fisura o grieta que pueda ser causada por la retraccin u otras causas. Un adecuado recubrimiento de hormign sobre las armaduras, deber ser previsto. Asimismo se verificar que alguna pieza o trozo de armadura, no quede topando el moldaje. Muchas autoridades recomiendan un espesor de recubrimiento de 3 a 4cm, y se deber prever que el hormign sea muy denso e impermeable, sobre todo en la zona de amplitud de mareas y expuesta a salpicaduras.

Contenido de cemento:

Al incrementar el contenido de cemento, la capacidad de fijacin del hormign frente al CO2 y Cl- aumenta, aunque influye menos que los factores anteriores

Normalmente un contenido de cemento de 380 kg/m3 es suficiente para conseguir una permeabilidad suficientemente baja.

La razn agua/cemento, deber ser lo ms baja posible, en orden a reducir la permeabilidad se recomienda un 0,45.

En cuanto a la calidad del cemento, este deber tener un moderado contenido de Ca3Al (alrededor de un 8%) para prevenir una reaccin qumica entre el hormign y el agua marina. Adems, deber tener un bajo contenido alcalino (de 0,6% de Na2O y K2O) para prevenir una reaccin con ciertos agregado, que pueda ser acelerada en ambiente marino.

Tipos de cemento:

De preferencia pueden aceptarse los cementos con adiciones activas como puzolana y escorias.

El cemento, como principal adherente entre los agregados ptreos que conforman el hormign, se puede encontrar en diferentes tipos, algunos de ellos se describen a continuacin:

Cemento Prtland A.R.S.:

Es el cemento Portland que posee una alta resistencia a los sulfatos cumple los requisitos de resistencia de la categora 40, es decir, se asegura la obtencin de ms de 40 MPa (408 Kg./cm2) La elaboracin de una mezcla de caractersticastcnicasadecuadas, con cemento Portland ARS y suficiente CUC (contenido unitario de cemento > 350 Kg./m3), baja relacin a/c (agua/cemento) y sometido a condiciones de curado suficientes contribuyen a obtener hormigones con una menor permeabilidad, mayor resistencia mecnica y de gran durabilidad ante el ataque externo de sulfatos.

Cemento con escoria de alto horno:

Es el producto que se obtiene de la mezcla conjunta de clnquer, escoria bsica granulada de alto horno y yeso. La escoria bsica granulada, es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metlica, que resulta en el tratamiento de mineral de hierro, en un alto horno. Si tiene menos de 30% de escoria bsica, se denomina Cemento Portland Siderrgico.

Cemento puzolanico:

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta del clnquer, puzolana y yeso.

La Puzolana es el material slico-aluminoso que, aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando est finamente dividido y en presencia de agua, por reaccin qumica con el hidrxido de calcio, a la temperatura ambiente.

Si tiene menos de 30% de puzolana, se denomina Cemento Portland Puzolnico, en contrario se llama Cemento Puzolnico.

Cemento puzolanico A.R.S.

Conglomerante hidrulico que contiene al clinker portland como constituyente necesario, pequeas cantidades de sulfato de calcio, con la adicin entre 20% y 50% de puzolana. Es un material inorgnico que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua. Cumple los requerimientos de resistencia de la categora 30, es decir, se asegura la obtencin de ms de 30 MPa (306Kg./cm2)

DOSIFICACIN Y CURADO

Al disear un hormign, se debe tener especial cuidado que las propiedades especficas que se estn dando al hormign, sean las necesarias, pues los requerimientos de exposicin son generalmente mucho ms exigentes, con las dosificaciones; que los requerimientos de resistencia.

En todo caso, al disear una dosificacin, se deber tener presente lo siguiente:

Ocupar un mtodo de dosificacin

Que, la trabajabilidad del hormign, determinada por el Asentamiento de Cono sea alto, de 15 a 18cm., a causa de que los hormigones sumergidos, no se pueden vibrar ni compactar, porque se desintegran y con un asentamiento alto, al momento del vaciado en los moldajes, se compacta solo, ocupando y llenando perfectamente todo los moldes.

La razn agua-cemento mxima que se podr adoptar ser de 0.45; siempre se tratar de usar la mnima posible. Todo esto es debido a que el cemento para su hidratacin, necesita alrededor de de su peso en agua. Todo el exceso de agua sobre lo indispensable, producir poro y por consiguiente aumentar su permeabilidad, dejndolo vulnerable al ataque del agua marina (penetracin por capilaridad).

Cantidad de Agua; como el exceso de agua es perjudicial a los hormigones, sta debe ser la mnima posible de acuerdo a la estructura,mediosde colocacin y trabajabilidad; la cantidad de agua, est determinada por dosvariables, el Asentamiento de Cono y el tamao mximo de los agregados, y oscila alrededor de los 200 (L/m3), es recomendable el uso de aditivos humectantes.

Cantidad de cemento; cuando se imponga el uso de cemento corriente, es necesario adoptar para el hormign una dosificacin rica, de 400 a 500 (Kg./m3); se puede mejorar su impermeabilidad por medio de la adicin de otro aglomerante que lo complemente, como puede ser, puzolana bien cribada y finamente triturada en una porcin del 20 al 30% del peso del cemento o todava mejor, recurrir al empleo de cemento puzolnico.

Cantidad de Aire; se recomienda el uso de aditivos incorporadores de aire, ya que se forman glbulos microscpicos de aire, uniformemente repartidos en toda la masa del hormign, que mejoran su durabilidad e impermeabilidad, ya que sellan cualquier canal capilar que se pueda producir durante el fraguado.

Cantidad de ridos finos y gruesos; como es sabido, los ridos finos deben ir llenando los huecos que dejan los ridos de tamao superior, para obtener en el total el mnimo de huecos. El exceso de fino sobre la cantidad justa para llenar los vacos de los gruesos, acarrea inconvenientes que hacen perder cualidades a los hormigones, pues el exceso de mortero, hace que se requiera una mayor cantidad de agua para una misma trabajabilidad, por consiguiente, se baja la resistencia mecnica y las defensas contra los ataques de agua marina.

Consolidacin y Curado; los hormigones sumergidos no podrn apisonarse y menos vibrarse, porque con ello se desintegraran, por lo tanto, lo que ms se acepta, es que durante el hormigonado, se golpeen suavemente los moldajes con un combo demadera, con el fin de ayudar a la eliminacin de las burbujas de aire y as, obtener una mejor compactacin, mayor apretado y por ende, mayor densidad.

Tcnicas de hormigonadoMuchas estructuras martimas pueden ser construidas a base de elementos prefabricados de hormign, con cada elemento fabricado de un modo convencional, por lo que la faena martima se reduce al montaje; otras estructuras, mediante el uso de elementos deservicio, pueden ser construidas en el aire, sobre agua. El hormigonado sumergido es requerido en ciertas estructuras que deben ser construidas en el lugar, bajo la superficie del agua; tcnicas especializadas han sido desarrolladas, para asegurar que el hormign sea puesto en obra en forma apropiada y eficiente, ya que ste debe ser capaz de desarrollar la resistencia y caractersticas asignadas en el diseo.

Lo que se presenta a continuacin, tiene comoobjetivogeneral establecer la diferencia que existe entre un hormigonado fuera del agua y uno sumergido. Tambin se tiene como objetivo especfico el explicar las diferentes formas que existen para hormignar bajo el agua, esto incluye las tcnicas de hormigonado (hormign tremie, hormign ensacado, hormign por talud, hormign en cubas y cementos hidrulicos), los tipos de hormigones usados, la inyeccin de morteros, los moldajes utilizados.

HORMIGN TREMIE (TUBO-TOLVA)

Esta tcnica es empleada en diversos propsitos, incluyendo hormigones sumergidos, estructuras submarinas, reparaciones de hormigones sumergidos, construccin y juntas de secciones de tneles submarinos, pilas para fundaciones de estructuras tales como: puentes y plataformas de costa adentro. Este proceso puede ser usado en casos que se quiera lograr una muy alta calidad estructural, y se han logrado exitosasoperacionesde hormigonado en profundidades de hasta 50 m, como el hormigonado de machones de puentes.

Este proceso o tcnica, consiste en colocar el hormign en obra, por medio de un tubo, cuyo extremo inferior queda siempre embebido en el hormign fresco, de modo que el lavado y segregacin son substancialmente prevenidos.

Se puede sugerir (para uso comparativo) la siguiente dosificacin, para obtener un hormign apropiado para esta tcnica:

Dosificacin para hormign bombeado:

Agregado GruesoTamao mximo de 2cm. para propsitos generales, 3.8cm., para grandes masas y gravilla, para juntas y reparaciones, se evita el uso de ridos de partculas alongadas y de aristas vivas.

Agregado Fino42 a 45% de arena.

CementoMezcla rica de 425 a 600 (Kg./m3)

Asentamiento de Cono15 a 20 cm.

AditivosAditivos plastificantes e incorporadotes de aire, con el objeto de reducir la segregacin, formacin de exudacin y punto de hidratacin.

Dosificacin para hormign Tremie:

AgregadosArena gruesa o gravilla, de un tamao mximo de 1cm., mezclada con arena en un volumen de 810 (L/m3), la gravilla debe ser de cantos redondeados y la arena 675 (L/m3).

CementoMezcla rica de 510 (Kg./m3).

AditivosAditivos plastificantes y fluidificantes.

AguaPotable, suficiente para dar la consistencia

Esquema de hormigonado por Tubo - Tolva

HORMIGN ENSACADO

Este mtodo se usa para construir muretes o plataformas bajo el agua o para formar la base de una cimentacin, ej. Muros de muelles o malecones, siempre la arista ms cargada descansa sobre un murete de hormign en sacos, que transmite los esfuerzos a un fondo de cimentacin satisfactorio, En el primero, la mezcla de hormign seco es ensacada; se llena hasta la mitad y se cierra, luego es sumergido por medio de pallets y es colocado en obra por un buzo. El cemento se va hidratando, segn el agua va penetrando. Este mtodo tiene la ventaja de que el tiempo de manipulacin y colocacin no es crtico, pero la hidratacin es baja y el saco puede ser dislocado por las olas y/o corrientes, antes que haya fraguado. La adherencia entre sacos adyacentes puede no ser buena y el cemento puede no ser distribuido uniformemente en la mezcla.

En el otro mtodo, se usa un hormign con un asentamiento de cono bajo, y deestadoplstico; los sacos a usar pueden ser de arpillera o yute, deben ser flexibles para que formen un cuerpo entre s y no deben llenarse completamente (hasta 2/3 de su capacidad), la arpillera deber estar escardada, y la tela empapada con una lechada muy clara antes de recibir el hormign. El saco una vez cerrado, puede envolverse en una malla galvanizada de 2 mm y trama 5 cm.

HORMIGN POR TALUD QUE AVANZA

Esteprocedimientoo tcnica, slo aplicable bajo pequeos espesores de agua (inferiores a 80 cm.).

El hormign se deposita en A, se incorpora por peso a la masa B en fluencia que avanza con un talud C, que es el nico en contacto con el agua y sometido al deslavado.

Esquema para hormigonado por talud que avanza

Es necesario actuar continuamente para evitar los movimientos del agua sobre este talud, en el que efectivamente se forman lechadas (mezcla de cemento y arena muy fina), que no fraguan y que crearan en el macizo planos de deslizamiento y ruptura.

Despus de cada interrupcin, se limpia el talud con escobillas de acero para descarnar la superficie, eliminar los excesos de lechada, que despus se bombearn sin agitacin.

La dosificacin a ocupar, es la misma del hormign tremie estructural, el macizo en avance no puede apisonarse ni vibrarse. La faena se debe programar para hacerla en marea alta, si el mar se agita, hay que interrumpir eltrabajo. HORMIGN EN CUBAS

Esta tcnica se aplica en profundidades de agua superiores a 80cm. El hormign atraviesa la capa de agua en unacubaperfectamente estanca, que se hace bajar lentamente, mediante cabestrante o gra hasta llegar al macizo a hormigonar. La cuba se deposita sobre el macizo y un buzo la abre, elevndose despus suavemente para que el hormign fluya en agua tranquila.

Cuba para hormigonado

ESQUEMA HORMIGONADO POR CUBAEste mtodo se debe proscribir, cuando se debe verter en un encofrado de dimensiones reducidas, pues el ascenso y descenso de la cuba, produce un efecto pistn que agita el agua, producindose remolinos en el agua que rodea al hormign fresco, con resultados desastrosos.

Durante la operacin, las cubas vacan su carga primero en el fondo y luego, sobre las capas anteriormente vertidas an frescas, por tanto, el hormign no entra en contacto con el agua, sino al extenderse, de modo que se logra una buena trabazn. Cuando el rea a hormigonar sea grande, se subdivide en secciones pequeas, no mayores a 6x6m., ya que el hormign tiene unradiode extensin de 30 cm. y las cubas no se abrirn a ms de 30 cm., de altura.

Una variante del sistema, que se emplea en obras de poco volumen de hormign, consiste en ocupar bolsas de lona impermeabilizadas, que se bajan boca abajo, amarradas por el fondo y cerradas en la boca por medio de un nudo de maniobra, que permite abrirlas manualmente. Su capacidad no sobrepasa de los 100 L.

La labor de los buzos, se limita a ubicar el capacho sobre el punto a hormigonar y abrirlo, luego enviarlo a la superficie para repetir el ciclo.

El mtodo de la inmersin en cubas, tiene las ventajas de tener una operatoria sin complicaciones y rapidez de hormigonado, se logran hormigones de buena calidad, con excelente trabazn y no exige ms aparatos especiales, que el depsito para sumergir el hormign. INYECCIONES SUBMARINAS DE MORTERO ACTIVADO

Por este proceso, se construye directamente dentro del moldaje, el hormign, in situ, con grandes ventajas cuando es necesario una buena adherencia y alta resistencia. Se ocupa cuando se trata de construir un hormign en masa sumergido, reparaciones de estructuras submarinas, relleno de pilas, sellado y unin de estructuras submarinas, recubrimiento y proteccin de tuberas submarinas, plataformas submarinas de faros y petrolferas y anclajes submarinos.

El hormign in situ, que es el obtenido por medio de una inyeccin de mortero, se define como una mezcla de granulometra discontinua, obtenida partiendo de un esqueleto de ridos gruesos colocados en obra previamente, cuyos huecos se rellenan despus, mediante la inyeccin de mortero activado.

El porcentaje de huecos es, en general, del orden del 45 a 50% para permitir la penetracin del mortero, y el tamao mximo de los ridos, alcanza de 8 a 10 veces, la de los granos ms gruesos de la arena del mortero. Los ridos gruesos colocados previamente, deben estar rigurosamente limpios para obtener una adherencia conveniente, en la superficie de contacto rido-mortero.

Si se fluidificara un mortero comn, por adicin de agua parapoderinyectarlo, el exceso de agua dara lugar a porosidad y a una gran retraccin, o por otra parte, se produciran segregaciones separndose la arena del cemento. Se evitan estos defectos utilizando morteros coloidales y tixotrpicos.

Cuando el mortero coloidal deja de moverse, pierde progresivamente su electrizacin granular y se gelifica segn un mecanismo, llamado fraguado trixotrpico. Este fraguado, permite evitar segregacin de la arena y del cemento, antes de que comience a actuar el fraguado qumico de hidratacin.

TCNICAS DE INYECCINEl equipo utilizado se compone de; una amasadora para preparar el mortero activado; de una bomba impulsora del mortero, generalmente de doble pistn; de unjuegode mangueras de goma, cada tira lleva en sus extremos una unin americana y un juego de lanzas de inyeccin (10 o 12), que en forma y cometido son iguales a una aguja hipodrmica, salvo en el largo, 1.5m. Para la instalacin del equipo, se deber preparar una tarima aproximadamente de 1m., de altura para situar la amasadora; a un costado se acopiarn las bolsas de cemento y aditivos y al otro costado se colocar un plano inclinado, para la llegada de la arena, la que estar acopiada a una distancia conveniente; el suministro de agua, tambin deber estar previsto. Junto a la tarima y debajo de la amasadora, deber instalarse la bomba, esta instalacin deber estar equidistante de todas las lanzas a inyectar.

Siguiendo este proceso, previamente el agregado grueso es colocado bajo el agua, bien compactado, preferiblemente llenando todos los confines de un elemento estructural, en moldaje o una cavidad a reparar. El agregado deber estar rigurosamente limpio y saturado conagua potabley se cuidar especialmente que quede bien apretado dentro del moldaje.

Luego son insertadas las lanzas de inyeccin, generalmente, se ponen antes de la colocacin del agregado o tambin, son fijadas al moldaje o a un refuerzo especial. En el caso de colocar las lanzas horizontales se ponen a travs de perforaciones o troneras, hechas previamente en el moldaje, para lo que se deber contar con tapones de madera para sellar la tronera, luego de la inyeccin.

Enseguida, el mortero activado es bombeado a travs de las mangueras y lanzas y rellena todos los intersticios, y huecos del esqueleto de ridos gruesos, colocado previamente.

Siempre la inyeccin, es comenzada por las lanzas del fondo, en el caso de obras verticales y por la lanza del centro, en obras horizontales.

La inyeccin no deber detenerse y se continuar hasta que el mortero aparezca por la lanza siguiente (verticales) o hasta que el mortero "reviente" o borbotee en la superficie de los ridos en el caso de las obras horizontales.

Luego, la lanza deber ser extrada, la tronera sellada con el tapn y la inyeccin continuada en la lanza siguiente. El proceso es continuado hasta que la grieta o moldaje, est completamente lleno.

Distribucin de las lanzas

La distribucin entre las lanzas deber ser levemente mayor que el espesor o profundidad del miembro a inyectar, para asegurar que la cara superior de la masa del mortero, alcance la cara opuesta o fondo del miembro, antes que alcance o desborde la siguiente lanza. Es decir, si el espesor o profundidad, tiene un valor "D" la distancia entre lanzas deber ser un poco mayor a "D" (1,1 a 1,2D).

En caso de inyectar cavernas, se deber sondear el rea con un martillo para obtener una estimacin de su tamao. Luego, se perforar la primera tronera de inyeccin, a una distancia conveniente del borde y las troneras adicionales a una distancia levemente mayor, que la distancia de la primera lanza al borde de la caverna, con el fin de asegurar que la cara superior del mortero en inyeccin, alcance y llene el borde, antes de que alcance la siguiente lanza.

La ms importante precaucin, es la de evitar la presencia de agregados finos en los gruesos, ya que al perderse la granulometra discontinua; se crea la tendencia a impedir una buena penetracin del mortero; estos finos se originan de la abrasin del agregado grueso durante su manipulacin y se depositan en el fondo de los recipientes de transporte.

Es igualmente importante que el lugar de acopio de los agregados, est limpio y libre de mugre, sal, aceite u otros contaminantes.

El mortero deber ser bombeado inmediatamente despus de la colocacin y el agregado deber ser protegido en lo posible, contra cualquier contaminante, entre el tiempo de colocacin y de inyeccin, que deber ser lo ms breve posible.

CEMENTOS HIDRULICOS

Se da este nombre genrico a un ciertogrupode cementos especiales o aditivos, que pueden ser dosificados como si fueran un mortero submarino; que se sumergen, para su aplicacin, en cubas especiales (estancas y con una capacidad de 4 a 5 (L.)) y son puestos en obra, por un buzo como parches, sellos y otros pequeos requerimientos, como ser tapones de cavidades de insertos, etc.

Estos cementos hidrulicos son de fraguado rpido, lo que permite su uso en muchas aplicaciones submarinas, son muy efectivos como juntas submarinas de elementos prefabricados.

Uno de los ms recientes y promisorios productos desarrollados no contiene cloruros, por lo que es apto para ser usado en condiciones muy corrosivas o donde el efecto de la corrosin puede ser muy serio, como el hormign pretensado.

Adems del agua potable, el agua marina, tambin puede ser usada como agua de amasado; pero el agua marina, en general es rica en in cloruro, por lo que produce la tendencia a promover la corrosin.

El cemento puede fraguar en 4 a 5 minutos, muestra excelentes caractersticas de adherencia y resistencia, no presenta contradicciones de fraguado y es qumicamente muy resistente. Ha sido usado como parches de perforaciones, en emergencias, a profundidades tan grandes como 40m.

Tambin en elmercadoexisten aditivos, que pueden ser adicionados a un cemento corriente para producir caractersticas de fraguado rpido (aceleradores de fraguado); lo que los hace muy aptos para su uso submarino; pero, muchos de estos aditivos contienen cloruros por lo que siempre, se deber considerar el posible dao por corrosin.

APLICACIONES DE CEMENTOS HIDRULICOSEl mayor empleo de este tipo de cementos, es en obras en las que se desea muy rpidamente una gran dureza sin gran resistencia, aproximadamente 80 Kg. a los 28 das, como ser, la obturacin de fugas de vas de agua y el sellado de mampostera, ejecutadas en la carrera de mares como ser rampas de atraque.

Para evitar el deslavado de los macizos de mampostera o rampas de atraque, ejecutados en la marea baja se obturan en las juntas al final del trabajo, antes de que la obra sea cubierta por la marea, mediante mortero de cemento de fraguado rpido, por lo que constituye el sellado.

Al reanudarel trabajo, este mortero se quita cuidadosamente con martillo picador, para que no quede ninguna traza de l.

Tambin se puede sellar la superficie superior de los macizos de hormign, si las caras laterales estn protegidas por moldajes estancos.

A la marea siguiente, se quita la capa de mortero y se descarna la superficie para continuar el hormigonado.

Encofrados para hormigones sumergidosLos encofrados, debern estar montados y ajustados antes de comenzar el hormigonado; esto es, que debern estar slidamente apernados o fijados, para evitar su destruccin o desarme debido a la furia del mar. Adems, debern estar impregnados de humedad (agua dulce) de modo que no absorban el agua de amasado del hormign o agua de mar.

En la colocacin del encofrado, se ajusta y se amarra con alambre. Debe quedar firmemente colocado, sin ninguna posibilidad de movimiento.

La unin encofrado-fondo, se tapona con sacos de arena.

En la parte superior, se puede poner un poncho de polietileno de alta densidad.

Encofrado tipo Faye

ENCOFRADO VIGA DIRECTRIZ. ESQUEMA DE AVANCE VERTICALTeniendo en cuenta que la corrosin es el mayor, y ms daino, de los efectos que produce el ambiente marino en los hormigones sumergidos, sta se debe controlar de todas las maneras posibles. Elcontrolse puede lograr sabiendo a cabalidad las condiciones a las cuales ser sometido el hormign, en estado fresco y, una vez terminado su fraguado.

En la etapa de diseo de un hormign, la dosificacin de sus constituyentes es de gran importancia, ya que de ella dependen cualidades fundamentales en el hormign fresco y fraguado.

Si se desea obtener un hormign trabajable: Se necesita controlar la forma del rido a utilizar. Si es parecida a una esfera o a un cubo, dependiendo del tipo (canto redondeado o piedra partida), se mejora la trabajabilidad. Tambin se puede aumentar la cantidad de agua, acarreando porosidad y lavado en la colocacin, por lo que se recomienda el uso de aditivos incorporadores de aire, lo que hace un hormign ms trabajable y ms denso, manteniendo una cantidad de agua razonable (sin consecuencias dainas).

Si se desea impermeabilidad: Lo recomendable es aumentar la cantidad de cemento en la mezcla y agregar aditivo incorporador de aire. El agregar cemento hace que la mezcla no se deslave en la colocacin, lo que evita poros y por tanto capilaridad. El aditivo incorporador de aire ayuda a que las partculas de cemento se mezclen con el agua, as aprovechando toda el agua incorporada y por ende una disminucin de los poros.

En el caso del hormigonado submarino, se debe tener en cuenta:

El estado del mar: Esto quiere decir que se debe tener la paciencia para esperar que las condiciones marinas sean las apropiadas, tales que la corriente marina no destruya los moldes ni deslave el hormign colocado. Tambin se debe tener en cuenta la seguridad de los buzos que ejecutan la faena de hormigonado.

Tcnica a utilizar: Esto tiene que ver con la tcnica que no permita el lavado y un hormign monoltico y bien terminado. Entre la variedad de tcnicas mostradas, se destacan el tubo-tolva y la inyeccin de mortero.

Moldaje: El tipo de moldaje a utilizar influye en las terminaciones y en la calidad de la superficie del hormign fraguado. En el caso de los moldajes de madera, se deben impermeabilizar de forma tal que no se hinchen mientras el hormign este fresco. Para moldes de acero, el cuidado radica mas en el tiempo de permanencia bajo el agua antes del hormigonado, ya que el surgimiento de xido daara la superficie del hormign, adems se debe tener en cuenta el peso de las partes por la seguridad de los buzos.

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL2.1 MaterialesSe utiliz concreto premezclado f'c = 20 MPa, con un tamao mximo nominal de agregado de 19 mm y una consistencia del concreto de 85 mm, que fue medida mediante la norma ASTM C 143-00. El acero de refuerzo longitudinal, fueron varillas No. 5 (16 mm de dimetro) y varillas para el refuerzo transversal de No. 2.5 (8 mm de dimetro) con un fy= 420 MPa, se prepar la superficie del refuerzo mediante una limpieza manual con un cepillo de cerdas metlicas, para retirar el xido superficial. Las varillas longitudinales se recubrieron con una pintura epxica a base de resinas para evitar su corrosin. Para evitar la formacin de pilas galvnicas,en los puntos de contacto entre el acero longitudinal y transversal, se procedi a recubrir estos puntos con cinta de aislamiento. De igual forma, se sustituy el alambre recocido por cintillas de nylon, esto para sujetar el refuerzo transversal con el longitudinal.

2.2 FABRICACIN DE ESPECMENESSe fabricaron 16 vigas de concreto reforzado de 2000 x 200 x 350 mm, con separaciones de 150 y 200 mm entre el refuerzo transversal (verFigura 1), y se curaron los primeros 7 das con lmina de agua dentro de la cimbra, se desmoldaron y posteriormente se le coloc una membrana de curado hasta los 28 das de edad. Para el control de la calidad del concreto se fabricaron nueve cilindros de concreto de 150 x 300 mm para determinar su resistencia a la compresin a los 7, 14 y 28 das de edad; y cilindros de 100 x 200 mm los cuales fueron utilizados para obtener la penetracin de iones cloruros a diferentes tiempos durante la induccin del deterioro.

Figura 1. a) Armado del refuerzo b) Esquema del armado del refuerzo, acotaciones en mm.

2.3 INDUCCIN DEL DETERIOROAntes de iniciar el proceso de induccin de corrosin acelerada se pint la cara superior e inferior de las vigas con impermeabilizante, para garantizar solamente la corrosin en los estribos. Tambin, se retir la membrana de curado de las caras laterales con cepillo de cerdas metlicas. Se tom la lectura inicial de velocidad y potencial de corrosin de cada estribo de las 16 vigas como lecturas base para el desarrollo experimental.

El proceso de induccin de corrosin acelerada en el refuerzo transversal de las vigas, fue realizado mediante ciclos de tres das de humectacin utilizando una solucin de 3.5% de NaCI y cuatro das de secado al aire libre. La humectacin de las vigas se lleva acabo por medio de esponjas de poliuretano, las cuales estn sujetadas en la zona de los estribos. Estas esponjas son humectadas cada 3 horas con la solucin de NaCI durante el ciclo de humectacin, y para evitar la evaporacin de la solucin las vigas se cubren con plstico (VerFigura 2).

Figura 2. Induccin del deterioro de las vigas

2.4 EVALUACIN Y SEGUIMIENTO DEL DETERIOROEl monitoreo de parmetros electroqumicos se lleva a cabo mediante el Corrosin Rate Meter LG - ECM-06, James NDT Instruments (GECOR6) y el Galva Pulse GP 5000 de acuerdo a la norma ASTM C 876. Los niveles de corrosin incipiente (Ecorr >-350 mV, despasivacin del acero), moderada (Aparicin y propagacin de agrietamiento, ancho de grieta < 0.1 mm) y severa (propagacin de agrietamiento, ancho de grieta > 0.1 mm, desprendimiento, manchas), se definieron con respecto al criterio del RILEM (Andrade y Alonso, 2004) que determina estos niveles con la clasificacin de los resultados de velocidad y potencial de corrosin y mediante una inspeccin visual de la superficie de las vigas, esto de acuerdo a las recomendaciones de la bibliografa consultada.

2.5 ENSAYO DE LAS VIGASUna vez alcanzado los niveles de corrosin previamente definidos, las vigas sern ensayadas a flexin, lo que producir altos niveles de esfuerzos por tensin diagonal cerca de los apoyos. Las vigas de control (sin corrosin) fueron ensayadas previamente al proceso de corrosin,aplicando cargas concentradas a 600 mm de los apoyos (Figura 1). Para tener un control del avance de agrietamiento de las vigas se aplic carga en etapas de 5 kN. La resistencia terica a cortante para las vigas, se obtuvo de acuerdo con las recomendaciones del cdigo del Instituto Americano del Concreto (ACI 318-08).

En laFigura 3se muestra un diagrama experimental, en donde se puede apreciar el proceso por el cual se sometern las 16 vigas de concreto reforzado.

Figura 3. Diagrama experimental

3. Resultados preliminaresDe los cilindros de concreto de 150 x 300 mm se obtuvo valores de la resistencia a la compresin de 16,19 y 21 MRa a 7,14 y 28 das de edad respectivamente, esto mediante un promedio de tres ensayes (como se especifica en la norma ASTM C 39/C39M-03).

De los cilindros de 100 x 200 mm los cuales se sometieron a ciclos de humedecimiento y secado, se obtuvo una concentracin de cloruros acuasolubles a una profundidad de 10 mm de 0.43% ppc (por peso de cemento), y para una profundidad de 20 mm no fue determinada debido a la sensibilidad del equipo,por lo tanto, se obtuvo valores menores a 0.24% ppc. El valor a una profundidad de 10 mm esta por encima del lmite permitido por el ACI 318-08 que es 0.15% en ambiente de Cl, esto nos dice que se vern resultados del proceso de corrosin a edades tempranas.

Con la concentracin de cloruros acuasolubles previamente mencionada y el recubrimiento en las vigas ( 2 cm), se obtuvo el tiempo terico en el cual los cloruros llegarn a despasivar al acero de refuerzo, este fue de 28 das aproximadamente, pero este valor puede variar debido a la multitud de parmetros que influyen (porosidad del concreto, tipo de cemento, contenido de humedad del concreto, etc.). Esto se observa en nuestras vigas ya que, tienen 98 das de exposicin al proceso de deterioro y solo el 20% de los estribos estn despasivados.

En laFigura 4se observa los potenciales de corrosin a 98 das de exposicin al deterioro, y de acuerdo a la norma ASTM C 876 tres de los estribos de las vigas 4, 7 y 8 se sitan en el estado de probabilidad de corrosin alta con valores inferiores a -350 mV, por lo tanto, estas vigas estn en un nivel de corrosin incipiente. Mientras que los estribos de las vigas 3, 5 y 6 presentan valores superiores a -350 mV, por lo que, se sitan en un estado de probabilidad de corrosin baja.

Figura 4. Potencial de corrosin del estribo medido en ambas caras de la viga, con separacin de 150 mm entre estribos

*El No. de estribo est indicado en laFigura 1.

En laFigura 5se observa los potenciales de corrosin a 98 das de exposicin al proceso de deterioro, en donde se aprecia que los estribos 4, 5 y 6 de las vigas 11 y 14 se sitan en el estado de probabilidad de corrosin alta con valores inferiores a -350 mV, mientras que la mayora de los estribos de las vigas 13,15 y 16 se sitan en un estado de probabilidad de corrosin baja con valores superiores a -350 mV, e incluso con valores superiores a -200 mV. Por otro lado en la viga 12 los estribos 1, 2, 3, 6, 7 y 8 presentan valores entre -200 y -350 mV y aunque esto sita al acero de refuerzo en una probabilidad de corrosin intermedia, se puede ver que existe una tendencia a incrementar el potencial.

Figura 5. Potencial de corrosin del estribo medido en ambas caras de la viga, con separacin de 200 mm entre estribos

*El No. de estribo est indicado en laFigura 1En laFigura 6se aprecian los resultados del ensayo mecnico de las vigas de control, en donde se puede observar que la resistencia ultima a cortante para las vigas con estribos separados a cada 150 mm fue mayor en un 25% a las vigas con estribos separados a 200 mm. Se muestra la resistencia terica a cortante, encontrndose que es similar a la resistencia obtenida en el ensaye. Tambin se observa que la separacin de los estribos no influyo en la ductilidad de las vigas ensayadas.

Figura 6. Deflexiones en el acero transversal

La falla de las vigas de control fue a cortante por tensin diagonal con un patrn de agrietamiento mostrado en la Figura. En donde se puede observar la aportacin de los estribos separados a 150 mm que generan un mayor agrietamiento en la zona de tensin ocasionado por cargas mayores y cercanas a la que provocaron la falla por cortante

Figura 7. Patrn de agrietamiento de las vigas de control. Los valores sobre las grietas representan el nmero de ciclo de carga (la carga total promedio por ciclo fue de 5 kN)

Discusin y comentarios finalesLos resultados obtenidos en los potenciales de corrosin variaron de acuerdo a la separacin entre estribos, ya que en las vigas con separaciones de 150 mm se pudo apreciar que presenta una tendencia a superar en menos tiempo potenciales menores a -350 mV. Mientras que las vigas con separaciones entre estribos de 200 mm, presentan valores superiores a -350 mV, esto en la mayora de los estribos. Esto nos dice que las vigas con separaciones de 150 mm son las ms prximas a alcanzar un nivel de corrosin incipiente (despasivacin del acero de refuerzo), en comparacin con las de separacin de 200 mm.

En las vigas de control ensayadas se obtuvo que la resistencia cortante ltima es similar a la resistencia terica segn ACI-318-08. Adems, la vigas con mayor refuerzo transversal (separacin de 150 mm) presentaron mayor ductilidad lo cual era de esperarse, sin embargo, tambin proporcionaron un mltiple agrietamiento en la zona de cortante y tensin.

Con los resultados obtenidos hasta el momento se vislumbra la verificacin de la prdida de capacidad a cortante por tensin diagonal de vigas de concreto en funcin del deterioro p