Rehabilitación de Muelles

FUENTE: SOCIEDAD PORTUARIA REGIONAL DE CARTAGENAFUENTE: SOCIEDAD PORTUARIA REGIONAL DE CARTAGENA

Reparación de Estructuras MarinasReparación de Estructuras Marinas

Métodos de Reparación de Pilotes

Métodos de Reparación de Pilotes

Un Exámen a Varios

Nuestro objetivo de hoy, son la estructuras en medio ambiente marino

Y como la mayoria de las estructuras marinas estan soportadas por pilotes, nos concentraremos en ellos.

Vamos a ver las ZONAS de reparación de un pilote.

Las Tres Zonas de Reparación.

Zona Atmosférica

Zona SumergidaZona Sumergida

Zona de SplashZona de Splash

Zona Atmosférica

Los revestimientos y recubrimientos trabajan bien en la zona atmosférica.Pero, tiene relativamente altos costos de mantenimiento.

Zona SumergidaZona Sumergida

CP Protección Catódica funciona bien en la zona sumergida,

CP Protección Catódica funciona bien en la zona sumergida,

También con anodos de sacrificioTambién con anodos de sacrificio

ó con corriente impresaó con corriente impresa

Costos de mantenimiento y monitoreo relativamente altos.

Costos de mantenimiento y monitoreo relativamente altos.

La Zona de SplashLa Zona de Splash

Muy pocos métodos de protección resisten los abusos de la zona de Splash.

Muy pocos métodos de protección resisten los abusos de la zona de Splash.

Acción de las Olas

Acción de las Olas

Daños por abrasión e impactoDaños por abrasión e impacto

Altos contenidos de oxígeno, ión Cloruro

Altos contenidos de oxígeno, ión Cloruro

Ciclos de Humedecimiento y Secado

Ciclos de Humedecimiento y Secado

Source: P. Kumar Mehta

ZONA ATMOSFÉRICA

ZONA DE MARE

ZONA SUMERGIDA

Existen literalmente docenas de productos y sistemas usados para reparar pilotes.

Algunos se desempeñan bien Otros no !

Diferentes categorías de productos para reparar pilotes.

Wraps - Envolturas

Bags - Sacos

Encamisados de FRP rellenos con concreto ómortero.Encamisados de FRP rellenos con epóxico puro.Camisas de GFRP & Grout Epóxico

Revestimientos y RecubrimientosAlgunos . . .

Encamisados Pobres

Vamos a hablar acerca de:

Wraps - Envolturas

Bags - Sacos

Encamisados de FRP rellenos con concreto ómortero.Encamisados de FRP rellenos correctamente con epóxico.Camisas de GFRP & Grout Epóxico

Revestimientos y Recubrimientos

Encamisados Pobres

Los revestimientos aplicados fallan por adherencia al sustrato prematuramente,

Los Revestimientos raramente se comportan bien en la zona deSplash.

Y cuando ellos fallan en la zona de splash. . .

Es muy complicado reemplazarlos en sitio.


Let’s talk about:

WrapsWraps

Bags

FRP Jackets with Concrete or Mortar Infill

FRP Jackets with Neat Epoxy Infill

FRP & Epoxy Grout

Coatings

Jacket-less Form & Pour Encasements

Wraps hay dos grupos:

WRAPS

RandomWraps

y WrapsModulares

Falla típica de unRandom Wrapsobre un pilote de concreto

Falla de Random Wraps sobre pilotes de madera.

Random Wraps fallan debido a:

No tienen adherencia a las pilas y se escurren por acción de las olas.

Fácilmente son deteriorados por impacto y abrasión.

y

Modular Wraps

Wraps Modulares son cortados y hechos a la medida de un pilote en particular y tienen diferentes formas.

Pueden ser láminas delgadas que quedan como un estuco sobre el pilote...

ó

Simplemente confinados en sitio por bandas plásticas ómetálicas ?

Modular Wraps

Cuando este tipo de wrap falla, regularmente debido a impacto y a la acción de las olas.Una porción de este wrap fue removido por acción de las olas, revelando corrosión.El wrap originalmente se extendia aproximadamente 1,5 m por debajo de la línea de flotación.

Modular Wraps

Algunos wrapsmodulares sonconfinados por diferentes mecanismos...

Este wrap modular esta compuesto de varias capas. . .

Una capa interior con inhibidor de corrosión,Y una capa externa por una coraza de protección.

Cuando el mecanisno de confinamiento falla, los wraps pierden su acción de protección a la corrosión.

Modular Wraps

El agua puede penetrar los wraps y permitir la presencia de oxigeno y cloruros sobre la superficie del concreto.

Este wrap, presenta fallas a muy temprana edad.

Este Wrap Modular fue removido por acción de las olas, dejando ver cierto grado de deterioro por corrosión.

Let’s talk about:

Wraps

BagsBags



FRP & Epoxy Grout

Coatings


BAGS Sacos de Nylon Rellenados con concreto

BAGS Sacos de Nylon Rellenados con concreto

Bags – Sacosincrementan las cargas a los pilotes.

En este caso, la carga es excentrica.

Cuando los sacos inician su deterioro, partes del saco son removidos por acción de las olas.

Un defecto común del método es originado por grietas debido a la retracción.

Un defecto común del método es originado por grietas debido a la retracción.

Sacos de NYLON - BAGS

Grietas típicas debido a la retracción.

NYLON BAGS

Un concreto de relleno poroso, de baja calidad, puede dar como resultado una baja durabilidad.

Saco- Bag se perdió.

El concreto de relleno se fisuró y se desprendió del pilote.

Let’s talk about:

Wraps

Bags



FRP & Epoxy Grout

Coatings

Jacket-less Form & Pour EncasementsJacket-less Form & Pour Encasements

Encamisados Pobres JACKET-LESS FORM & POUR ENCASEMENT over an “H” PileEncamisados Pobres JACKET-LESS FORM & POUR ENCASEMENT over an “H” Pile

Grietas por expansión del acero de refuerzo debido a la Corrosión.

Deterioro por Corrosión

3”3”

Esta corrosión estuvo oculta por mas de 7 años.

Esta corrosión estuvo oculta por mas de 7 años.

Let’s talk about:

Wraps

Bags

FRP Jackets with Concrete or Mortar InfillFRP Jackets with Concrete or Mortar Infill


FRP & Epoxy Grout

Coatings


Uno de los objetivos a lograr en la reparación de pilotes...

Uno de los objetivos a lograr en la reparación de pilotes...

BOND BOND Adherencia es el mecanismo que determina el éxito o la falla del sistema de reparación.

Adherencia es el mecanismo que determina el éxito o la falla del sistema de reparación.

ADHESIÓNADHESIÓN

Encamisados de FRP rellenos con concreto ómortero..

Encamisados de FRP rellenos con concreto ómortero..

Las camisas son usualmente cilíndricas óprismáticas.Las camisas por lo general son opacas.

El espesor del relleno esta entre 7 a 13 cm.

En muchos casos las camisas son de muy baja calidad.

Hay desarrollo de grietas.Hay desarrollo de grietas.

Porque no hay adherencia entre FRP y el concreto ó mortero. . .

Las camisas se desprenden.

Bajo desempeño de camisas cilíndricas.

Debido a la baja calidad de las camisas, el sistema falló. . .

Exposición del concreto de relleno. . .

El relleno falló. . .

Exposición del acero.

Una vez fallan las uniones de las camisas, el relleno queda expuesto al ataque del medio ambiente.La integridad y durabilidad del sistema dependerá de la calidad del relleno.

La integridad y durabilidad del sistema dependerá de la calidad del relleno.

Aparentemente se observa buena calidad del concreto.

En la mayoria de los casos la calidad del concreto ómortero de relleno es muy baja.

Esto da origen a muchas cosas……….

En la mayoria de proyectos el relleno de concreto ó mortero es vaciado desde arriba.

Existe agua dentro de las camisas.

Por lo menos una parte del relleno se lava.

El relleno se segrega y vienen las discontinuidades.

El concreto es vaciado desde arriba por medio de mangueras ó tubos.

En muchas ocasiones se dificulta el uso de un bombeo correcto del relleno..

Tenemos armadura de acero dentro de la reparación que impiden la correcta colocación del relleno.

La discontinuidad del relleno, no permite que la reparación funcione correctamente, donde mas se requiere.

En la zona de SPLASH

Debemos recordar tres puntos importantes:

1. El propietario del pilote, reparó porque había daños estructurales y de deterioro patológico que afectaban la durabilidad..

2. Se utilizaron recursos económicos considerables.

3. Pero estos recursos se perdieron.3. Pero estos recursos se perdieron.

Otros ejemplos no exitosos, dinero perdido..

“Agregados no deseables”

Esta zona demuestra que hubo percolación, defecto causado por el agua que había en la camisa.

Esta zona demuestra que hubo percolación, defecto causado por el agua que había en la camisa.

La camisa es excentrica al pilote

Mortero epóxico de baja calidad, que se usó como sellosuperior de la camisa..

Mortero epóxico de baja calidad, que se usó como sello superior de la camisa..

Debido a una alta relaciónagregado/resina, no hubo la correcta adherencia a la camisa del pilote.

Debido a una alta relaciónagregado/resina, no hubo la correcta adherencia a la camisa del pilote.

Let’s talk about:

Wraps

Bags


FRP Jackets with Neat Epoxy InfillFRP Jackets with Neat Epoxy Infill

FRP & Epoxy Grout

Coatings


CAMISAS FRP JACKETS y PASTA EPÓXICA.

CAMISAS FRP JACKETS y PASTA EPÓXICA.

Las fallas de estos sistemas se originan en las uniones.

Esto es debido en buena parte, a la alta expansión de la pasta epóxica.

Pero el oxigeno, agua y cloruros entran en contacto con el pilote..

Después de la falla de las uniones, la camisa puede permanecer parcialmente adherida al pilote..

Ocultando serios problemas de durabilidad porcorrosión.

Ocultando serios problemas de durabilidad porcorrosión.

Let’s talk about:

Wraps

Bags


FRP Jackets with Neat Epoxy InfillFRP Jackets with Neat Epoxy Infill

FRP & Epoxy Grout

Coatings


FRP y concreto son altamente vulnerables a las fallas de adherencia.

FRP y concreto son altamente vulnerables a las fallas de adherencia.

Y porque no hay adherencia entre el concreto y la camisa de FRP. . .

Y porque no hay adherencia entre el concreto y la camisa de FRP. . .

Y las uniones fallaron.

Porque las camisas estan sujetas a la constante acción de las olas . . .

Las camisas se perdieron,

CAMISAS - FRP JACKETS RELLENADAS CON GROUT EPÓXICOCAMISAS - FRP JACKETS RELLENADAS CON GROUT EPÓXICO

Algunos ejemplos.

Dos razones principales por las que falló el sistema de Camisa de FRP rellenadas con Grout Epóxico..

Dos razones principales por las que falló el sistema de Camisa de FRP rellenadas con Grout Epóxico..

1. El Grout fue vaciado desde arriba y no hubo adherencia entre la camisa y el pilote..

1. El Grout fue vaciado desde arriba y no hubo adherencia entre la camisa y el pilote..

2. Este defecto no se detecto durante la instalación, porque la camisa no era traslúcida.

Este es un ejemplo clásico de vaciado de Grout epóxico por gravedad.

El grout se lavó y se segregó. El agua percoló al Grout.

Cuando esto sucede, la adherencia con la camisa no existe.

Luego la camisa se desprende, dejando ver la mala calidad del relleno.

Otra reparación, donde el Grout Epóxico no se instalócorrectamente..

La camisa se perdió, porque nunca hubo adherencia.

Hubo percolación.

El Grout está completamente perdido en la Zona de Splash.

CAMISAS- FRP JACKETS con GROUT EPÓXICOCAMISAS- FRP JACKETS con GROUT EPÓXICO

Mal Instaladas, así se verán en muy corto tiempo:

Ó . . Ó . . Instaladas correctamente como un material compuesto

Instaladas correctamente como un material compuesto

Se verán así:

Vamos a ver...

FRP y GROUT EPOXY COMPOSITESFRP y GROUT EPOXY COMPOSITES

Desarrollo del A-P-E ProcessDesarrollo del A-P-E Process

Y ElY El

Desarrollo del A-P-E ProcessDesarrollo del A-P-E Process

Diferentes materiales y tecnología existente fueron revisados.

Materiales & Tecnología que no son durables, se descartaron.

Tecnologías diferentes fueron examinadas para identificar problemas de bajo desempeño.

Los Materiales y Tecnología fueron clasificados entre lo que funcionan y lo que no lo hacen.

Esos Problemas fueron tratados individualmente para obtenerSOLUCIONES a cada caso.

Las SOLUCIONES fueron combinadas hasta obtener el

A-P-E Process.

Proceso de Encapsulación Avanzada de Pilotes

Una revisión a las Tecnologías existentes:

Los sistemas que no son durables se descartaron.

Los sistemas que no son durables se descartaron.Wraps - Envolturas

Bags - Sacos



Encamisados Pobres

Wraps - Envolturas

Bags - Sacos


Revestimientos y RecubrimientosCoatings

Encamisados Pobres Jacket-less Form & Pour Encasements

Camisas FRP Jackets con relleno de Concreto ó Mortero

Camisas FRP & Grout Epóxico

Y quedaron los siguientes sistemas.

FRP Jacket Sistemas

Mala calidad de las Camisas

Perdida de AdherenciaPercolaciónPercolación

Descontinuidad del Relleno

Principales Problemas

PROBLEMAPROBLEMA

Baja calidad de la Camisa de FRP que se fisuró y se delaminó.

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Construir camisas con láminas de grado-marino.

Elaborada de plásticos reforzados FRP. De alta calidad resistente a los rayos UV.

PROBLEMAPROBLEMA

Instalación defectuosa porque la camisa era opaca..

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Elaborar la camisa traslúcida que permita monitorear el progreso del grout y corregir defectos..

PROBLEMAPROBLEMA

Defectos de percolación y descontinuidades, Causadas por rellenos por gravedad deficientes.

Parte del relleno es lavado, por el agua que queda en la camisa.

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Bombear el Grout desde el fondo de la camisa, desplazando el agua hacia arriba.

PROBLEMAPROBLEMA

El relleno de Concreto ó Mortero de cemento no se adhiere ni a la camisa ni al pilote

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Usar un Grout Epóxico Hidrofobico con alta adherencia.

Bombear óInyectar el Grout desde el fondo de la camisa.

PROBLEMAPROBLEMA

Fallas de adherencia y delaminación, debido a la expansión propia de un relleno con epóxico puro (sin agregados).

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Usar un sistema de relleno epóxico con extensión de agregados.

Bombear óInyectar desde el fondo de la Camisa.

Los agregadospulen las superficies del pilote y la camisa,creando una máxima adherencia.

PROBLEMAPROBLEMA

Manipular grandes cantidades de grout epóxico con agregados.

SOLUCIÓNSOLUCIÓN

Desarrollo de equipos que reciben, mezclan y bombean ó inyectan todos los componentes del sistema.

Cuando se combinan todas estas SOLUCIONES,

Se ha desarrollado el A-P-E Process.Se ha desarrollado el A-P-E Process.

Gracias !

Rehabilitación de Muelles

Ingeniería de Muelles y Puertos

Rehabilitación de Muelles

Documents