Tesis Daniel Caraballo Junio 20120629

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN GUAYANA

ESCUELA: INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES FÍSICAS Y FUNCIONALES DEL PUENTE CARONÍ, SENTIDO PUERTO ORDAZ – SAN FÉLIX DEL

MUNICIPIO CARONÍ DEL ESTADO BOLÍVAR

Propuesta de Trabajo Especial de Grado para optar al Título de

Ingeniero Civil

Autor: Daniel CaraballoTutor Académico : Ing. Diego ZambranoAsesora Metodológica Ing. Martha

Rodríguez

Ciudad Guayana, Junio 2012

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN GUAYANA

ESCUELA: INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES FÍSICAS Y FUNCIONALES DEL PUENTE CARONÍ, SENTIDO PUERTO ORDAZ – SAN FÉLIX DEL

MUNICIPIO CARONÍ DEL ESTADO BOLÍVAR

Autor: Daniel CaraballoC. I.: 19.301.624TUTOR: Ing. Diego ZambranoC. I.: 80.450.932

Ciudad Guayana, Junio 2012

ACEPTACIÓN DEL TUTOR

Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación,

que como Propuesta de Trabajo Especial de Grado ha presentado el (la)

ciudadano (a) Daniel Caraballo, Cédula de Identidad N° 19.301.624, de

Ingeniería Civil; cuyo título es Evaluación de las Condiciones Físicas y

Funcionales del Puente Caroní, Sentido Puerto Ordaz – San Félix del

Municipio Caroní del Estado Bolívar, y acepto actuar como Tutor durante

la fase de ejecución y presentación de dicho trabajo.

En la ciudad de Puerto Ordaz, a los 27 días del mes de Junio de

2.012.

Diego Zambrano

C.I. 80.450.932

ACEPTACIÓN DE LA ASESORA METODOLÓGICA

Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación

que como Propuesta de Trabajo Especial de Grado ha presentado el (la)

ciudadano (a) Daniel Caraballo, Cédula de Identidad N° 19.301.624, de

Ingeniería Civil; cuyo título es Evaluación de las Condiciones Físicas y

Funcionales del Puente Caroní, Sentido Puerto Ordaz – San Félix del

Municipio Caroní del Estado Bolívar, y acepto actuar como Asesora

Metodológica durante la fase de ejecución y presentación de dicho trabajo.

En la ciudad de Puerto Ordaz, a los 27 días del mes de Junio de 2.012.

Martha Rodríguez C.I. 13.216.326

DEDICATORIA

A Dios, por permitir que el sol salga cada día y me enseña un nuevo

camino por andar.

A mi esposa y a mi hijo, porque los quiero y porque están siempre

acompañándome en todo momento que los necesito.

A mis padres, porque me han permitido crecer en el seno de una

familia maravillosa llena de amor y dedicación.

A mis hermanos, por su inmenso cariño, muestras de afecto y darme

ánimos para alcanzar esta meta tan importante en mi carrera profesional.

A mi familia, por darme siempre aliento para seguir adelante.

A Ciudad Guayana, tierra de gracia y tierra donde nací y me crié,

enclavada en un bello país, Venezuela, donde los sueños se hacen realidad.

vi

AGRADECIMIENTO

A Dios, por darme un mundo maravilloso y un nuevo camino por andar

con cada nuevo amanecer.

Al Instituto Politécnico Universitario “Santiago Mariño” por

facilitarme a los docentes y facilitadores que trabajan en sus instalaciones y

aprender de ellos, sus enseñanzas, para hacer de este sueño, una realidad.

A los tutores, tanto académico, industrial y metodológico, porque el

aprendizaje impartido por cada uno de ellos no tiene precio.

A todas aquellas personas, compañeros de clase y personal de la

empresa, que han puesto ese granito de arena, para hacer de este trabajo,

una realidad, mil gracias.

¡Que Dios, les bendiga, siempre!!!!

vii

ÍNDICE GENERAL

Contenido Pág.

ACEPTACIÓN DEL TUTOR..................................................................... iii

ACEPTACIÓN DE LA ASESORA METODOLÓGICA.............................. iv

DEDICATORIA......................................................................................... v

AGRADECIMIENTO................................................................................. vi

INDICE GENERAL.................................................................................... vii

LISTA DE CUADROS............................................................................... ix

LISTA DE FIGURAS................................................................................. xi

RESUMEN................................................................................................ xiv

INTRODUCCIÓN...................................................................................... 1

CAPÍTULO

I EL PROBLEMA

Contextualización del Problema............................................................... 3Objetivos de la Investigación.................................................................... 5

Objetivo General............................................................................... 5Objetivos Específicos........................................................................ 5

Justificación.............................................................................................. 5

II MARCO TEORICO O REFERENCIAL

Antecedentes de la Investigación............................................................. 7Bases Teóricas......................................................................................... 8Bases Legales.......................................................................................... 30Sistema de Variables................................................................................ 36Glosario de Términos................................................................................ 37

III MARCO METODOLÓGICO

Modalidad de investigación....................................................................... 40Tipo de Investigación................................................................................ 40Población y Muestra................................................................................. 41Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos.................................. 41Técnicas de Análisis de los Datos............................................................ 42Operacionalización de las Variables......................................................... 43

viii

IV PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Diagnóstico de la Situación Actual de los Estribos y las Pilas del Puente 44Acciones Reológicas y la Influencia del Ambiente en el Deterioro de los Elementos Estructurales........................................................................... 47Evaluación de los Sistemas de Drenaje del Puente para Conocer las Condiciones de Funcionamiento de los Mismos...................................73Condiciones de Uso del Puente para Verificar su Funcionalidad............. 78

CONCLUSIONES..................................................................................... 91

RECOMENDACIONES............................................................................. 93

REFERENCIAS........................................................................................ 95

ANEXOS

A Planilla de Inspección....................................................................... 99

B Mantenimiento y Rehabilitación de Obras Civiles............................. 101

ix

LISTA DE CUADROS

Cuadro Nº Pág.

1 Definiciones Presentadas en la Norma COVENIN 3049 - 93...... 34

2 Formas de Hacer Mantenimiento Presentados en la Norma COVENIN 3049 – 93..................................................................... 35

3 Formas de Estructura de la Organización de Mantenimiento en la Norma COVENIN 3049 - 93.......................................................... 35

4 Tipos de Mantenimiento Presentados en la Norma COVENIN 3049 – 93...................................................................................... 35

5 Sistema de Variables.................................................................... 36

6 Operacionalización de las Variables............................................. 43

7 Lista de Chequeo o Cotejo para las Actividades de Limpieza, Inspección General y Medición..................................................... 47

8 Lista de Chequeo o Cotejo para las Actividades de Medición y Varios............................................................................................ 48

9 Grado de Deterioro por Ondulación.............................................. 52

10 Grado de Deterioro por los Surcos.............................................. 58

11 Grado de Deterioro por las Grietas............................................... 59

12 Grado de Deterioro por Baches.................................................... 61

13 Grado de Deterioro por Sobrecapas de Asfalto............................ 66

14 Evaluación del Estado de los Componentes de la Superficie del Puente, Juntas de Expansión y Pilas del Puente Caroní.............. 67

15 Grado de Deterioro por Oxidación................................................ 70

16 Grado de Deterioro por Corrosión................................................. 71

17 Grado de Deterioro por Baranda Faltante..................................... 72

18 Grado de Deterioro por Filtración de Agua en las Juntas de Expansión..................................................................................... 73

x

19 Grado de Deterioro por Movimiento Vertical de la Junta de Expansión..................................................................................... 74

20 Grado de Deterioro por Descascaramiento en Superficie del Concreto....................................................................................... 75

26 Cantidad de Deterioro por Gravedad............................................ 106

27 Límites de Servicio, de Daños, de Seguridad y de Agrietamiento Severo........................................................................................... 110

xi

LISTA DE FIGURAS

Figura Nº Pág.

1 Modelo de Durabilidad.................................................................. 11

2 Partes de un Puente..................................................................... 13

3 Partes de un Puente.................................................................... . 13

4 Tipos más Comunes de Estribos: (A) Estribo Típico de Gravedad con Aleros. (B) Estribo en U, (C) Estribo sin Muro ni Aleros, (D) Estribo de Caballete con Aleros Cortos en Cabezal. ................... 15

5 Partes de una Pila......................................................................... 16

6 Pilas de Concreto: Maciza (6.1), Aligeradas (6.2) y Pilastras (6.3) 18

7 Pilas Metálicas: (A) Laminadas, (B) Tubulares y (C) Torres de Celosía.......................................................................................... 19

8 Apoyo Multidireccional..............................................................20

9 Apoyo Unidireccional.................................................................... 21

10 Apoyo Fijo..................................................................................... 21

11 Tiempo de Vida Útil de una Estructura......................................... 27

12 Evolución de los Mecanismos de Deterioro del Concreto............. 28

13 Iniciación de la Carbonatación del Concreto................................. 29

14 Iniciación de Penetración del Cloruro en el Concreto................... 29

15 Propagación de la Corrosión del Refuerzo................................... 29

16 Construcción de Segmentos......................................................... 44

17 Construcciones Temporales del Puente: El Pretensado Axial de la Cubierta (A) y Lanzamiento (B). ............................................... 45

18 Lanzamiento Completo del Puente............................................... 45

19 Herramientas de Limpieza e Inspección General......................... 48

xii

20 Herramientas de Inspección Visual y Medición............................ 49

21 Herramientas de Documentación y Equipo................................... 49

22 Lámina Suelta al Comienzo del Puente Caroní............................ 50

23 Superficie de Rodadura en el Terraplén del Puente..................... 50

24 Inexistencia de Drenajes............................................................... 51

25 Ondulaciones en el Pavimento del Puente................................... 53

26 Abultamiento en el Pavimento del Puente.................................... 54

27 Hidroplaneo de un Vehiculo.......................................................... 55

28 Presiones Hidrodinámicas y Frenado sobre el Caucho en caso de Hidroplaneo.............................................................................. 55

29 Hundimiento del Pavimento sobre el Puente................................ 57

30 Surcos presentados en el Puente Caroní..................................... 59

31 Grietas Presentadas en el Puente Caroní.................................... 59

32 Descascaramiento del Pavimento................................................. 60

33 Baches en el Pavimento del Puente (Grado 2)............................. 61

34 Parcheo......................................................................................... 63

35 Exudación del Pavimento............................................................. 64

36 Sobrecapas de Asfalto del Puente Caroní.................................... 66

37 Corrosión en los Apoyos del Puente............................................. 66

38 Corrosión en la Superestructura del Puente Caroní..................... 68

39 Manchas de Humedad en las Vigas Longitudinales y Transversales del Puente Caroní.................................................. 68

40 Desprendimiento de los Elementos de Contención, Humedad y Falta de Mantenimiento............................................................... . 69

41 Corrosión del Acero por Drenes Tapados por Sobrecarga y Procesos de Mantenimientos Inconclusos.................................... 69

xiii

42 Problemas de Corrosión Interna y los Drenes se encuentran Cerrados Producto de un Mantenimiento Incompleto................... 70

43 Oxidación (Baranda de Acero) con un Grado 4............................ 71

44 Ausencia de las Barandas sobre el Puente Caroní en el año 2011............................................................................................. . 72

45 Barandas en el Puente Caroní...................................................... 73

46 Efectos de las Filtraciones en el Puente Caroní........................... 74

47 Movimiento Vertical de la Junta de Expansión Producida por la Falta de Drenajes.......................................................................... 75

48 Descascaramiento de la Estructura del Puente............................ 76

49 Ataque por Agua de Desagües, tanto de Aguas Pluviales como de Aguas Servidas en el Puente Caroní....................................... 77

50 Baches con Pérdida de Base presentes en el Puente Caroní...... 78

51 Exudación en el Pavimento del Puente........................................ 79

52 Fisuras del Pavimento del Puente Caroní..................................... 81

53 Ondulación sobre el Puente Caroní.............................................. 84

54 Piel de cocodrilo sobre el Puente Caroní...................................... 86

55 Caucho del Vehiculo en Contacto con el Pavimento.................... 89

56 Hidroplaneamiento Parcial del Caucho del Vehiculo con el Pavimento..................................................................................... 89

57 Hidroplaneamiento Total del Caucho del Vehiculo sobre el Pavimento del Puente................................................................... 90

59 Planilla de Evaluación de Edificaciones Existentes: Revisión para Cargas Verticales.......................................................................... 104

60 Planilla de Evaluación de Edificaciones Existentes: Revisión Bajo Acciones Sísmicas........................................................................ 105

61 Niveles Operacionales.................................................................. 109

xiv

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN GUAYANA

EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES FÍSICAS Y FUNCIONALES DEL PUENTE CARONÍ, SENTIDO PUERTO ORDAZ – SAN FÉLIX DEL

MUNICIPIO CARONÍ DEL ESTADO BOLÍVAR

Autor: Daniel J. CaraballoTutor Académico: Ing. Diego Zambrano

Asesor Metodológico: Ing. Martha RodríguezMes y Año: Junio 2012

RESUMEN

La presente investigación tiene como objetivo evaluación de las condiciones físicas y funcionales del Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz – San Félix del Municipio Caroní del Estado Bolívar, determinando el escenario real en las que se encuentra el área en estudio. Desafortunadamente, existe un considerable rezago en la conservación de los puentes que se traduce en un deterioro creciente de su estado físico. Entre las razones que explican, pero no justifican este rezago, pueden señalarse: Debido a la escasez de recursos de los entes públicos que deben conservar la infraestructura de la ciudad y carencia de cultura de conservación. El trabajo estuvo enmarcado dentro de la modalidad de una investigación de campo de tipo descriptiva y después de aplicar las técnicas e instrumentos de búsqueda y análisis de la información elaborados, constituidos por una lista de cotejo y guía de observación se puede concluir que la situación actual del Puente Caroní es grave porque los problemas estructurales provienen por la falta de mantenimiento correctivo y preventivo que no se ha realizado y la falta de atención de las autoridades tanto municipales como regionales y nacionales, lo que conlleva al desplazamiento de uno de los muros estructurales, presencia de baches, desniveles y huecos, la oxidación de las bases del puente, acumulación de maleza y basura, lo que podría hacer que el puente pudiera colapsar si no se aplica el mantenimiento correspondiente.

Palabras Claves: Condiciones físicas, condiciones funcionales, Puente Caroní, conservación del puente.

xv

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de las vías de comunicación implica verificar y encontrar

una serie de obstáculos naturales que interfieren en la trayectoria de la vía.

Para salvar estas dificultades, es necesario efectuar un diseño de los

puentes. El mismo que tienen su origen en la prehistoria, y posiblemente el

primero de ellos fue un árbol utilizado por el hombre de la época para

conectar las dos orilla de un río. Al pasar de los años, el hombre ha tenido la

necesidad de perfeccionar las obras, ya que los primeros puentes eran

pobremente fundados y raramente soportaban cargas pesadas.

Hoy en día, los puentes están formados por una superestructura, la cual

soporta directamente las cargas dinámicas y una infraestructura que recibe

las cargas y las transmite a los cimientos. Así como han evolucionado los

puentes, se ha perfeccionado también la manera de diseñarlos. Se han

establecido normas y criterios, como resultado de los estudios y

experimentos realizados para hacerlos más resistentes al paso de los años y

a las acciones a las que están sometidos.

Esta investigación contempla como está formada la infraestructura del

Puente Caroní sentido Puerto Ordaz – San Félix del Municipio Caroní y las

condiciones en las que se encuentra en la actualidad, porque el 100% de los

puentes en Venezuela no están recibiendo mantenimiento, lo que conlleva a

que el 40% de la viabilidad en el país está deteriorada, a pesar de que las

normas y leyes de la República norman su mantenimiento en el tiempo.

De allí que se propone realizar esta investigación evaluativa de las

condiciones físicas y funcionales del Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz –

San Félix del Municipio Caroní del Estado Bolívar, porque no se le ha

aplicado procesos de conservación, lo que trae como consecuencia que el

mismo se encuentra en franco deterioro, dada la escasez de recursos de los

1

entes públicos que deben conservar la infraestructura de la ciudad sin

recursos propios.

De esta manera, este trabajo quedó conformado por:

Capitulo I: El Problema con el planteamiento del problema, objetivos de

la investigación y justificación. Capitulo II: Marco Referencial o Teórico

constituido por los antecedentes de la investigación, las bases teóricas y

legales que sustentarán el estudio. Capitulo III: Marco Metodológico donde

se explicara la modalidad de la investigación, población y muestra, técnicas e

instrumentos de recolección de datos y técnicas de análisis de los datos.

Capitulo IV: Presentación y Análisis de los Resultados. Finalmente, se

agregan las conclusiones, recomendaciones y la bibliografía del estudio.

2

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Contextualización del Problema

Ciudad Guayana es una urbe moderna y con puerto fluvial que une las

ciudades de Puerto Ordaz y San Félix, desde 1963 cuando se inauguró el

primer puente sobre el Río Caroní, como símbolo de unión entre estos

poblados de extrema importancia para la economía de la región y del país.

Los entes gubernamentales del país hicieron posible la unión de San

Félix con Puerto Ordaz, a través de puentes sobre el Río Caroní, que

permiten que sus habitantes hacen vida en ambos poblados en pro de darle

continuidad a la gestión administrativa de Ciudad Guayana.

Actualmente, es necesaria una planificación adecuada de revisiones e

inspecciones que permitan mantener la vida útil del puente, desde la

realización de un conjunto de operaciones de carácter técnico encaminadas

a la obtención de los datos necesarios para la evaluación del estado del

mismo hasta las labores de mantenimiento exigidos por la Ley.

Si bien es cierto que las estructuras de concreto son regularmente

consideradas como espacios durables con un bajo costo de mantenimiento,

también es cierto, que en las últimas décadas se ha observado un

incremento en agrietamientos relacionado con la corrosión de la armadura de

acero a través de la acción ambiental y de la carencia de drenajes

adecuados.

3

La interacción del concreto con el acero de refuerzo se basa en que el

concreto provee al refuerzo una protección tanto química como física en

contra de la corrosión. La protección química se debe a la alcalinidad del

concreto, que produce una capa de óxido de la superficie del acero

impidiendo que el acero continúe corroyéndose. A este fenómeno se le

denomina pasividad, ya que la capa de óxido evita la propagación de la

corrosión del acero.

La alcalinidad del concreto es debida al hidróxido de calcio que se forma

durante la hidratación de los silicatos del cemento y a los álcalis que pueden

estar incorporados como sulfatos en el Clinker, que son las sustancias que

sitúan el pH de la fase acuosa contenida en los posos del concreto entre 12,6

y 14, es decir, en el extremo mas alcalino de la escala de pH. El concreto

también funciona como una capa protectora física en contra de los agentes

ambientales, como son el agua, el oxígeno, los cloruros y el dióxido de

carbono que pueden despasivar al acero e iniciar su corrosión.

Los puentes de concreto que enlazan a Puerto Ordaz con San Félix,

como en el caso en estudio, son estructuras que permiten darle continuidad

al camino, librando el paso de los ríos Caroní y Orinoco, pero la falta de

mantenimiento conlleva al deterioro prematuro por la presencia de grietas o

porosidades en una de las paredes internas más la falta de los drenajes, la

separación de las juntas, la falta de las barandas, y los baches y huecos por

lo tanto, se hace necesario realizar esta investigación con la finalidad de

evaluar las condiciones en las que se encuentra el puente y como las

condiciones del medio ambiente repercuten en el mismo.

Cabe preguntar entonces si con este estudio, ¿se harán los correctivos

necesarios para evitar que se deteriore el puente?, ¿Cuál es la condición del

medio ambiente que hace que se socaven las bases y estribos del puente?,

¿Cuál es la mejor solución para evitar el colapso del puente?

4

Objetivos de la Investigación

Objetivo General

Evaluar las condiciones físicas y funcionales del Puente Caroní, sentido

Puerto Ordaz – San Félix, ubicadas en Ciudad Guayana, Estado Bolívar.

Objetivos Específicos

Diagnosticar la situación actual de los estribos y las pilas del puente

Caroní sentido Puerto Ordaz – San Félix.

Identificar las reacciones reológicas y la influencia del ambiente en el

deterioro de los elementos estructurales.

Evaluar los sistemas de drenaje del puente para conocer las

condiciones de funcionamiento del mismo.

Determinar las condiciones de uso del puente para verificar su

funcionalidad.

Justificación

Este trabajo es importante en el hecho de que el puente, además de ser

una obra de ingeniería, que une a las poblaciones de Puerto Ordaz y San

Félix, es también una vía de acceso a una de las zonas comerciales más

importantes de Ciudad Guayana. Este puente se ha venido deteriorando en

el tiempo debido a filtraciones y humedades provenientes del drenaje

precario lo que trae como consecuencia socavación de los estribos del

puente.

La razón para realizar esta investigación depende de los muchos

defectos relacionados con la presencia del agua. Es frecuente encontrar

5

defectos en el sistema de drenaje que hacen que el agua no desagüe con la

suficiente rapidez y escurra por sitios por lo que no debiera hacerlo.

También son destacables en este sentido, los defectos en losas de

transición, debido generalmente a asientos producidos en los terraplenes,

escasos recubrimientos en las armaduras y coqueras, entre otros.

6

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO O REFERENCIAL

Antecedentes de la Investigación

Cerna y Galicia (2010) en su trabajo de investigación titulado Vida Útil

en Estructuras de Concreto Armado desde el Punto de Vista de

Comportamiento de Material, presentado ante el Premio Antenor Orrego

2010 de la Universidad Privado Antenor Orrego en Perú, bajo la óptica de un

trabajo de campo de tipo descriptivo y documental, donde los autores

concluyeron que:

Los efectos de la corrosión sobre el acero de refuerzo consiste en la perdida de la sección y disminución de su resistencia mecánica y su efecto se muestra en manchas, grietas y desprendimientos o deslaminaciones en la superficie, condicionando así la durabilidad de una estructura de concreto armado. (p. 78)

Este trabajo se relaciona con la presente investigación en el hecho de

que sirve de guía para conocer cómo se comportan las estructuras de

concreto armado en cuanto a su vida útil y a su durabilidad en el tiempo.

Camacho, P. (2009) en su tesis de grado titulada Estudio de la

Socavación en Elementos de Protección de Puentes mediante Ensayos

Realizados en un Modelo Físico presentada ante la Universidad

Centrocciental “Lisandro Alvarado” para optar al titulo de Ingeniero Civil, bajo

la óptica de un trabajo de campo de tipo descriptivo y documental, donde el

autor concluyó que:

7

La investigación de nuevas herramientas que contribuyan al fortalecimiento del crecimiento y calidad de vida del país y al mismo tiempo, permitan fortalecer las técnicas y percibir el comportamiento de elementos de protección y apoyo de puentes frente a la socavación local. (p. 95)

Este trabajo se relaciona con el estudio realizado en el hecho de que

ambos buscan en el área de mantenimiento predictivo la protección del

puente en el que trabajan a fin de disminuir la influencia de errores

estructurales.

Guzmán y González (2008) en su tesis titulada Consideraciones de

Diseño en la Infraestructura de Puentes Carreteros, presentada ante la

Universidad de Oriente, para optar al título de Ingeniero Civil con la óptica de

un trabajo de campo de tipo descriptivo y documental, donde las autoras

concluyeron que: “Las pilas ocasionan disturbios en el régimen normal de la

aguas y ocasionan acciones que resultan perjudiciales, para evitar esto,

deben ser diseñadas dándoles una sección aerodinámica que reduzca la

contracción de la sección de desagües.” (p. 80)

Este trabajo se relaciona con la investigación que se presenta en el

hecho de que ambos buscan la mayor durabilidad de un puente.

Bases Teóricas

Durabilidad de las Estructuras de Acero

La durabilidad de una estructura de acero es, de acuerdo con Murcia, J.,

Mari, A., y De Cea, A. (2010),

Su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que esta expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. (p. 127)

8

Una estructura durable de considerarse como una estrategia capaz de

considerar todos los factores de degradación y actuar consecuentemente

sobre cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura.

De hecho, una estrategia correcta para la durabilidad debe tener en cuenta

que en una estructura puede haber diferentes elementos estructurales

sometidos a distintos tipos de ambiente.

Estrategia para la Durabilidad

Para satisfacer los requisitos establecido será necesario seguir una

estrategia que considere todos los posibles mecanismos de degradación,

adoptando medidas específicas a función de la agresividad a la que se

encuentre sometido cada elemento.

Funcionalidad

La funcionalidad es una cantidad cuantificable que está en función de la

capacidad de carga de la estructura. La capacidad de carga se cuantificará

en este estudio basándose en el tiempo que se pretendió duraría la

estructura. Cuando el concepto tiempo entra en juego en la evaluación de la

funcionalidad de una estructura, varios factores externos o factores de

degradación resultan e un primer plano. Como la funcionalidad está

íntimamente relacionada con la durabilidad de una estructura, ésta se puede

definir como lo hace Zaragoza, F. (2009) “la habilidad de mantener la

funcionalidad requerida.” (p. 180)

Degradación

El concepto de degradación es, según Monfort, J. (2006), “el

decremento gradual de la funcionalidad de la estructura con el tiempo.” (p.

12). Se puede cuantificar a la degradación como el inverso de la

funcionalidad.

9

Vida Útil

La vida útil de una estructura es, de acuerdo con Viola, E. (2007),

“periodo en el que la estructura conserva los requisitos del proyecto sobre

seguridad, funcionalidad y estética, sin costos inesperados de

mantenimiento.” (p. 59) Es decir, si la estructura careciera de cualquiera de

estas tres propiedades: Seguridad, funcionalidad y estética, ésta ya

sobrepasó el periodo de su vida útil.

Vida Residual

Para Urban, P. (2010) explica que la vida residual es “el tiempo a partir

del momento que la estructura alcanza el anterior limite aceptable” (p. 98).

Este es el periodo en el que la estructura necesitaría reparación,

remodelación o completa renovación, para que regrese a su estado de

servicio original, esto es, que sea segura, funcional y estética.

En pocas palabras, la etapa de la vida residual es el tiempo que tiene el

dueño de la estructura o elemento estructural, para repararla antes que la

degradación avance hasta el límite de posible colapso.

Estado Limite de Servicio (ELS) y Estado Limite Ultimo (ELU)

Los valores mínimos de servicio o valores máximos aceptables de

degradación son llamados los estados límites de la durabilidad de una

estructura. Estos son principalmente dos:

1. El Estado Límite de Servicio o ELS corresponde al punto en el tiempo el

cual la estructura ha llegado a su vida útil, o sea, tal como lo explican

Flores, J., Pastor, J. y Ferrández, M. (2011) es “el estado en el cual los

requerimientos de servicio de una estructura o elemento estructural:

Seguridad, funcional y estética, ya no se cumplen.” (p. 58).

10

2. El Estado Limite Ultimo (ELU) es el estado en que la estructura o

elemento estructural, tal como lo explican Flores, J., Pastor, J. y Ferrández,

M. (2011) “se encuentra asociado con colapso u otra forma similar de falla

estructural.” (p. 61).

Probabilidad de Falla

La probabilidad de falla se podría definir como la posibilidad de exceder

cierto estado limite, ya sea el ELS o el ELU. El término falla por durabilidad

es usado cuando existe una falla por degradación del material en una

estructura o elemento estructural, en comparación de falla mecánica, la cual

es causado por cargas mecánicas externas, tal como lo explica Urban, P.

(2010). Es importante notar que la falla por durabilidad podría generar una

falla mecánica, tal como se visualiza la figura 1.

Figura 1: Modelo de Durabilidad. Fuente: Datos tomados de Construcciones de Estructuras Metálicas de Urban, P. (2010), p. 65.

11

Generalidades sobre Puentes

Definición

Un puente es, de acuerdo con Barreiro, X. (2007), “una obra de arte con

la que se salva un obstáculo, dando continuidad a una vía conectando dos

puntos. Los obstáculos a salvar pueden ser otra senda, ya sea carretera o

férrea, una corriente de agua o una depresión del terreno.” (p. 157)

Los puentes se clasifican de acuerdo al sistema estructural

predominante:

1. Isostáticos: Son las estructuras en las cuales el tablero son

estáticamente independientes de los entre tableros y en lo concerniente a

flexión para los apoyos.

2. Hiperestáticos son aquellos puentes que aunque los tableros son

independientes uno de otros desde el punto de vista estático existe alguna

relación de dependencia con los apoyos.

Partes de un Puente

Las partes de un puente, se visualizan en las figura 2 y 3, y son:

1. La superestructura constituida en términos generales por las vigas de

puente, diafragmas, tablero, aceras, postes, pasamanos, capa de rodadura o

durmientes, rieles, entre otros.

2. La infraestructura o subestructura es todo el conjunto de pilas y estribos

que soportan a la superestructura.

3. Como elementos intermedios se encuentran los aparatos de apoyo que

son las prolongaciones de los aleros de los estribos, las defensas, los

pedraplenes y protecciones, especialmente en casos de ríos caudalosos, así

como también las alcantarillas de desfogue en los terraplenes de acceso.

12

Figura 2: Partes de un Puente. Fuente: Elaborada con datos tomados de civilgeeks.com (2011), p. s/n

Figura 3: Partes de un Puente. Fuente: Elaborada con datos tomados de Construaprende.com (2011), p. s/n.

Cimentación

Es la encargada de transmitir al suelo de fundación, las cargas propias

de la subestructura, de la superestructura y de las cargas que operan sobre

el puente. Puede ser superficial como las zapatas de concreto reforzado o

profunda como Caisson o pilotes de concreto reforzado, ya sea pilotes o

fundidos en situ.

Estribos

Un estribo sirve para dos funciones principales. Soporte el extremo de

un tramo de puente y proporciona cuando menos algo de soporte lateral para

13

el suelo o la roca en que descansa la calzada inmediatamente adyacente al

puente. Por lo tanto, un estribo combina las funciones de pila de la

subestructura y del muro de contención.

Uno de los tipos más comunes de estribo, tal como lo manifiesta Martín,

J. (2009), se muestra en la figura 4(A). Consta de una pila central

soportando el apoyo del puente y de dos aleros para retener el terraplén.

Los tres elementos descansan en una sola zapata. Si los aleros están en

ángulo recto con la pila, la estructura se llama estribo en U, tal como se

muestra en la figura 4(B). Algunas veces los aleros de un estribo en si se

unen entre si para reducir su tendencia a volcarse.

El estribo sin aleros o estribo abierto, tal como se visualiza en la figura

4(C) también se usa mucho. Consta de dos o más columnas verticales con

un cabezal que soporta los apoyos del puente. El terraplén se extiende con

su talud natural desde el lecho inferior del cabezal a través de las aberturas

entre las columnas. En su forma más evolucionada, un estribo sin aleros no

es más que una fila de pilotes hincados a través de un terraplén soportando

el apoyo del puente, tal como se muestra en la figura 4 (D).

El apoyo del puente está provisto usualmente de aleros pequeños para

mantener las zapatas de los apoyos libres de tierra. Otra variante común es

una simple pila con pequeños aleros cerca de su extremo superior. El

terraplén en este caso se derrama alrededor del estribo.

14

Figura 4: Tipos más Comunes de Estribos: (A) Estribo Típico de Gravedad con Aleros. (B) Estribo en U, (C) Estribo sin Muro ni Aleros, (D) Estribo de Caballete con Aleros Cortos en Cabezal. Fuente: Elaborado con datos tomados de Ingeniería Fluvial de Martín, J. (2009), p. 151.

Pilas

Las pilas se proyectan para resistir las cargas muertas y vivas

superpuestas, las presiones del viento que actúen sobre ella y la

superestructura, las fuerzas debidas a la corriente del agua, al hielo y a

cuerpos flotantes, así como las fuerzas longitudinales.

Los pilotes se construyen en una gran variedad de tamaño, formas y

materiales para adaptarse a muchos requisitos especiales, incluyendo a la

competencia económica. Aunque su variedad desafía las clasificaciones

sencillas, pudiendo estudiarse desde el punto de vista de los principales

materiales de que están hechos que incluyen la madera, el concreto y el

acero.

15

De acuerdo con Escudero, J. (2011), las pilas son:

Los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos, los cimientos están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas. Los tramos más cortos que conducen al puente propiamente dicho se llaman de acceso y en realidad forman parte de la fábrica. (p. s/n)

Las pilas tal como lo explica Carrasco, R. (2011), que se muestran en la

figura 5, están formadas por:

La base que se apoya en la fundación y generalmente queda sumergida por debajo del nivel de aguas máximas normales, por lo tanto, se colocan comúnmente rompientes que minimicen el efecto de las corrientes. El fuste o cuerpo de la pila salva la altura exigida por la rasante, El coronamiento, en el cual finaliza el fuste y donde se colocan los aparatos de apoyo de la superestructura. (p. s/n)

Figura 5: Partes de una Pila. Fuente: Elaborada con datos tomados de Artículos Técnicos de las Pilas de un Puente de Carrasco, R. (2011), p. s/n.

Los tipos de pilas más importantes son:

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a. Pilas de concreto debido a la permanencia y estabilidad que ofrecen

estos materiales, son las más utilizadas en su construcción. De acuerdo a su

altura, se pueden utilizar uno de estos tipos:

1. Pilas llenas o macizas, cuando no salvan grandes alturas, sus

secciones son prácticamente constantes. Cuando la altura es

considerable pueden construirse con un perfil de igual resistencia, tal

como se visualiza en la figura 6 en el inciso 6.1.

2. Pilas aligeradas se utilizan para reducir el peso propio de las

mismas, tal como se muestra en la figura 6, inciso 6.2.

3. Pilastras están formadas por columnas independientes o ligadas

entre si por medio de diafragmas, tal como se presenta en la figura 6,

inciso 6.3. En ellas se incluyen las monocolumnas, muy usadas en los

cruces urbanos, para disminuir la interferencia con el tránsito.

4. Pilas Metálicas se emplean, cuando su altura es considerable y se

desea reducir el peso propio de la infraestructura, tal como se visualiza

en la figura 7. Se recomiendan en el caso en que los suelos de

fundación tengan bajo poder de soporte.

Estas pilas son aplicables para los puentes cuya superestructura sea

también metálica. Se utiliza principalmente en viaductos, ya que no es

recomendable utilizarla por debajo del nivel de aguas máximas del río, donde

producen considerables disturbios, además del peligro de oxidación de las

piezas y uniones metálicas que quedan sometidas a la acción del agua.

Son los elementos que van entre la viga del puente y el asiento del

estribo, tal como expresa Mexpresa (2012).

Se utilizan para:

17

1. Localizar el punto de apoyo de cada viga, y por ende, el punto de

aplicación de las reacciones del puente.

2. Absorber el movimiento de apoyo de la estructura, debido a la

acción de las cargas o de los cambios de temperatura.

3. Distribuir las reacciones del puente en áreas suficientes para tener

presiones aceptables, en la cabeza de los estribos o pilas.

Figura 6: Pilas de Concreto: Maciza (6.1), Aligeradas (6.2) y Pilastras (6.3). Fuente: Elaborada con datos tomados de Artículos Técnicos de las Pilas de un Puente de Carrasco, R. (2011), p. s/n.

18

Figura 7: Pilas Metálicas: (A) Laminadas, (B) Tubulares y (C) Torres de Celosía. Fuente: Elaborada con datos tomados de Artículos Técnicos de las Pilas de un Puente de Carrasco, R. (2011), p. s/n.

Aparatos de Apoyo

Absorber, parcialmente, las acciones dinámicas del sismo permitiendo

una reducción en las solicitudes determinantes del diseño de las pilas muy

altas.

Los tipos de aparatos de apoyos son:

1. Aparatos de apoyo móviles: Se usan para permitir la variación en la

longitud de la viga originada por cambios de temperatura y las contracciones

de fraguado en las estructuras de concreto.

a. Apoyo multidireccional, tal como se visualiza en la figura 8, sirve

para:

Soportar cargas de componente vertical,

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Permitir el giro en cualquier dirección,

Permitir el movimiento horizontal, tanto longitudinal como

transversal.

Da libertad de movimiento en las direcciones X y Y.

Resistir y transmitir fuerzas horizontales externas como el

sismo o el frenado.

Figura 8: Apoyo Multidireccional. Fuente: Elaborada con datos tomados de Apoyos para Puentes de Mexpresa (2012), p. s/n.

b. Apoyo unidireccional como se muestra en la figura 9, son capaces

de:

Soportar cargas de componente vertical,

Permitir el giro en cualquier dirección.

Permitir el movimiento horizontal en un único eje.

Resistir y transmitir fuerzas horizontales en la dirección en la

cual el movimiento está impedido.

20

Figura 9: Apoyo Unidireccional. Fuente: Elaborada con datos tomados de Apoyos para Puentes de Mexpresa (2012), p. s/n.

2. Aparatos de apoyo fijo son necesarios para repartir las reacciones de las

vigas en un área suficiente para obtener presiones aceptables sobre los

estribos, tal como se muestra en la figura 10.

a. Soportan cargas, tanto vertical como horizontal,

b. Permiten el giro en cualquier dirección,

c. Movimiento horizontal coartado, tanto longitudinal como transversal.

Figura 10: Apoyo Fijo. Fuente: Elaborada con datos tomados de Apoyos para Puentes de Mexpresa (2012), p. s/n.

21

Cargas sobre Puentes

Solicitaciones

Las solicitaciones que actúan sobre un puente, se pueden clasificar

según su naturaleza de la manera siguiente:

1. Carga muerta es un tipo de carga permanente, debido al peso propio de

la estructura, incluyendo de los componentes no estructurales, tales como

barandas, andenes, bordillo y capa de rodadura.

2. Cargas de servicio están subdividas en:

a. Cargas vivas son todas aquellas cargas externas aplicadas sobre el

puente.

b. Líneas de carga consiste de una carga uniforme por metro lineal de

carril y una carga concentrada o dos cargas concentradas en el caso de

luces continuas.

c. Impacto son los efectos dinámicos de las cargas móviles sobre los

puentes como una fracción de la carga viva.

d. Fuerzas longitudinales se refieren a todas aquellas fuerzas que

actúan en la dirección alargada del puente, específicamente en la

dirección del tráfico. Estas fuerzas se generan por el frenado repentino

de los vehículos o una desaceleración súbita de los mismos.

e. Fuerzas centrifugas se presentan en las estructuras curvas y son

equivalente a un porcentaje de la carga viva sin impacto, considerando

todos los carriles llenos.

f. Cargas del viento deben consistir en cargas móviles uniformemente

distribuidas y aplicadas al área expuesta de la estructura, porque el

viento es una carga lateral sobre los puentes y su magnitud depende

entre otros factores de la velocidad del mismo, del ángulo de ataque y

de la forma del puente.

22

Tipología de Puentes

Puentes de Losa Maciza

Son estructuras muy sencillas utilizadas para sobrepasar obstáculos de

corta longitud, entre 5 y 8 metros aproximadamente. Están constituidos por

una losa de concreto reforzado simplemente apoyado sobre los estribos, en

una sola luz o entre estribos y pilas para puentes de varias luces.

Entre sus ventajas, se encuentran:

Sencillez y facilidad de construcción (encofrados, colocación del

refuerzo y vaciado de concreto).

Baja presión en los apoyos (estribos y pilas).

Puentes de Losa y Vigas

Son estructuras muy sencillas utilizadas para sobrepasar obstáculos de

longitudes entre 5 y 20 metros aproximadamente. Están constituidos por un

tablero de concreto reforzado apoyado sobre vigas colocadas paralelamente

al eje de la vía a una separación uniforme. Entre sus ventajas, se tienen:

Son muy rígidos y tienen menos vibraciones,

No requieren de mayor conservación,

Utilizan materiales de la región y no tienen problemas de transporte de

vigas y montajes.

Técnicas de Conservación

Muchos deterioros se podrían evitar antes de la puesta en servicio de la

estructura, y los que no se pudieran evitar antes, se podría retrasar su

aparición con una adecuada sistematización y planificación de las

actividades de conservación. En este orden de cosas, decir que las

principales tareas de conservación ordinaria, son de acuerdo con Londoño,

23

C. (2011):

Limpieza del puente en general, Eliminación de vegetación existente, Limpieza de sistema de desagüe y drenaje. Sustitución de barreras tipo bionda y barandillas, Repintado de elementos metálicos, Reparación de aceras, Mantenimiento de los elementos de iluminación y elementos de inspección de la propia estructura como las arquetas y escaleras. (p. s/n)

Daños Presentados en Estructuras de Concreto

Los principales daños que se presentan son:

Daños por diseño: Se presentan generalmente como fisuras,

aplastamientos locales, asentamientos, volcamientos y vibración excesiva.

Daños por construcción en forma de hormigueros, segregación,

fisuración por retracción, construcción inadecuada de juntas frías,

recubrimiento inadecuado y exposición de acero de refuerzo.

Daños durante el funcionamiento por infiltraciones y humedades,

carbonatación, corrosión de la armadura, contaminación del concreto, fallas

por impacto y socavación.

Las filtraciones y humedades se deben a que el agua es el principal

agente agresor para los puentes, añadido al mal funcionamiento o

inexistencia de drenaje e impermeabilización del tablero. Mientras que las

fisuras aparecen por varios motivos, entre ellos, y tal como lo explica

construmatica.com (2011), “retracción, ejecución deficiente, corrosión en las

armaduras, asientos diferenciales, solicitaciones a las que está sometido,

entre otras.” (p. s/n) La carbonatación se debe a la presencia de elementos

ácidos con álcalis y agua, uno es la presencia de CO2 proveniente del aire.

Los golpes e impactos suelen ser debidos a que la estructura posea un

24

gálibo escaso. Las coqueras y armaduras vistas suelen ser defectos por la

mala ejecución de la obra civil.

Mecanismos de Deterioro y Parámetros Reguladores

Londoño, C. (2012), el concreto se puede deteriorar, de manera

importante, únicamente por cuatro causas: “Corrosión, reacciones álcali-

sílice, ataques químicos y daños por ciclos hielo/deshielo” (p. s/n) De hecho,

la corrosión destruye principalmente la armadura, y los tres restantes

destruyen el concreto. Entre los parámetros reguladores, la presencia del

agua y la sal, son las dos medidas más decisivas para todos estos

mecanismos.

Agua

Casi todos los mecanismos de deterioro del concreto exigen la

presencia del agua para que se den, las excepciones son las fisuras

causadas por fuerzas que generan deformaciones, tal como sucede, cuando

un concreto se somete a gradientes térmicos o cuando una estructura

presenta asentamientos diferenciales.

El concreto también puede deteriorarse por desgaste mecánico, como

sucede en pisos sometidos a la acción de cauchos duros, es decir, las

acciones que se tomen para mantener seco el concreto reducen el grado del

daño que se pueda presentar frente a una acción dañina, tal como lo expresa

Londoño, C. (2011).

En la mayoría de los casos, los concretos que están en el interior de las

estructuras permanecen secos, y en condiciones normales de uso, no

manifiestan daño alguno.

25

Corrosión en Concreto

La integridad de una estructura de concreto armado depende tanto de la

calidad de sus componentes como de su dosificación, para lograr las mejores

propiedades que garanticen un período de vida útil prolongado- La barrera

de protección que le proporciona el concreto a la varilla de acero es

reforzada por el valor de pH alcalino que se alcanza después de las

reacciones de hidratación del cemento, que pasivan al elemento metálico y lo

protegen químicamente.

Sin embargo, la interacción con el medio ambiente provoca que la

protección se vea disminuida. Los principales agentes agresivos son los

cloruros en regiones marinas y la carbonatación en zonas rurales e

industriales. La combinación de los agentes agresivos tiene un efecto

sinérgico, acelerando el proceso de degradación de las estructuras de

concreto armado.

Cuando los agentes agresivos no están presentes desde la elaboración

del concreto, éstos penetran a través de él cuando la estructura es puesta en

servicio. Al llegar a la superficie del metal provocan que la corrosión se

desencadene. Una vez que la corrosión se ha desencadenado, ésta se

manifestará bajo tres vertientes, tal como lo explica Zanni, E. (2008).

Sobre el acero, con una disminución de su diámetro inicial y, por lo tanto, de su capacidad mecánica, Sobre el concreto, debido a que al generarse acumulación de óxidos expansivos en al interfase acero-concreto, provoca fisuras y desprendimientos. Sobre la adherencia acero-concreto. (p. 233)

Desde el punto de vista de la corrosión del acero en el concreto, Devore,

J. (2008), define un modelo muy sencillo que representa:

El tiempo que tarda una estructura de concreto proporcionando servicios para los cuales ha sido diseñado. Este modelo se divide

26

en dos periodos: Iniciación es el tiempo que tarda el agente agresivo en atravesar el recubrimiento, alcanzar el acero y provocar el rompimiento de la capa de oxido protector y Propagación comprende la acumulación progresiva del deterioro para alcanzar un nivel inaceptable. (p. 17)

Los periodos que se ilustran en la figura 11 muestran que durante el

período de iniciación, los agentes agresivos llegan a la superficie del metal e

inician el proceso de corrosión. Los agentes más comunes son los iones

cloruro y la neutralización de la pasta de concreto conocida como

carbonatación, que de acuerdo con Zanni, E. (2008), es “la presencia del CO2

proveniente del aire.” (p. 120)

Figura 11: Tiempo de Vida Útil de una Estructura. Fuente: Elaborada con datos tomados de Patología de la Construcción y Restauro de Obras de Arquitectura de Zanni, E. (2008), p. 18.

En este orden de cosas, decir que las principales tareas de la

conservación ordinaria, son de acuerdo con Moreno, I. (2011) las siguientes:

Limpieza del puente en general, Eliminación de la vegetación existente, Desinfección del sistema de desagüe y drenaje, Sustitución de barreras tipo bionda y barandillas, Repintado de elementos metálicos,

27

Reparación de aceras, Mantenimiento de los elementos de iluminación y elementos de inspección de la propia estructura como las arquetas y escaleras. (p. 92)

Evolución de los Mecanismos de Deterioro del Concreto

En términos generales, casi todos los mecanismos de deterioro

evolucionan a través del tiempo y su desarrollo sigue una curva como la que

se muestra en la figura 12.

Figura 12: Evolución de los Mecanismos de Deterioro del Concreto. Fuente: Elaborado con datos tomados de Tecnología Moderna de la Durabilidad del Concreto: Construir con Criterios de Durabilidad de Londoño, C. (2011), p. s/n.

Aunque la curva es de apariencia simple, ilustra un hecho muy

importante y es que los deterioros tienen dos etapas bien definidas: La de

iniciación y la de propagación, lo que permite inferir que en la fase de

iniciación, la estructura no sufre deterioro, pero en ella se van venciendo las

barreras protectoras. Como ejemplo de esta primera fase, se puede

mencionar la carbonatación, la penetración de cloruros y la acumulación de

sulfatos, tal como se visualiza en las figuras 13 y 14.

Mientras que en la fase de propagación, el deterioro activo puede

avanzar bastante y en algunos casos lo hace a un ritmo acelerado. El

mecanismo teórico de la corrosión es ejemplo de ello. El grado de 28

propagación de la corrosión está regulado por la difusión y los potenciales

eléctricos y la resistividad del concreto. En la figura 15 se muestra la fase de

propagación.

Figura 13: Iniciación de la Carbonatación del Concreto. Fuente: Elaborado con datos tomados de Tecnología Moderna de la Durabilidad del Concreto: Construir con Criterios de Durabilidad de Londoño, C. (2011), p. s/n.

Figura 14: Iniciación de Penetración del Cloruro en el Concreto. Fuente: Elaborado con datos tomados de Tecnología Moderna de la Durabilidad del Concreto: Construir con Criterios de Durabilidad de Londoño, C. (2011), p. s/n.

ÁNODO CÁTODOFe Fe++ + 2e- 4e- + 2H2O + O2 4 (OH)-

4Fe + 3O2 2FeO3 (Oxido)

Figura 15: Propagación de la Corrosión del Refuerzo. Fuente: Elaborado con datos tomados de Tecnología Moderna de la Durabilidad del Concreto: Construir con Criterios de Durabilidad de Londoño, C. (2011), p. s/n.

29

Mantenimiento y Calidad de Servicio

Dada la relación tan estrecha entre los conceptos de calidad de servicio

y mantenimiento, es necesario definir cada uno estableciendo las relaciones

entre ellos. La calidad del servicio, tal como la explica Alcalde, J. (2010), es:

El grado de satisfacción que se logra dar a una necesidad mediante la prestación de un servicio por su propia esencia que implica que recibe el servicio y al que lo proporciona. Esta podrá ser evaluada en relación directa con las expectativas del cliente. (p. 175)

De hecho, todo servicio no es más que una cadena de pasos en la que

la calidad total de la cadena será igual a la calidad del eslabón más

deficiente. El mantenimiento es la actividad humana que conserva la calidad

del servicio que presentan las instalaciones y edificaciones en condiciones

seguras y económicas, tal como lo manifiesta Plaza, A. (2009).

Relación Mantenimiento – Inversión

Una de las primeras premisas en cuanto al mantenimiento es el hecho

de que diseñar una estructura o maquinaria que esté libre de mantenimiento,

sería extremadamente costos. Muchos de los componentes que constituyen

el puente han sido diseñados bajo criterios tecnológicos y económicos, con el

tiempo de vida que si bien debe exceder lo planificado en un principio, no es

lo suficientemente largo como la vida útil del puente. En la mayoría de los

casos, los componentes débiles han sido identificados desde la construcción

del puente, el diseño y la ubicación de los mismos basándose en su

reemplazo en forma conveniente y poco costosa.

Bases Legales

Ley de Conservación y Mantenimiento de los Bienes Públicos y Privados (2007)

La ley tiene como objetivo establecer las normas que regulan la

30

conservación y mantenimiento de las edificaciones, obras de infraestructura,

maquinarias y equipos de dominio público, sean de uso público o privado de

la República, los estados, municipios y otras entidades político-territoriales.

Así como la conservación y el mantenimiento de las edificaciones, obras de

infraestructura, maquinarias y los equipos de dominio privado pertenecientes

a las personas jurídicas estadales de derecho público y de derecho privado.

Están sujetos a las regulaciones de esta ley, con las especificidades que

la misma establece, los entes y órganos que conforman el sector público y

los privados destinados al servicio público, enumerados seguidamente, de

acuerdo al artículo 4:

1. La República, 2. Los Estados, 3. Los Distritos Metropolitanos, 4. Los Municipios, 5. Los Institutos Autónomos, 6. Las personas jurídicas estadales de derecho público, 7. Las sociedades mercantiles en las cuales la República, los estados, los distritos metropolitanos, los municipios, los entes y órganos descentralizados funcionalmente a los que se refiere la Ley que Regula la Organización de la Administración Pública Nacional, solos o conjuntamente, tengan una participación igual o mayor al cincuenta por ciento (50%) del capital social, 8. Las fundaciones, asociaciones civiles y demás instituciones constituidas con fondos públicos o dirigidas por algunas de las personas referidas en este artículo, cuando la totalidad de los aportes presupuestarios o contribuciones en un ejercicio, efectuados por una o varias de éstas, represente el cincuenta por ciento (50%) o más de su presupuesto, 9. Todas aquellas personas naturales o jurídicas propietarias de bienes que tienen como objetivo o función principal la prestación de un servicio público, sin perjuicio de las regulaciones sobre bienes afectos a la prestación de servicios públicos contenidos en las leyes especiales. (p. s/n).

De acuerdo con el artículo 5 de la Ley, el estado intervendrá en la

conservación, mantenimiento y protección de los bienes de los sujetos

mencionados anteriormente para:

31

Garantizar la calidad de los bienes públicos y privados de uso público, y resguardar los bienes públicos del deterioro prematuro con la consecuente pérdida de patrimonio, Evitar la negligencia y la desidia en el manejo de los bienes públicos y privados de uso público. Establecer las responsabilidades patrimoniales y pecuniarias para quienes atente contra un bien público y privados de uso público, Establecer los elementos de corresponsabilidad social y los niveles obligatorios de participación del sector privado en las políticas de conservación, mantenimiento y protección de los bienes públicos y privados de uso público, Fomentar la participación de las comunidades organizadas, fundamentalmente, a través de los consejos comunales en las políticas de conservación, mantenimiento y protección de los bienes públicos y privados de uso público, Implementar la formación educativa de un plantel de funcionarios públicos especialistas en conservación, mantenimiento y protección de los bienes públicos y privados de uso público, así como establecer las campañas publicitarias orientadas a crear una conciencia ciudadana hacia el mantenimiento de los bienes públicos. (p. s/n)

Los entes u órganos del sector público sujetos a esta Ley, tendrán a su

cargo y bajo su responsabilidad las gestiones permanentes de la

conservación y mantenimiento de los bienes, equipos y demás instalaciones

adscritos o que sean propios, a cuyo efecto se ajustaran dichas gestiones a

las políticas que dicte la Superintendencia Nacional de Mantenimiento y

Participación Ciudadana para la Conservación y Mantenimiento de los

Bienes Públicos y Privados de Uso Público.

Serán sancionados los funcionarios y funcionarias que de forma

injustificada no prestaren la colaboración solicitada por el Superintendente

Nacional de Mantenimiento y Participación Ciudadana para la Conservación

y Mantenimiento de los Bienes Públicos y Privados de Uso Público, con

multa entre cincuenta (50) y mil (1000) unidades tributarias.

Así mismo, aquellos funcionarios que causaren daño material, pérdida

32

total o parcial sobre las edificaciones y obras de infraestructura, serán

sancionados con multa entre mil (1000) y dos mil (2000) unidades tributarias.

Las sanciones previstas en la presente Ley no impiden la aplicación de

otras por responsabilidad civil, penal o disciplinaria, en que los trabajadores y

funcionarios en el ejercicio de sus funciones, usuarios y particulares, incurran

en delitos, faltas, hechos ilícitos o irregularidades cometidas en el ejercicio

del deber de conservar, mantener, salvaguardar los bienes bajo su uso,

guarda, custodia o responsabilidad. Serán aplicadas por el Superintendente

Nacional de Mantenimiento y Participación Ciudadana para la Conservación

y Mantenimiento de los Bienes Públicos y Privados de Uso Público.

La presente ley entra en vigencia a partir de la fecha de su publicación

en Gaceta Oficial y deroga la Ley sobre Conservación y Mantenimiento de

las Obras e Instalaciones Públicas, publicada en Gaceta Oficial Nº 33257 de

fecha 3 de julio de 1985.

Norma Covenin 2500 – 93

La Norma COVENIN se define de la siguiente manera:

La Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) es un organismo creado en el año 1958, mediante Decreto Presidencial Nº 501 y cuya misión es planificar, coordinar y llevar adelante las actividades de Normalización y Certificación de Calidad en el país, al mismo tiempo que sirve al Estado Venezolano y al Ministerio de Producción y Comercio en particular, como órgano asesor en estas materia. (p. 2)

En tal sentido, la Norma COVENIN 2500 – 93 es uno de los resultados

de esta comisión. A diferencia de la mayoría de estas normas:

Esta norma venezolana contempla un método cuantitativo, para la evaluación de sistemas de mantenimiento, para determinar la capacidad de gestión de la empresa en lo que respecta al mantenimiento mediante el análisis y calificación de los siguientes factores: Organización de la empresa,

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Organización de la función de mantenimiento, Planificación, programación y control de las actividades de mantenimiento Competencia de personal El manual está enfocado para su aplicación en empresas o plantas en funcionamiento. Para aquellas en fase de proyecto se requiere de una planificación que contemple aspectos funcionales y de ingeniería tales como criterios de selección de equipos y maquinarias, especificación de materiales de construcción, distribución de plantas u otros. (p. 2)

Norma COVENIN 3049 – 93

De acuerdo con la Norma COVENIN 3049 – 93: “Esta norma

venezolana establece el marco conceptual de la función mantenimiento a fin

de tender a la unificación de criterios y principales básicos de dicha función.

Su aplicación está dirigida a aquellos sistemas en operación, sujetos a

acciones de mantenimiento.” (p. 2)

De esta forma, la Norma COVENIN 3049 – 93 contiene los conceptos

presentados a continuación en los cuadros del 1 al 4.

Cuadro 1: Definiciones Presentadas en la Norma COVENIN 3049 - 93

Sistemas Productivos (SP): Son aquellas siglas que identifican a los sistemas productivos dentro de los cuales se pueden encontrar dispositivos, equipos, instalaciones y/o edificaciones sujetas a acciones de mantenimientoMantenimiento: Es el conjunto de acciones que permite conservar o reestablecer un sistema productivo a un estado específico, para que pueda cumplir un servicio determinadoTrabajos de Mantenimiento: Son las actividades a ejecutar para cumplir con los objetivos de la organizaciónObjetivo de Mantenimiento: Es mantener un sistema productivo en forma adecuada de manera que pueda cumplir su misión, para lograr una producción esperada en empresas de producción y una calidad de servicios exigida, en empresas de servicio a un costo global óptimoRecursos de Mantenimiento: Son todos los insumos necesarios para realizar la gestión de mantenimiento, tales como: humanos, materiales, financieros u otros.Ingeniería de Mantenimiento: Es la función responsable de la definición de procedimientos, métodos, análisis de técnicas a utilizar, contratos, estudios de costos, y los medios para hacer el mantenimiento, incluyendo la investigación y desarrollo del mismo.Nota: Elaborada con datos tomados de la Norma COVENIN 3049 – 93.

34

Cuadro 2: Formas de Hacer Mantenimiento Presentados en la Norma COVENIN 3049 - 93

Administración Directa: Es el mantenimiento que se realiza con personal que pertenece a la organización.Contratado: Es el mantenimiento que se realiza con un ente externo a la empresa según especificaciones de esta, en condiciones de precio y tiempo, previamente establecidasEstructura de mantenimiento: Es la composición, localización y arreglo de los recursos para hacer frente a la mejor manera a una carga de trabajo esperadaNota: Elaborada con datos tomados de la Norma COVENIN 3049 – 93.

Cuadro 3: Formas de Estructura de la Organización de Mantenimiento en la Norma COVENIN 3049 - 93

Mantenimiento de Área: Subdivide al SP en varias áreas geográficas y cada una de ellas se asigna cuadrillas de personal para ejecutar las acciones de mantenimiento. Su objetivo es aumentar la eficiencia operativa, ya que estas pequeñas organizaciones se sitúan en las proximidades de los sistemas a los cuales sirven.Mantenimiento Centralizado: Es la concentración de los recursos de mantenimiento en una localización central. Se caracteriza por: Transferencia de personal de un lugar a otro donde exista necesidad de mantenimiento, reducción de costos por la poca especialización funcional y se recomienda para el SP medianos a pequeños y con poca diversidad de procesos.Mantenimiento Área Central: Se aplica en macro SP, los cuales tienen organizaciones en situaciones geográficas alejadas, cantidades elevadas de personal y diversidad de procesos.Nota: Elaborada con datos tomados de la Norma COVENIN 3049 – 93.

Cuadro 4: Tipos de Mantenimiento Presentados en la Norma COVENIN 3049 - 93

Mantenimiento Circunstancial: Este tipo de mantenimiento es una mezcla entre rutinario, programado, avería y correctivo, ya que por su intermedio se ejecutan acciones de rutina pero no tiene un punto fijo en el tiempo para iniciar su ejecución, porque los sistemas atendidos funcionan de manera alterna; se ejecutan acciones que están programadas en un calendario anula pero que tampoco tiene un punto fijo de inicio por la razón anterior, se atienden varias averías cuando el sistema se detiene, existiendo por supuesto otro sistema que cumple con su función, y el estudio de la falla permite la programación de su corrección eliminando dicha avería a mediano plazo. La atención de los SP bajo este tipo de mantenimiento depende no de la organización de mantenimiento que tiene a dichos SP dentro de sus planes y programas, sino de otros entes de la organización del SP, los cuales sugieren aumentos en capacidad de producción, cambios de procesos, disminución en ventas, reducción de personal y/o turnos de trabajoMantenimiento por Avería o Reparación: Se define como la atención a un SP cuando aparece una falla. Su objetivo es mantener en servicio adecuadamente dichos sistemas, minimizando sus tiempos de parada. Es ejecutado por el personal de la organización de mantenimiento. La atención a las fallas debe ser inmediata, y por tanto, no da tiempo a ser programada pues implica el aumento de costos y paradas innecesarias de personal y equipos.Fuente: Elaborado con datos tomados de la Norma COVENIN 3049 - 93

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Sistema de Variables

En el cuadro 5 se muestra el sistema de variables del trabajo que se

presenta:

Cuadro 5: Sistema de Variables

Objetivos Específicos

VariableDefinición

ConceptualDefinición Operativa

Diagnosticar la situación actual de los estribos y las pilas del Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz – San Félix

Situación actual del Puente Caroní

Conjunto de las realidades o circunstancias que se producen en un momento determinado y que determinan la existencia de las personas o cosas

Es el problema que se quiere tratar de resolver

Identificar las reacciones reológicas y la influencia del medio en el deterioro de los elementos estructurales

Deterioro de los elementos estructurales

Disminución del tiempo de vida útil de una infraestructura, por razones de uso o efectos medioambientales

Desgaste del Puente Caroní por falta de mantenimiento

Evaluar los sistemas de drenaje del puente para conocer las condiciones de funcionamiento del mismo

Sistemas de drenaje Es el sistema de tuberías, sumideros o trampas, con sus conexiones, que permite el desalojo de los líquidos, generalmente pluviales, de una infraestructura

Tubería o sumidero que facilita el desalojo del agua pluvial y desechos de una infraestructura

Determinar las condiciones de uso del puente para verificar su funcionalidad

Condiciones de uso Circunstancia indispensable e imprescindible para lograr el fin deseado

Circunstancia necesaria e indispensable para que se use la infraestructura

36

como debe ser

Fuente: Elaborado por el autor (2012).

37

Glosario de Términos

Acceso: Entrada o paso al puente (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Acero: Aleación de hierro y carbono conteniendo menos de un 1,7% de

carbono, susceptible de adquirir propiedades muy variadas mediante

tratamiento mecánico y térmico. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Acero Estructural: Empleado para las estructuras de construcciones civiles

tales como puentes, casas y armazones, a los cuales se exige buena

ductibilidad, necesaria no sólo para absorber las puntas de tensión, sino

también para poder efectuar fácilmente todas las elaboraciones que implican

la deformación plástica del material. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Anclaje: Enlace de las partes de una construcción mediante elementos

metálicos como tirantes, pernos, anclas, que aseguran la inmovilidad del

conjunto. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Calzada: Parte del puente especialmente dispuesta y preparada para el

trafico y circulación de vehículos. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Carga: Fuerzas aplicadas directamente sobre las estructuras y que son la

causa de sus posibles movimientos y deformaciones. (Escudero, J., 2011, p.

s/n)

Carga de Ensayo: Peso considerable repartido sobre un puente, para probar

su solidez antes de abrirlo al trafico. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Cartela: Elemento estructural donde se unen las barras formando un nudo.

(Escudero, J., 2011, p. s/n)

Celosía: Enrejado de madera o metálico. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Cemento: Conjunto de sustancias pulverulentas capaces de formar con el

agua pastas blandas que se endurecen espontáneamente al contacto del

aire o del agua, y sirven para formar bloques o para unir los elementos de la

construcción. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

38

Columna: Pieza arquitectónica, generalmente cilíndrica, de mucha mayor

altura que diámetro, que sirven para sostén y apoyo o sólo para adorno.

(Escudero, J., 2011, p. s/n)

Confiabilidad: Probabilidad de que un equipo cumpla una misión especifica,

bajo condiciones de uso determinado en un período de tiempo dado. (García

Palencia, O., 2012, p. s/n)

Esfuerzo de Compresión: Se produce cuando determinadas fuerzas actúan

sobre un cuerpo, aplastándolo o reduciendo su longitud. (Escudero, J., 2011,

p. s/n)

Dovela: Piedra labrada en forma de cuña, para formar arcos o bóvedas

principalmente. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Erosión: Desgaste, merma que se produce en la superficie de un cuerpo por

acción de agentes naturales como la lluvia, viento, sol o agentes artificiales

como la contaminación. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Esfuerzo de Torsión: Los materiales de determinado cuerpo sufren el

esfuerzo de torsión, cuando las fuerzas que actúan sobre ellos tienden a

retrocederlos sobre si mismos. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Esfuerzo de Tracción: Se produce cuando sobre determinado cuerpo

actúan fuerzan que estiran sus materiales. Los cables, cuerdas, hilos,

trabajan a tracción. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Estribos: Apoyos del puente situados en los extremos y sostienen los

terraplenes que conducen a él. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Estrados: Superficie convexa y exterior de un arco o bóveda. Línea formada

por la parte superior de las dovelas.

Fatiga: Esfuerzo que soporta, por unidad de sección, un cuerpo sometido a

fuerzas externas. Disminución de resistencia de un material sometido a la

acción de tensiones variables. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Flexión: Una pieza experimenta tensiones de flexibilidad cuando está

sometida a fuerzas externas que se ejercen en sentido transversal a su

39

longitud, cual es el caso, por ejemplo, de una viga de puente. (Escudero, J.,

2011, p. s/n)

Infraestructura: Conjunto de un puente formado por los cimientos, los

estribos y las pilas que soportan los tramos. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Junta: Separación entre dos elementos contiguos. Las juntas deben ser

capaces de absorber las dilataciones de las superficies que separan para

evitar deformaciones y esfuerzos en la estructura. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Pilas: Apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos. (Escudero,

J., 2011, p. s/n)

Pilote: Estaca que penetra hasta alcanzar estratos más resistentes para

consolidar los cimientos en obras hidráulicas o terrenos muy débiles,

trasladando las cargas del puente a terrenos más profundos. (Escudero, J.,

2011, p. s/n)

Puente: Construcción de material resistente, que enlaza ambas orillas de un

río, foso, sima o similares, para permitir pasarlo. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Superestructura: Conjunto de los tramos que salvan los varios situados

entre los soportes de un puente. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Tablero: Piso del puente, soporta directamente las cargas dinámicas y por

medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que a su

vez, las hacen llegar a los cimientos, donde se disipan en la roca o terrenos

circundantes. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Terraplén: Macizo de tierra con que se llena un vacío o que se levanta para

hacer una defensa o un camino. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

Zapata: Estructura de hormigón armado sobre la que se apoya el pilar y cuya

función es la de distribuir la elevada carga del pilar sobre una superficie que

sea lo más amplia posible. (Escudero, J., 2011, p. s/n)

40

CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

Modalidad de investigación

La modalidad de la investigación es de campo porque para alcanzar los

objetivos fue necesario ir directamente al ámbito donde ocurren los hechos a

recabar los datos, en este caso, el Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz –

San Félix del Municipio Caroní del Estado Bolívar, y tal como lo explica Arias

(2006), es porque “el investigador recoge la información directa de la realidad

y está referida en fuentes primarias y se obtiene a través de la aplicación de

técnicas de recolección de datos como el cuestionario, la entrevista y la

observación científica.” (p. 31).

Tipo de Investigación

El tipo de investigación es descriptiva porque denota los pasos

necesarios para evaluar el deterioro que sufre el Puente Caroní debido a la

falta de mantenimiento, y a los embates del ambiente sobre la

infraestructura, y tal como lo explica Arias (2006) consiste en “la

caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de

establecer su estructura o comportamiento. Los resultados de este tipo de

investigación se ubican en un nivel intermedio en cuanto a la profundidad de

los conocimientos.” (p. 24)

Basado en lo anteriormente descrito, este tipo de trabajo detalla las

41

características que identifican el deterioro del Puente Caroní, sentido Puerto

Ordaz – San Félix, Municipio Caroní del Estado Bolívar.

Población y Muestra

Méndez, C. (2010) señala que se entiende por población “al conjunto

finito o infinito de personas, cosas o elementos que presentan características

comunes.” (p. 248) Por lo tanto, la población o universo total del estudio fue

el Puente Caroní.

Dadas las características en cuanto a tamaño y capacidad de manejo de

la población, se ameritó la selección de una porción de la población total, y

en este caso fue el mismo Puente Caroní. Y la muestra explicada por Arias,

F. (2006) es un “subconjunto representativo y finito que se extrae de la

población accesible.” (p 83). En este sentido, una muestra representativa es

aquella que por su tamaño y características son similares a la población,

permitiendo hacer la inferencia o generalizar los resultados al resto de la

población con un margen de error conocido.

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

La técnica de recolección de datos fue:

Observación directa participativa es, de acuerdo con Montañés, M.

(2009), “Es cuando el observador forma parte del fenómeno estudiado y le

permite conocer más de cerca las características, conducta y

desenvolvimiento del fenómeno en su entorno.” (p. 75) Con esta técnica, el

autor pudo cohabitar con los sujetos de la investigación y averiguar todo

aquello que fue necesario para darle forma a su investigación y ver cuáles

son las características que denotan el deterioro que presenta el Puente

Caroní en cuanto a la falta de mantenimiento y a los embates del ambiente

42

sobre la estructura funcional del puente.

En cuanto a los instrumentos, se utilizó:

La lista de cotejo, que de acuerdo con Arias (2006), se denomina

también como lista de control o verificación, es:

Un instrumento en el que se indica la presencia o ausencia de un aspecto o conducta a ser observada. Se estructura en tres columnas: En la columna izquierda se mencionan los elementos o conductas que se pretenden observar, en la columna central se dispone de un espacio para marcar en el supuesto de que sea positiva la presencia del aspecto o conducta y la columna de la derecha, se utiliza para indicar si el elemento o conducta no está presente. (p. 78)

La lista de cotejo permitió conocer el deterioro que tiene el Puente

Caroní sentido Puerto Ordaz – San Félix.

Técnicas de Análisis de los Datos

Se realizó utilizando un análisis descriptivo mediante técnicas

estadísticas que identificaron de manera cuantitativa por medio de cuadros

de frecuencia simple y análisis porcentual, que después fueron interpretados

a través de un juicio valorativo, según el tipo de variable, tomando en cuenta

el marco referencial.

Dentro de este contexto, Sabino, C. (2006), manifiesta que:

El análisis cuantitativo pretende demostrar los datos mediante la cantidad y profundidad de los mismos; y lo que expresa el análisis cualitativo es que mediante la cantidad de datos se obtendrá una calidad de información que resalte la importancia y trascendencia del problema planteado (p. 75).

Es por ello, que el uso del análisis cualitativo se relaciona con la opinión

del autor en cuanto a las observaciones del deterioro del Puente.

43

Operacionalización de las Variables

El cuadro 6 muestra la operacionalización de las variables para este

estudio.

Cuadro 6: Operacionalización de las Variables

Objetivo General Objetivos Específicos Indicador

Evaluar las condiciones en las que se encuentra el Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz – San Félix, ubicado en Ciudad Guayana, Estado Bolívar

Diagnosticar la situación actual de los estribos y las pilas del Puente Caroní, sentido Puerto Ordaz – San Félix

Corrosión en los apoyos del puente

Identificar las reacciones reológicas y la influencia del medio en el deterioro de los elementos estructurales

Rodadura del TerraplénFalta de barandas

Evaluar los sistemas de drenaje del puente para conocer las condiciones de funcionamiento del mismo

Falta de drenajesManchas de humedadDesprendimiento de los elementos de contención, humedad y falta de mantenimiento

Determinar las condiciones de uso del puente para verificar su funcionalidad

Fuente: Elaborado por el autor (2012).

44

CAPÍTULO IV

PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Diagnóstico de la Situación Actual de los Estribos y las Pilas del Puente

El uso continuo del Puente Caroní, los factores climáticos, los

movimientos de asentamiento, movimientos sísmicos y la antigüedad de las

estructuras, son causantes del deterioro que posee el puente han aparecido

a lo largo del tiempo, por ello, requieren de un mantenimiento periódico

programado para conservarlas en buen estado y cumplir así con la función

para la cual han sido construidas.

El puente Caroní fue el primero construido en hormigón pretensado por

empuje con una longitud de 480 metros y fue habilitado en 1964. Se armó

por completo empujando el estribo, tal como se muestra en las figuras 16 a la

18 a través de la construcción de secciones, empujándolos en compases.

45

Figura 16: Construcción de Segmentos. Fuente: Elaborada con datos tomados de Puentes Lanzados de Universidad de La Coruña (2012), p. s/n.

46

Figura 17: Construcciones Temporales del Puente: El Pretensado Axial de la Cubierta (A) y Lanzamiento (B). Fuente: Elaborada con datos tomados de Puentes Lanzados de Universidad de La Coruña (2012), p. s/n.

Figura 18: Lanzamiento Completo del Puente. Fuente: Elaborada con datos tomados de Puentes Lanzados de Universidad de La Coruña (2012), p. s/n

47

El puente Caroní carece de una serie de mantenimiento que en el

tiempo no se han hecho, porque las grandes estructuras se encuentran en su

mayoría bajo la jurisdicción de la Administración Pública y requieren para su

mantenimiento una planificación adecuada para su correcta conservación.

Por otra parte, las causas que originaron las grietas y fisuras sobre el

puente Caroní fueron: Incremento de las cargas, inestabilidad elástica o

pandeo, deslizamiento del terreno, fallos en las cimentaciones y

enraizamiento de árboles y arbustos.

Los deterioros que pueden observarse en forma de coqueras y

desprendimientos, fueron causados por: La ausencia o pérdida del

recubrimiento en las armaduras, impermeabilización incorrecta o faltante,

lavado de juntas entre ladrillos por filtraciones, contaminación de áridos, y

efectos por presencias de microorganismos. Es por ello, que existen diversos

factores que podrían haber socavado los cimientos del puente, por ausencia

de soleras necesarias y la acción continúa del agua. Mientas que los muros y

estribos del puente sufren deslizamientos o cabeceos originados en el

incremento notable de cargas, enraizamiento de árboles, terreno mal

compactado, riadas o acción del agua, y deslizamiento de tierra.

Los apoyos del puente fueron afectados por el dimensionamiento

incorrecto de los apoyos y el exceso o falta de reacción vertical. Y las

estructuras metálicas del puente se vieron afectadas por: la acción erosiva

continua por fenómenos climáticos, deformaciones por el ataque del oxido, y

la ausencia de protección sobre las superficies metálicas. Además se

observó: La existencia de impactos producidos por el tráfico en bordillos,

barradillas, aceras y defensas del puente, deterioros por desgaste y

envejecimiento, y el deterioro por falta de mantenimiento.

48

Acciones Reológicas y la Influencia del Ambiente en el Deterioro de los

Elementos Estructurales

Para realizar una inspección precisa y eficiente, se utilizaron las

herramientas adecuadas. Las herramientas estándares fueron agrupadas en

seis (6) categorías que se muestran en los cuadros 7 y 8 y de las figuras 19,

20 y 21 que se usaron como lista de cotejo o chequeo para realizar el

reconocimiento.

Cuadro 7: Lista de Chequeo o Cotejo para las Actividades de Limpieza, Inspección General y Medición

ACTIVIDAD HERRAMIENTAS CHEQUEOLimpieza Escoba para quitar polvo y escombros

Cepillo de acero para remover del acero la pintura y la corrosión

Espátulas para remover la corrosión de la superficie de un elemento

Destornillador plano para la limpieza general y la investigación

Pala para remover suciedad y escombros

Inspección General

Cuchilla para tareas generales

Cincelador para examinar la superficie del concreto

Plomada para medir la alineación vertical

Cinturón de herramientas con bolsa de herramientas para sostener herramientas menores

Inspección visual

Binoculares para examinar a distancia

Foco para examinar lugares oscuros

Lupa Ligera para examinar de cerca las grietas

Espejos de inspección para inspeccionar áreas inaccesibles

Medición Cinta de medición de bolsillo y cinta de medición de 50 metros para medir las dimensiones

Calibrador o vernier para medir el grosor del elemento

Medidor de inspección óptica para la medición precisa del ancho de las grietas

49

Medidor de inclinación y transportador para determinar la inclinación del elemento

Termómetro para medir la temperatura

Nivel para medir las pendientes y hundimientos

Fuente: Elaborado por el autor (2012)

Cuadro 8: Lista de Chequeo o Cotejo para las Actividades de Medición y Varios

ACTIVIDAD HERRAMIENTAS CHEQUEODocumentación Fórmula de inspección, portapapeles y lápiz

Cuaderno de campo

Regla para dibujar

Cámara digital para documentación visual

Tiza o marcadores para identificar los elementos y fotografías

GPS portátil para medir las coordenadas de un puente

Varios Cinturón y gancho de seguridad para una inspección segura en lugares altos

Prensa en C que brinda una tercera mano para la medición

Botiquín de primeros auxilios para cortadas pequeñas y picaduras de abejas

Repelente de insectos y mata avispas

Papel sanitario y toallas para emergencias y limpieza

Casco para protección de la cabeza

Chaleco para visibilidad del trabajador

Botas de hule

Linterna

Equipos para comunicación como radios

Guante

Fuente: Elaborado por el autor (2012)

50

Figura 19: Herramientas de Limpieza e Inspección General

Figura 20: Herramientas de Inspección Visual y Medición

Figura 21: Herramientas de Documentación y Equipo

51

Determinar el Método de Acceso Requerido

Dentro del equipo de acceso a los elementos del puente se usaron

escaleras, plataformas de andamiaje, botes y brazos mecánicos que

consisten en una grúa unida a una plataforma que se introduce en el puente.

Este trabajo se hizo con el personal de la empresa contratada por la Alcaldía

para realizar el trabajo de mantenimiento preventivo del Puente Caroní.

Ejecutar la Inspección

La inspección visual y reológica se realizó para evaluar el deterioro del

puente. Los datos fueron utilizados para clasificar el grado de deterioro, tal

como sigue:

Superestructura

En el Puente Caroní se ha observado en general láminas sueltas,

desajustadas y fisuradas, debido a los problemas de fatiga de las uniones

soldadas, en muchos casos intermitentes y de regular calidad, tal como se

visualiza en la figura 22 y también se encuentra deteriorada la superficie de

rodadura en los terraplenes de acceso para el puente, tal como se observa

en la figura 23, lo que trae como consecuencia que los conductores pueden

perder el control de sus vehículos cuando se movilizan a velocidad sobre él,

o cuando el pavimento se encuentra húmedo.

52

Figura 22: Lámina Suelta al Comienzo del Puente Caroní.

Figura 23: Superficie de Rodadura en el Terraplén del Puente.

En la inspección ocular, se pudo constatar que existen desniveles y el

mal manejo de las aguas de escorrentía sobre el tablero, tal como se

visualiza en la figura 24, obligando en algunos casos a maniobrar los

vehículos de manera de no perder el control del mismo sobre el puente.

Figura 24: Inexistencia de Drenajes

53

Además se pudo constatar que el pavimento en la losa del puente

funciona como una superficie de rodamiento y tiene como objetivo proveer

adicional a la losa contra el clima y el tráfico. Si bien es cierto, que el

pavimento no es un miembro estructural, genera carga muerta al puente, por

lo tanto, el espesor del pavimento debe ser mínimo. Por ejemplo, para un

asfaltado de 7 cm de espesor en un ancho de vía de 10 metros y en una

longitud de trabajo de 30 metros se obtiene un peso total de 40,11 toneladas,

tal como se muestra en la ecuación 1:

0,07 mts x 10 mts x 30 mts x 1,91 TM/mts3 = 40,11 Toneladas Ec. 1

Es decir, el peso es casi equivalente al peso de la carga máxima del

vehiculo que pasa por el puente. Por lo anterior, técnicamente las

sobrecapas del pavimento en la losa del puente son totalmente prohibidas.

Dentro de este elemento, se evaluaron varios tipos de daños, tal como se

describen a continuación:

Ondulación

Es una deformación plástica de la capa asfáltica, debido generalmente a

una pérdida de estabilidad de la mezcla en climas calidos por mala

dosificación del asfalto, uso de gigantes blancos o agregados redondeados.

Muchos de los casos suelen de presentarse en las zonas de frenado o

aceleración de los vehículos.

Otra causa puede estar asociada a un exceso de humedad en la

subrasante, en cuyo caso, el daño afecta toda la estructura del pavimento.

Además puede ocurrir debido a la contaminación de la mezcla asfáltica con

finos o materia orgánica.

Bajo este contexto, las causas más probables son:

Pérdida de la estabilidad de la mezcla asfáltica,

54

Exceso de compactación de la carpeta asfáltica.

Exceso o mala calidad del asfalto,

Insuficiencia de triturados (caras fracturadas),

Falta de curado de las mezclas en la vía,

Acción del tránsito en zonas de frenado y estacionamiento.

En el cuadro 9, se define el grado de daño en el asfalto debido a las

ondulaciones y en la figura 25 se muestra una fotografía.

Cuadro 9: Grado de Deterioro por Ondulación

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 Sin ondulación2 La profundidad de la ondulación es menor a 2,0 cm3 La profundidad de la ondulación está entre 2,0 y 4,0 cm4 La profundidad de la ondulación es mayor a 4,0 cm5 Es necesario detener el vehiculo para esquivar la ondulación

Fuente: Elaborado con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Figura 25: Ondulaciones en el Pavimento del Puente

Las severidades que se pueden presentar son las siguientes:

Baja con una profundidad máxima menor que 10 mm., causa vibración

al vehiculo, la cual no genera incomodidad al conductor.

55

Media tiene una profundidad máxima entre 10 y 20 mm, causando una

mayor vibración al vehiculo y cierta incomodidad al chofer.

Alta con una profundidad máxima de 20 mm. que causa una vibración

excesiva que puede generar un alto grado de incomodidad y obliga al

conductor reducir la velocidad por su seguridad y la de sus acompañantes.

La ondulación se mide en metros cuadrados (mts2) de área afectada y la

evolución probable es hacia la exudación o ahuellamiento.

Abultamiento

Este deterioro se asigna a los abombamientos o prominencias que se

presentan en la superficie del pavimento. Puede presentarse bruscamente

ocupando pequeñas áreas o gradualmente en áreas grandes, acompañados

en algunos casos por fisuras, tal como se visualizan en la figura 26.

Se generan principalmente en la expansión de la subrasante o en las

capas de concreto asfáltico colocado sobre las placas de concreto rígido, el

cual se deforma al existir presiones bajo la capa asfáltica, como las

generadas por procesos de bombeo.

Figura 26: Abultamiento en el Pavimento del Puente.

56

También puede corresponder a una ondulación localizada, generada por

las causas indicadas en la ondulación. La severidad y la unidad de medición

aplican los mismos criterios establecidos para la ondulación. Su evolución

probable será la fisuración, desprendimientos, exudación o ahuecamiento.

Hidroplaneo Vial

Se produce cuando los cauchos de un vehículo pierden contacto con el

pavimento por una película de agua, y por consiguiente, disminuye o se

elimina el poder de adherencia de las ruedas, tal como se visualiza en la

figura 27. Debe tenerse en cuenta que aún cuando las cubiertas se

encuentren en buen estado, si la cantidad de agua acumulada excede la

profundidad de los surcos de los cauchos, se corre el riesgo de que aparezca

el efecto de hidroplaneo.

El hidroplaneo o patinazo del automóvil depende de la velocidad y hasta

por ráfagas de viento, que puede dar como resultado que el vehículo salga

patinando en todas direcciones sin que el conductor pueda controlarlo. El

problema encima del puente no se limita a automóviles y camiones

solamente, sino a cualquier vehículo con ruedas, porque las presiones

hidrodinámicas que se producen del contacto de los cauchos en movimiento

con el pavimento, desplazan el agua estacionaria formando una cuña de

agua en el punto de contacto entre la llanta y el pavimento, tal como se

visualiza en la figura 28.

Figura 27: Hidroplaneo de un Vehiculo.

57

Figura 28: Presiones Hidrodinámicas y Frenado sobre el Caucho en caso de Hidroplaneo.

La cuña sigue aumentando con la velocidad hasta que la acumulación

del agua es suficiente para separar la llanta del pavimento. Cuando esto

sucede los cauchos empiezan a subirse o montarse sobre la superficie del

agua. Puede ocurrir que el conductor inexperto circule un tramo sin notar la

falta de adherencia y que recién ante una maniobra imprevista se percate de

que no tiene plano dominio del vehículo, o bien que ante una frenada de

emergencia descubre que la distancia de frenado sea inconvenientemente

mayor.

Para evitar este efecto es importante considerar lo siguiente:

Los cauchos deben tener una adecuada presión de inflado, con surcos o

dibujos de una correcta profundidad.

Cuando por efecto de la lluvia, el pavimento comience a estar mojado,

se debe disminuir inmediatamente la velocidad.

Es recomendable circular por las rodadas de los vehículos que transiten

adelante.

58

Es importante estar alerta ante cualquier señal que indique que el

vehiculo ha comenzado a estar bajo el efecto del hidroplaneo, tales como la

falta del sonido de chapaleo al transitar o síntomas que denoten que el

vehiculo no tiene suficiente agarre o buen frenado.

Hundimiento

Corresponden a depresiones localizadas en el pavimento con respecto

al nivel de la rasante. Este tipo de daño puede generar problemas de

seguridad a los vehículos, especialmente cuando contiene agua puede se

puede producir hidroplaneo. Los hundimientos pueden estar orientados de

forma longitudinal o transversal al eje de la vía, o pueden tener forma de

medialuna. La figura 29 muestra el hundimiento en el puente Caroní.

Las causas que producen los hundimientos son aquellas asociadas con

problemas que en general afectan toda la estructura del pavimento, entre las

cuales se encuentran:

Asentamientos de la subrasante,

Deficiencia de compactación de las capas inferiores del pavimento, del

terraplén o en las zonas de acceso al puente,

Deficiencias de drenajes que afectan a los materiales granulares,

Diferencia de rigidez de los materiales de la subrasante en los sectores

de transición entre corte y terraplén,

Deficiencias de compactación de rellenos en zanjas que atraviesan la

calzada.

Circulación de tránsito muy pesado.

59

Figura 29: Hundimiento del Pavimento sobre el Puente

Las severidades de los hundimientos son:

Baja cuando la profundidad es menor que 20 mm., y causa poca

vibración al vehiculo sin generar incomodidad al conductor.

Media se presenta cuando la profundidad es entre 20 y 40 mm y causa

mayor vibración al vehiculo, generando incomodidad al chofer.

Alta cuya profundidad es mayor que 40 mm, causando vibración

excesiva que puede generar un alto grado de incomodidad, haciendo

necesario reducir la velocidad del vehiculo por la seguridad del conductor y

sus acompañantes, si se diera el caso.

La evolución posible será fisuración, desprendimientos y movimientos

en masa.

Surcos

Son deformaciones en el pavimento originadas por el paso continuo de

las ruedas de los vehículos. Es similar a las ondulaciones, pero se extiende

longitudinalmente. El grado del deterioro en el asfalto ocasionado por los

surcos se muestra en el cuadro 10 y la figura 30 muestra una fotografía con

los surcos presentadas en el Puente Caroní.

60

Las causas de los surcos se da por distribución transversal defectuosa

de ligante bituminoso o del agregado, lo que genera el desprendimiento de

los agregados, en concreto asfáltico está relacionado con la erosión

producida por agua en zonas de alta pendiente.

Cuadro 10: Grado de Deterioro por los Surcos

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No hay surcos2 La profundidad de los surcos es menor a 2,0 cm3 La profundidad de los surcos está entre 2,0 y 4,0 cm4 La profundidad de los surcos es mayor a 4 cm5 Es necesario detener el vehiculo para esquivar los surcos

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Se mide en metros cuadrados (mts2) y no tiene ningún grado de

severidad asociados. Sin embargo, su evolución probable será la pérdida del

agregado, el descaramiento de asfalto o un bache.

Grietas

Son fisuras o cavidades que se producen generalmente por vibraciones

61

y cambios de temperatura. El grado de daño en el asfalto se define en el

cuadro 11 y la figura 31 muestra una fotografía sobre la superficie del

rodamiento.

Figura 30: Surcos presentados en el Puente Caroní

Cuadro 11: Grado de Deterioro por las Grietas

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observar grietas2 El espesor de la grieta es menor a 5,0 mm3 El espesor de la grietas está entre 5,0 y 10,0 mm4 Se observan grietas en red5 Se observan grietas en red y en algunas partes hay

desprendimiento del concretoFuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Figura 31: Grietas Presentadas en el Puente Caroní.

62

Descascaramiento del Pavimento

Es un deterioro que corresponde al desprendimiento de parte de la capa

asfáltica superficial, sin llegar a afectar las capas subyacentes, tal como se

muestra en la figura 32.

Figura 32: Descascaramiento del Pavimento.

Baches en el Pavimento

Es la desintegración total de la carpeta asfáltica que deja expuestos los

materiales granulares lo cual lleva al aumento del área afectada y al aumento

de la profundidad debido a la acción del tránsito. Dentro de este tipo de

deterioro se encuentran los ojos de pescado que corresponden a baches de

forma rodeada y profundidad variable, con bordes bien definidos que resultan

de una deficiencia localizada en las capas estructurales.

El grado de deterioro en el asfalto por los baches está definido en el

cuadro 12 y la figura 33 muestra una fotografía de un bache. Este tipo de

deterioro puede presentarse por la retención de agua en zonas fisuradas que

ante la acción del tránsito produce reducción de los esfuerzos efectivos

generando deformaciones y la falla del pavimento. Este deterioro ocurre

siempre como evoluciona de otros daños, especialmente de piel de cocodrilo.

63

También es consecuencia de algunos defectos constructivos, por

ejemplo, carencia de penetración de la imprimación en bases granulares o de

una deficiencia de espesores de capas estructurales. Puede producirse en

zonas donde el pavimento o la subrasante son débiles.

Cuadro 12: Grado de Deterioro por Baches

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observan baches2 La profundidad del bache es menor a 20,0 mm3 La profundidad del bache está entre 20,0 y 50,0 mm4 La profundidad del bache es mayor que 50,0 mm5 Es necesario detener el vehiculo para esquivar los baches

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Figura 33: Baches en el Pavimento del Puente (Grado 2)

Sus severidades se pueden clasificar por profundidad así:64

Baja con una profundidad de afectación menor o igual que 25 mm,

corresponde al desprendimiento de tratamientos superficiales o capas

delgadas.

Media con una profundidad de afectación entre 25 y 50 mm, deja

expuesta la base.

Alta con profundidad de afectación mayor que 50 mm, que llega a

afectar la base granular.

Se mide en metros cuadrados (mts2) de área afectada registrando la

mayor severidad existente y su evolución probable es la destrucción de la

estructura.

Parche

Corresponden a áreas donde el pavimento original fue removido y

reemplazado por un material similar o diferente, ya sea para reparar la

estructura a nivel del concreto asfáltico o hasta los granulares o para permitir

la instalación o reparación de alguna red de servicios, como la de

acueductos, gas, entre otras.

A pesar de que dicha área puede no presentar daños en el momento de

la inspección, es necesario reportar su extensión porque indica la existencia

de un deterioro anterior. Aunque para el registro de los daños en el formato

de campo, estas intervenciones se reportan como parches, debe tenerse en

cuenta lo siguiente:

Cuando la intervención realizada comprendió el reemplazo del espesor

parcial o total del concreto asfáltico, esta se conoce como parcheo.

Cuando la intervención realizada comprendió el reemplazo parcial o total

de granulares, esta se conoce como bacheo.

65

La figura 34 muestra un parche.

Figura 34: Parcheo.

Las causas del deterioro propio del parche pueden establecerse

teniendo en cuenta el tipo de daño que presente. Sin embargo, pueden estar

asociadas principalmente a:

Procesos constructivos deficientes,

Progresión del daño inicial por el cual debió realizarse el parcheo,

cuando la intervención fue inadecuada para solucionar el problema),

Deficiencias en las juntas,

Propagación de daños existentes en las áreas aledañas al parche.

Las severidades más importantes son:

Baja: El parche está en muy buena condición y se desempeña

satisfactoriamente,

Media: El parche presenta daños de severidad baja o media y

deficiencias en los bordes.

Alta donde el parche está deteriorado gravemente, presentándose

daños de severidad alta y requiere ser reparado de inmediato.

66

Se mide en metros cuadrados (mts2). Para el reporte del daño es

necesario anotar el área del parche y cuando éste sea muy grande y no

presente afectación en toda su longitud, se reporta además el área afectada

en la parte del formato correspondiente al área de la reparación y también

debe anotarse en las aclaraciones el tipo de daños presentes en el parche y

en las zonas aledañas a él, si éstas últimas más afectadas.

De acuerdo con la naturaleza del daño, sin embargo, puede existir una

aceleración del deterioro general del pavimento.

Exudación

Este tipo de daño se presenta con una película o afloramiento del ligante

asfáltico sobre la superficie del pavimento generalmente brillante, resbaladiza

y usualmente pegajosa. Es un proceso que puede llegar a afectar la

resistencia del deslizamiento, tal como se visualiza en la figura 35.

Figura 35: Exudación del Pavimento.

Las causas de la exudación se generan cuando la mezcla tiene

cantidades excesivas de asfalto haciendo que el contenido de vacíos con

aire de la mezcla sea bajo, y sucede exclusivamente en épocas calurosas.

También puede darse por el uso de asfaltos muy blandos o por derrame de

ciertos solventes.

67

Las severidades pueden clasificarse de acuerdo con el espesor de la

película de asfalto exudado, teniendo en cuenta qué tanto se ha cubierto los

agregados superficiales:

Baja cuando la exudación se hace visible en la superficie, aunque en

franjas aisladas y de espesor delgado que no cubre los agregados gruesos.

Media cuando la apariencia es característica porque el exceso de asfalto

libre que conforma una película que cubre parcialmente los agregados, con

frecuencia localizada en las huellas del tránsito, se torna pegajoso.

Alta en el momento que la presencia de una cantidad significativa de

asfalto en la superficie cubre casi la totalidad de los agregados, lo que le da

un aspecto húmedo de intensa coloración negra y se hace pegajoso.

Este tipo de daños se mide en metros cuadrados (mts2) de acuerdo a la

severidad.

Sobrecapas de Pavimento sobre la Losa del Puente

Las sobrecapas son capas adicionales sobre la superficie

principalmente. Estas son prohibidas por lo que cuando se observa una

indiscriminada sobrecapa de asfalto, el grao del daño debe ser

automáticamente cinco. El grado del deterioro está definido en el cuadro 13

y la figura 36 muestra una fotografía del puente con sobrecapas de

pavimento.

Los principales daños encontrados en la inspección de acuerdo con lo

expuesto en el cuadro 14, corresponde a la falta de capacidad estructural y la

descomposición, lo cual se relaciona por el aumento de las cargas por eje de

tráfico. Además, también se presenta humedad debido a drenes cortos, no

inclinados, en la losa, que generan corrosión, tanto en los elementos de la

superpestructura como en las pilas, tal como se visualiza en la figura 37.

68

Cuadro 13: Grado de Deterioro por Sobrecapas de Asfalto

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observan sobrecapas de asfalto2 No aplica3 Se observa una sobrecapa de asfalto4 No aplica5 Se observa más de una sobrecapa de asfalto

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Figura 36: Sobrecapas de Asfalto del Puente Caroní

Figura 37: Corrosión en los Apoyos del Puente

69

Cuadro 14: Evaluación del Estado de los Componentes de la Superficie del Puente, Juntas de Expansión y Pilas del Puente Caroní

CalificaciónSuperficie del

PuenteJuntas de Expansión

Pilas

Fecha de Inspección 2007 2011 2007 2011 2007 2011

Bueno (0-1-2) 69% 85% 53% 63% 78% 85%

Regular (3) 20% 35% 14% 20% 2% 8%

% Inspección Especial Requerido

18% 25% 15% 20% 31% 40%

Tipo de DañoSuperficie del

PuenteJuntas de Expansión

Pilas

Fecha de Inspección 2007 2011 2007 2011 2007 2011

Daño estructural 26% 46% 7% 13% 10% 25%

Vibración 5% 15% 5% 17% 5% 13%

Impacto 3% 10% 24% 30% 5% 31%

Erosión y socavación 5% 15% 5% 10% 5% 20%

Daño concreto y acero expuesto

15% 30% 10% 25% 5% 25%

Descomposición 20% 40% 3% 10% 5% 7%

Infiltración 5% 10% 28% 40% 5% 12%

Fuente: Elaborado con datos suministrados por el Personal del Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Guayana (2011)

Apoyos

El daño típico más frecuente es la corrosión generalizada en los apoyos,

como se observa en la figura 38. Esta corrosión es causada por la falta de

control de la infiltración de 28% en el año 2007 a un 40% en el año 2011, tal

como se muestra en el cuadro 14, debido en muchos casos a que se tienen

dispositivos de juntas no adecuadas y la falta de mantenimiento.

El estado de los apoyos, se ha afectado, por el aumento del impacto y

un detallado regular, encontrando fallas en las soldaduras de conexión, que

por ahora no dan problema para los conductores, pero que si se sigue 70

deteriorando puede causar problemas en el exterior y baches imposibles de

recuperar.

Figura 38: Corrosión en la Superestructura del Puente Caroní

Losa

En la losa del Puente Caroní se encontraron aceros expuestos, falta de

recubrimiento y fisuras estructurales y no estructurales. Además, por la

inadecuada localización y construcción de los drenes, se ha generado

infiltración y se observan en general eflorescencias y descomposición del

concreto, tal como se muestra en las figuras 39, 40 y 41.

Figura 39: Manchas de Humedad en las Vigas Longitudinales y Transversales del Puente Caroní

71

Figura 40: Desprendimiento de los Elementos de Contención, Humedad y Falta de Mantenimiento.

Figura 41: Corrosión del Acero por Drenes Tapados por Sobrecarga y Procesos de Mantenimientos Inconclusos.

Los problemas más comunes en este tipo de puentes son la infiltración y

la fractura de las soldaduras que unen el peso metálico con las vigas

longitudinales, lo que genera laminas levantadas. Además, se han

identificado problemas de corrosión generalizadas, producto del cierre de los

drenes, lo que obliga a que el agua pluvial es lixiviada a través de la

estructura, tal como se muestra en la figura 42.

Vigas, Largueros y Diafragmas

Cabe destacar que en el caso de las barandas de acero, se evaluaron

tres (3) tipos de daños: Oxidación, corrosión y ausencia o faltante.

72

Figura 42: Problemas de Corrosión Interna y los Drenes se encuentran Cerrados Producto de un Mantenimiento Incompleto

Oxidación

Es la reacción química que se produce en el acero al estar en contacto

con el agua, ya sea dulce o salada, o por la humedad del medio ambiente, lo

que puede producir daños en el refuerzo de los elementos. La oxidación se

observa como una capa de color rojizo café que se va formando en la

superficie del acero. El grado de deterioro por la oxidación de las barandas

está definido en el cuadro 15 y la figura 43 muestra la oxidación del

elemento.

Cuadro 15: Grado de Deterioro por Oxidación

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observa oxidación en el elemento

2 Se observa comienzos de oxidación

3 20% del elemento está cubierta con oxidación

4 50% del elemento está cubierta con oxidación

5 Más del 50% de la superficie del elemento está cubierto con oxidación

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

73

Figura 43: Oxidación (Baranda de Acero) con un Grado 4.

Corrosión

Es la alteración causada por el ambiente en el elemento, empieza como

oxidación y si no se le da algún tratamiento o se le brinda alguna protección

al elemento llegándose a dar la corrosión, lo que produce una reducción de

la sección de la pieza de acero. En el cuadro 16 se muestran los grado de

deterioro debido a la corrosión y la figura 44 muestra parte de baranda

corroída.

Cuadro 16: Grado de Deterioro por Corrosión

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observa corrosión en el elemento

2 Se observa el principio de la corrosión

3 La corrosión creció y ha ocasionado orificios en partes del elemento

4 Algunas partes del elemento están reducidas por corrosión

5 Algunas partes del elemento se han perdido por la corrosiónFuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

74

Faltante o Ausencia

Se refiere a la pérdida parcial o total de algún elemento. En el caso de

las barandas, el cuadro 17 muestra el grado de daño por baranda faltante.

En el año 2011, no existían barandas sobre el puente, como se evidencia en

la figura 44.

Figura 44: Ausencia de las Barandas sobre el Puente Caroní en el año 2011.

Cuadro 17: Grado de Deterioro por Baranda Faltante

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 Se cuenta con la totalidad de la baranda2 Algunas partes de la baranda están dañadas3 Hace falta menos del 10% de la baranda4 Hace falta entre el 10% y el 30% de la baranda5 Hace falta más del 30% de la baranda

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

Actualmente existen barandas que están pintadas de rojo, tal como se

visualiza en la figura 45, lo que no está permitido, según la Norma 187-92 de

COVENIN, que establece que la definición y clasificación de los colores y

señales de seguridad. Cuando el color rojo se usa sobre señales de

seguridad como las barandas indica prohibición parada e incendio y debe

usarse en señales de prohibición, equipos contra incendio y su ubicación. El

color ideal para las barandas debería ser el amarillo porque denota

precaución de zona de peligro.

75

Figura 45: Barandas en el Puente Caroní.

Evaluación de los Sistemas de Drenaje del Puente para Conocer las

Condiciones de Funcionamiento de los Mismos

Para realizar esta fase del trabajo, se tomaron en cuenta los pasos

siguientes:

Filtraciones de Agua

La filtración de agua a través de cualquier junta del puente contribuye al

deterioro del concreto. Esta filtración de agua a través de la junta de

expansión fue inspeccionada en el asiento de los apoyos del puente y en el

muro de la subestructura. Los grados de daño debido a la filtración de agua

se muestran en el cuadro 18 y en la figura 46.

Cuadro 18: Grado de Deterioro por Filtración de Agua en las Juntas de Expansión

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No hay filtración de agua proveniente de las juntas de filtración2 Se observaron filtraciones en algunas partes de los asientos

del puente3 Se observaron filtraciones en menos del 50% del muro y la

viga cabezal4 Se observaron filtraciones en más del 50% del muro y la viga

cabezal5 Las filtraciones cubren toda la pared frontal y la viga cabezal

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

76

Figura 46: Efectos de las Filtraciones en el Puente Caroní

Movimiento Vertical

Se refiere al caso en que las juntas de expansión presenten algún

desplazamiento vertical, debido a la falta de un sistema de drenaje propio del

Puente Caroní El cuadro 19 muestra el grado del deterioro por el movimiento

vertical de la junta de expansión, y la figura 47 muestra esta falla.

Cuadro 19: Grado de Deterioro por Movimiento Vertical de la Junta de Expansión

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observan movimientos2 Se observan pequeños movimientos3 Algunas partes se mueven verticalmente y se detectaron

ciertos sonidos4 Algunas partes se mueven considerablemente o se detectaron

grandes sonidos5 La velocidad del vehiculo debe reducirse antes de la junta de

expansiónFuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

77

Figura 47: Movimiento Vertical de la Junta de Expansión Producida por la Falta de Drenajes

Descascaramiento

Es la determinación local o desprendimiento de una superficie terminada

de concreto endurecido como resultado de cambios de temperatura, pobre

procedimiento constructivo, algún daño en el acero de refuerzo, falta de

mantenimiento y la falta de drenajes. En el cuadro 20 se muestra el grado

del daño y la figura 48 muestra el descascaramiento de la superficie de la

estructura.

Cuadro 20: Grado de Deterioro por Descascaramiento en Superficie del Concreto

GRADO DE DETERIORO

DESCRIPCIÓN

1 No se observa descascaramiento en la superficie de la estructura2 Se observa el principio del descascaramiento3 Ha crecido el descascaramiento en algunas partes de la

superficie de la estructura4 Se observa un considerable descascaramiento5 Se observa un considerable descascaramiento y oxidación

Fuente: Elaborado por el autor con datos entregados por el Colegio de Ingenieros de Venezuela, Seccional Ciudad Guayana (2012).

78

Figura 48: Descascaramiento de la Estructura del Puente

Ataque por Agua de Desagüe

Bajo condiciones de alta concentración de aguas de desagüe, baja

velocidad de flujo y alta temperatura en la tubería de desagüe, puede

generar en ésta hidrogeno sulfurado como resultado de la acción oxidante de

las bacterias aeróbicas sobre los compuestos de azufre presentes en las

aguas pluviales y negras.

Entre los hidrógenos sulfurados se condensa en las superficies

húmedas por encima del agua y es oxidado, por las bacterias aeróbicas, a

anhídrido sulfuroso y luego a anhídrido sulfúrico, el cual en presencia de la

humedad forma el altamente corrosivo ácido sulfúrico y la destrucción del

concreto.

El concreto atacado presenta un revestimiento de color blanco

amarillento sobre su superficie escamosa, la misma que sufre un

descascaramiento intermitente que puede producir ablandamiento y

desprendimiento del agregado, tal como se muestra en la figura 42.

79

Figura 49: Ataque por Agua de Desagües, tanto de Aguas Pluviales como de Aguas Servidas en el Puente Caroní

Humedad Ambiental

La presencia de agua es imprescindible para la corrosión en medios

neutros y alcalinos, pues interviene en el proceso catódico de reducción del

oxigeno, tal como se verifica en la ecuación 2:

2H2O + O2 + 4e- 4OH+ Ec. 2

El contenido en agua de los poros es función, en situaciones o no

saturación, de la humedad relativa (HR) del ambiente. La humedad

relevante, es decir, la que influye en los procesos de corrosión, es realmente

contenida en los poros. A este respecto, debe tenerse presente que la

humedad ambiental y la del concreto sólo coinciden en regimenes

estacionarios y que en condiciones cambiantes es mayor la humedad del

80

concreto, porque éste pierde agua a menor velocidad de lo que gana a causa

de la existencia de tensiones capitales.

Condiciones de Uso del Puente para Verificar su Funcionalidad

Las condiciones de uso del Puente Caroní han traído como

consecuencia una serie de deterioros que se explican a continuación.

Deterioros en la Vía

El estado de conservación de la superficie de rodadura influye en la

velocidad y en la seguridad de circulación de los vehículos, por ejemplo, la

existencia de baches puede ocasionar accidentes de tránsito.

Entre los deterioros encontrados en el Puente Caroní, se pueden

mencionar:

Deterioros de la Superficie

Bache con Pérdida de Base

Es la desintegración total de la superficie de rodadura que puede

extenderse a otras capas del pavimento, formando una cavidad de bordes y

profundidades irregulares, tal como se muestra en la figura 50.

Figura 50: Baches con Pérdida de Base presentes en el Puente Caroní.

La influencia en la seguridad vial del bache estriba en el peligro de

accidente, tanto al intentar esquivarlo como si se pisa, por pérdida del control

del vehiculo. También existe un riesgo de accidente especialmente grave

81

para los motociclistas. Peligro de rotura de alguna pieza del vehiculo,

reventón de ruedas y amortiguador.

Exudación de Asfalto

Consiste en el afloramiento de un material bituminoso de la mezcla

asfáltica a la superficie del pavimento, formando una película continua de

ligante, creando una superficie brillante, reflectante, resbaladiza y pegajosa

durante el tiempo calido, tal como se visualiza en la figura 51. Generalmente,

este defecto aparece en la huella de los vehículos.

Figura 51: Exudación en el Pavimento del Puente,

El principal problema asociado a este deterioro es la pérdida de

resistencia al deslizamiento, lo cual es una condición de riesgo para los

conductores. La exudación ocurre principalmente en la época calurosa del

año y las principales causas son:

Exceso de cemento asfáltico en una o más de las capas del pavimento,

Riego de imprimación o liga demasiado gruesa, que no es conveniente

sobre el puente, pero que en la figura 36, se muestra que se ha hecho varias

veces sobre el puente, creando supercapas.

Carencia de vacíos en la mezcla asfáltica.

El exceso de carga sobre el pavimento en épocas calurosas, induce al

afloramiento del ligante asfáltico.

82

Los niveles de severidad se establecen en función de la reducción que

experimente la resistencia al deslizamiento. Cuando se carece del

instrumental, como sucedió en el momento que se hizo la inspección ocular

con el personal de mantenimiento de la Alcaldía de Caroní, se clasificó de

esta forma:

Baja: El área de pavimento, especialmente la huella, presenta un color

ligeramente más oscuro que el resto de la superficie. En este caso, no se

aplica técnica de reparación,

Media: La zona presenta un cambio de textura debido a la película

superficial de asfalto que se ha formado. Para reparar el área, hay que

fresar y recapar.

Alta: En la zona afectada, la superficie se presenta brillante, casi no

puede verse el árido y con altas temperaturas ambientales, como sucede

actualmente, los cauchos de los vehículos dejan marcas. Para repararla, hay

que usar el mismo procedimiento que en el caso de la severidad media.

Deformaciones

Fisuras del Pavimento

Es la deformación permanente longitudinal a lo largo de los carriles del

tránsito y donde el largo es superior a 80 cm. Se producen en uno o más

carriles de rodadura, tal como se visualizan en la figura 52.

En el contexto de la ciencia de los materiales, el término fatiga, se define

como la disminución de la resistencia mecánica de los materiales, al

someterlos a esfuerzos repetidos. En este caso, los esfuerzos que produce

la fatiga del pavimento, son principalmente los generados por las cargas del

tráfico.

83

La estructura de un pavimento asfáltico urbano está compuesta de

varias capas, y la fatiga se desencadena por efectos de los esfuerzos

repetidos, en cualquiera de éstas.

Figura 52: Fisuras del Pavimento del Puente Caroní.

Los principales factores que favorecen el desarrollo de la fatiga son:

Vehículos que exceden el nivel de carga para el cual fue diseñado el

pavimento,

Deficiencia en la capacidad de soporte de la estructura del pavimento.

Esta puede ser consecuencia de una mala compactación y/o de espesores

insuficientes de las capas. También, la deficiencia de la estructura, puede

ser generada por un inadecuado sistema de drenaje, ya que al penetrar el

agua en las capas subyacentes, éstas pierden capacidad de soporte.

Mezclas asfáltica demasiado rígidas. Esto impide que la capa asfáltica

pueda deformarse al recibir cargas, ya que al ser rígida, se torna frágil. El

exceso de rigidización puede ser consecuencia de un mal diseño de mezcla

y/o del envejecimiento del asfalto.

Los niveles de severidad fue medida si el largo total de las grietas

existentes en la superficie sobrepasó los 0,5 ml por mts2 de superficie, y en el

caso en estudio, se pudieron verificar en cada nivel siguiente::

84

Baja: La gran mayoría de las fisuras del área deteriorada tienen un

ancho que no supera los 3 mm. Y para repararlas lo único que se necesita

es lechada asfáltica, que es

Media: Existe un patrón definido de agrietamiento, con un ancho

comprendido entre 3 y 10 mm. La reparación de este tipo de fisura debería

ser realizada con lechada asfáltica, micropavimento o microaglomerado en

caliente.

Alta: La mayoría de las grietas tienen un ancho mayor a 10 mm., que

son de las que se encontraron en el Puente Caroní. Para repararla es

necesario realizar una reparación de espesor parcial o completo, fresar y

recapar o reconstruir la carpeta asfáltica.

Ahuellamiento

Es un deterioro que se origina en cualquiera de las capas de un

pavimento asfáltico, pero que se manifiesta en la superficie de rodadura

como una depresión longitudinal canalizada en la huella de circulación de los

vehículos. En los pavimentos urbanos, como el del Puente Caroní, es

frecuente que este deterioro se encuentre acompañado de agrietamientos

por fatiga.

Las causas del ahuellamiento de la carpeta asfáltica pueden originarse

en:

Ahuellamiento en capas subyacentes (Base, sub-base y subrasante),

puede producirse por una inadecuada compactación de estas capas, ya que

en los primeros años de servicio del pavimento, las capas subyacentes se

comienzan a consolidar, con lo cual se produce un descenso de todas las

capas superiores, dando origen así al ahuellamiento en la superficie de

85

rodado. Otro factor que incide en este deterioro es la colocación de capas

con una capacidad de soporte inadecuada para las cargas recibidas.

Ahuellamiento en carpeta asfáltica es el resultado de una compactación

de la mezcla asfáltica también da origen a ahuellamiento. Pero el factor más

destacado, es el comportamiento viscoelastoplástico del asfalto. Al recibir

cargas, la carpeta asfáltica sufre:

Una deformación elástica se recupera en el tiempo,

Una deformación plástica se acumula con el paso de las cargas

Este fenómeno es más perceptible en zonas de tráfico lento o en zonas de

altas temperaturas, y en los primeros años de servicio del pavimento, en

donde el envejecimiento del asfalto es escaso, careciendo éste de rigidez.

Los niveles de severidad que se consiguieron en el Puente Caroní

fueron clasificados y medidas de esta forma:

Baja de profundidad máxima del ahuellamiento menor a 20 mm. La

reparación se puede realizar rellenando las huellas con mezcla asfáltica

hasta nivelar con la superficie adyacente.

Media: Cuya profundidad del ahuellamiento mayor a 20 mm. y menor a

40 mm. Se repara aplicando fresado y recapado.

Alta: Profundidad máxima de ahuellamiento mayor a 40 mm. Para

repararla es necesario aplicar un espesor parcial o completo.

Ondulación

Este deterioro es una forma de movimiento tipificada por ondas en la

superficie del pavimento asfáltico. El desplazamiento es una forma de

movimiento plástico consistente en un hundimiento y un levantamiento

localizado de la superficie del pavimento. Ocurre, generalmente, en los sitios

86

donde los vehículos frenan durante la bajada, en las curvas cerradas y donde

los vehículos golpean un resalte, como se visualiza en la figura 53

Las ondulaciones y desplazamientos usualmente se producen en las

capas asfálticas que carecen de estabilidad. La falta de estabilidad se

produce cuando la mezcla del concreto asfáltico es demasiada rica en

asfalto, aún cuando puede ser ocasionada por la alta proporción de

agregados finos o porque la superficie del pavimento tenga una superficie

demasiado lisa.

Figura 53: Ondulación sobre el Puente Caroní.

Para repararla se procede a escarificar el pavimento en aquellas zonas

donde está ondulado y haya desplazamiento, hasta la profundidad donde el

pavimento esté en buenas condiciones. Luego se limpia la zona dañada con

escobillón y aire comprimido. Se aplica un riego de liga o imprimación

dependiendo si el bache abarca en profundidad hasta la base granular o solo

la base de rodado. Se rellena la zona en reparación con concreto asfáltico a

nivel del pavimento circundante. Para finaliza, se compacta la zona reparada

con un rodillo o un compactador vibrante.

En vista de las variaciones de severidad que presentan los tipos de

fallas, y de esta manera se evalúa la calidad del tránsito.

Baja: Se perciben las vibraciones en el vehiculo, pero no es necesaria

una reducción de velocidad en aras de la comodidad.

87

Media: Las vibraciones en el vehiculo son tan excesivas que debe

reducirse la velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la

seguridad.

Alta: Las vibraciones del carro son tan excesivas que debe reducirse la

velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la seguridad.

La influencia de este deterioro sobre la seguridad vial estriba en la

pérdida del control del vehiculo, especialmente a altas velocidades y con el

pavimento mojado, puede producirse el hidroplano, consistente en la

ausencia del contacto del caucho y el pavimento, debido a la presencia de

una lamina de agua interpuesta, provocando el riesgo de un accidente por

salida de la calzada o por el alcance a otro vehículo.

La influencia de este deterioro sobre la seguridad vial implica un riesgo

de pérdida de estabilidad y adherencia en el vehiculo al alterar anormalmente

el trabajo de las suspensiones y mantenimiento del correcto contacto

neumático – pavimento. El riesgo para las motos es sensiblemente mayor

que para los vehículos de cuatro o más ruedas.

En caso de lluvia se puede acumular agua, añadiendo peligro de

deslizamiento por hidroplano, porquese pierde el contacto neumático –

pavimento por formación de agua interpuesta.

Abultamiento

Generalmente se ve como una onda que distorsiona el perfil de la

carretera. Para determinar el nivel de severidad de dalos, se debe evaluar la

calidad de tránsito.

Baja: Se perciben las vibraciones en el vehiculo, causando un ligero

rebote del vehículo pero creando poca incomodidad.

88

Media: Causan un excesivo rebote del vehiculo, creando una

incomodidad.

Alta: Provocan un excesivo rebote del vehículo, produciendo una

molestia importante o un alto potencial de peligro o daño severo del vehiculo.

Piel de Cocodrilo

Corresponde a una serie de fisuras interconectadas con patrones

irregulares, generalmente localizadas en zonas sujetas a repeticiones de

carga. La fisuración tiende a iniciarse en el fondo de las capas asfálticas,

donde los esfuerzos de tracción son mayores bajo la acción de las cargas.

Las fisuras se propagan a una superficie inicialmente como una o más

fisuras longitudinales paralelas, tal como se visualiza en la figura 54. Ante la

repetición de cargas de tránsito, las fisuras se propagan formando piezas

angulares que desarrollan un modelo parecido a la piel de cocodrilo.

Figura 54: Piel de cocodrilo sobre el Puente Caroní.

Otra característica usual de este deterioro, es que en una etapa

avanzada de su desarrollo, el alto nivel de severidad que alcanza, provoca

que se desprendan trozos de la carpeta de rodado, dando origen de este

modo, a la formación de baches.

La causa más frecuente es la falla por fatiga de la estructura o de la

carpeta asfáltica debido a:

Espesor de estructura deficiente,

89

Deformaciones de la subrasante,

Rigidización de la mezcla asfáltica en zonas de carga, por oxidación del

asfalto o envejecimiento.

Problemas de drenaje que afectan los materiales granulares,

Compactación deficiente de las capas granulares o asfálticas.

Deficiencias en la elaboración de la mezcla asfáltica, por exceso de

mortero en la mezcla, uso de asfalto de alta penetración lo que lo hace

deformable, y deficiencia de asfalto en la mezcla.

Reparaciones mal ejecutadas, que denota deficiencias de

compactación, juntas mal elaboradas e implementación de reparaciones que

no corrigieron el daño.

Todos estos factores pueden reducir la capacidad estructural o inducir

esfuerzos adicionales en cada una de las capas del pavimento, haciendo que

ante el paso del tránsito se generen deformaciones que no son admisibles

para el pavimento, lo que trae como consecuencia una fisura pronunciada.

Los niveles de severidad son:

Baja: Se presenta con una serie de fisuras longitudinales paralelas, que

pueden llegar a tener una abertura de 1 mm., principalmente en la huella,

que no presentan desportillamiento, con pocas o ninguna conexión entre

ellas y no existe evidencia de bombeo. Se repara con un sello superficial o

una sobrecarpeta.

Media: Las fisuras han formado un patrón de polígonos pequeños y

angulosos, que pueden tener un ligero desgaste en los bordes y aberturas

entre 1 y 3 mm., sin evidencia de bombeo. Para repararla es necesario

90

realizar un parcheo parcial o en toda la profundidad, prácticamente se hace

una reconstrucción.

Alta: Las fisuras evolucionan con una abertura mayor que 3 mm.,

presentando desgaste o desportillamiento en los bordes y los bloques se

encuentran sueltos o se mueven ante el tránsito, incluso llegando a presentar

descascaramientos y bombeo. Para repararla se debe parchear parcialmente

o hacer una reconstrucción.

Hidroplano

Muchos accidentes resultan de fenómenos naturales que afectar la

acción del automóvil. La lluvia, la niebla y el humo son grandes amenazas

para el conductor. Cuando estas condiciones hacen que la visibilidad sea

escasa, el conductor está obligado a encender las luces bajas de su vehiculo

en forma permanente.

También debe ajustar la velocidad a las condiciones atmosféricas, y

muchas veces detenerse hasta que la visibilidad le permita conducir con

seguridad. La lluvia es peligrosa en su comienzo porque crea en el camino

una película resbalosa por los derrames de aceite y grasa. Recuerde que las

hojas húmedas durante y después de la lluvia toman las calles o calzadas

tan resbaladizas como si estuvieran enjabonadas.

En estas condiciones, para evitar el patinaje, es recomendable bombear

el freno intermitentemente para disminuir la velocidad o detenerse. A baja

velocidad, el neumático corta el agua en el punto de contacto con el

pavimento y se mantiene en contacto absoluto con el mismo, como se

visualiza en la figura 55. Pero a más de 50 Km/hr. de velocidad, la cuña de

agua puede penetrar el punto de contacto del caucho con el pavimento

produciendo un hidroplaneamiento parcial, como se visualiza en la figura 56.

91

Figura 55: Caucho del Vehiculo en Contacto con el Pavimento.

Figura 56: Hidroplaneamiento Parcial del Caucho del Vehiculo con el Pavimento.

A una velocidad de más de 90 Km./hr, la cuña de agua puede aumentar

y el caucho deja de tener contacto completo con el pavimento,

produciéndose un hidroplaneamiento total, tal como se visualiza en la figura

57. De allí, que alcanzar un poco de viento, un lomo en el pavimento o un

leve movimiento del volante puede ocasionar una patinada incontrolable

sobre el asfalto del Puente. Es por eso, que los conductores admiten que no

es lo mismo conducir de día que de noche y está demostrado que el número

de accidentes aumenta al atardecer y durante la noche. Un buen conductor

debe tener en cuenta en estos casos:

Debe conducir a menor velocidad de la que acostumbra durante el día.

Las luces del vehiculo deben estar en perfectas condiciones.

92

Figura 57: Hidroplaneamiento Total del Caucho del Vehiculo sobre el Pavimento del Puente.

Esta recomendación es válida, tanto para la carretera como para la

ciudad y aun más si está sobre el Puente Caroní.

93

CONCLUSIONES

El Puente Caron Fue construido en hormigón pretensazo con una

longitud de 480 metros e inaugurado en 1964

Se armó por completo empujando el estribo a través de la construcción

de secciones, empujándolos en compases.

El muro frontal del estribo presenta rotura severa por compresión, con

exposición del acero de refuerzo en gran parte de la misma

Existencia de grandes grietas en el resto de la pantalla ocasionadas por

la falta de mantenimiento

Los deteriores en forma de coqueras y desprendimientos fueron

causados por la pérdida del recubrimiento en las armaduras,

impermeabilización incorrecta, lavado de juntas, contaminación de áridos y

efecto por presencia de microorganismos

El pavimento no es un miembro estructural, pero se deteriora con daños,

que van desde ondulaciones, surcos, agrietamiento, baches, sobrecapas,

abultamiento y otros.

Las grietas en el concreto son indicativo de futuros problemas en el

puente y en este caso, se deben a la carga viva y muerta.

Las juntas de expansión son la parte más importante del puente y se

pudo ver que presentan sonidos extraños, filtración de agua, desplazamiento

vertical y acero de refuerzo expuesto.

El descascaramiento o desprendimiento de una superficie terminada del

concreto es resultado de un procedimiento constructivo de los indigentes,

además, de los problemas de los desagües no controlados en la parte

pavimentada del puente.

94

La decoloración de la viga principal y las ampollas observadas se deben

a la corrosión que presenta el elemento acero.

Las barandas de acero no existían en 2011, pero las que fueron

acopladas actualmente están pintadas en un color rojo, que denota la falta de

conocimiento del personal de mantenimiento de la Alcaldía, porque este color

es usado para áreas de incendios y no de precaución, como debe suceder

en el Puente.

La conservación de pavimentos requiere de personal capacitado, es

decir, que dominen ampliamente el tema, para que los recursos sean

destinados al mantenimiento en forma eficiente y para ello es necesario

inspeccionarlos frecuente y minuciosamente.

Desde el día en que un pavimento nuevo es abierto al tránsito,

comienza a deteriorarse gradualmente debido a las cargas vehiculares y a

los efectos del clima, por esta razón es importante, un correcto

mantenimiento para así prolongar la vida útil del mismo.

Es necesario determinar primero la causa que produjo el daño en el

pavimento, para poder realizar una reparación correcta, pudiendo así evitar

una recurrencia.

Un mantenimiento oportuno y continuo es necesario para preservar la

inversión y mantener el pavimento en completo servicio al público.

El mantenimiento deficiente de las obras de drenaje conlleva al deterioro

progresivo de los pavimentos, lo que un buen mantenimiento y la limpieza de

éstos, ayuda a tener caminos en buen estado y con una vida útil mucho más

larga.

95

RECOMENDACIONES

Las recomendaciones realizadas a partir de la realización de este

estudio son:

Aplicar los correctivos necesarios para evitar el drenaje de las aguas

negras y aguas pluviales a través de la estructura del puente.

Reparar el descascaramiento de la superficie del concreto de manera de

darle una mayor vida útil.

Limpiar las áreas de mantenimiento del Puente Caroní a fin de realizar

una inspección exhaustiva sobre todo el deterioro que sufre el Puente.

Para eliminar el óxido que presentan las estructuras metálicas, se debe

limpiar el oxido con un chorro de arena, se aplica una capa de epoxi

enriquecida con zinc y se le da una mano de esmalte de poliuretano.

Realizar un foro explicativo para todo el personal que labora en obras

civiles cuales son los colores usados de acuerdo con las normas nacionales

e internacionales, tales como ISO, COVENIN y FONDONORMA.

Realizar un proceso de rehabilitación del Puente de Caroní para

optimizar su vida útil, y así recuperarlo de los deterioros presentes en él.

Se debe realizar mantenimiento más a menudo para evitar los

deterioros.

Si las grietas están activas, se limpia, se sopla y luego se sella. Pero si

la grieta no está activa, se sella con una mezcla clara de cal o yeso con agua

y cemento.

96

Todos estos detalles se pueden arreglar con un buen mantenimiento

correctivo usando las técnicas y métodos nuevos en cuanto a ingeniería civil,

vial y de tráfico.

Evaluar frecuentemente a fin de establecer el grado de severidad de los

deterioros, y así implementar reparaciones técnicas adecuadas, garantizando

así la vida útil de la estructura del pavimento y de la estructura funcional del

Puente Caroní.

97

REFERENCIAS

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Viola, E. (2007). La Calidad de una Obra.Argentina: Editorial Nobuko

Zaragoza, F. (2009). Planes de Obra. España: Editorial Club Universitario-

100

ANEXOS

101

ANEXO APLANILLA DE INSPECCIÓN

102

103

ANEXO BMANTENIMIENTO Y REHABILITACIÓN DE OBRAS CIVILES

104

La evaluación de obras civiles es un proceso que se ejecuta a pedido

del dueño de la edificación, de las instituciones de vialidad, edificaciones,

obras hidráulicas y sanitarias, eléctricas cumpliendo con los programas de

mantenimiento o después de la ocurrencia de un evento. Se divide en

Primaria, Detallada o Secundaria y Proyecto de Rehabilitación.

Evaluación Primaria

La evaluación primaria está compuesta por un informe cualitativo de la

obra, donde se llena una planilla estándar diseñada por el consultor

siguiendo las normativas nacionales COVENIN o internacionales tipo

AASHTO, ACI, ASTM o ATC correspondientes al tipo de obra. También se

pueden utilizar instructivos especiales diseñados para los Institutos

Nacionales tipo MINFRA, HIDROVEN, FONTUR, entre otras.

Si son muchas las obras que se van a evaluar se debe hacer una

cuantificación de ellas y luego un tamizado, por ejemplo si se van a evaluar

los puentes de una zona o vía especifica. Durante el tamizado se debe hacer

una inspección sencilla de cada obra en campo y llenar una planilla de

inventario que genera un primer informe de mantenimiento y complementa

una base de datos.

La planilla de la evaluación primaria debe contemplar las condiciones

normales de la obra al momento de la evaluación, materiales, componentes,

daños, estado de mantenimiento, operatividad, para obras esenciales se

deben tener otras especificaciones para evaluación preventiva. También la

planilla varía si se elabora después de la ocurrencia de un evento ya que

según el tipo de este, se deben revisar velocidades de viento y chequear con

valores normalizados, valores pluviométricos si son lluvias o inundaciones

con valores históricos, aforos si son crecientes, aceleraciones si son

terremotos, valores de daños para incendios o deslaves y agrietamientos.

105

Después de tamizadas las obras que se van a evaluar se elabora un

método consistente y práctico plasmado en las planillas de evaluación

primaria, que permita determinar el estado real de las obras dentro de sus

condiciones locales, ambientales, de carga, para así determinar un Índice de

Vulnerabilidad de la estructura para sus condiciones actuales de servicio,

que reúna el carácter estático de los daños si existen y el aspecto dinámico

de los factores externos actuantes. Es importante recordar que no existen

obras aisladas sino en relación dinámica con otros elementos de un

ambiente condicionante. A continuación se añade un ejemplo de planillas

diseñadas de realizar una evaluación primaria en edificaciones.

106

FECHA

CIUDAD MUNICIPIOUSO PISOS

Número12345

Número123

456

GERENCIA DE SISTEMAS DE GARANTÍA DE CONTROLPLANILLA DE EVALUACIÓN DE EDIFICACIONES EXISTENTES

REVISIÓN PARA CARGAS VERTICALESOBRA

DIRECCIÓNENTIDAD FEDERAL

AÑO DE CONSTRUCCIÓN

TIPIFICACIÓN ESTRUCTURALElemento Caracteristicas

FundacionesColumnas

VigasLosas

Paredes

6 Muros

Modelo a Analizar

Sobrecargas

AccesosPeatonalVehicular

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALESElemento CaracteristicasTabiques

FrisosAcabados

DISPONIBILIDAD DE PLANOSArquitectonicos

InstalacionesEquipos

ESQUEMA DE LA EDIFICACIÓN

EstructuralesInstalaciones

Otros

Figura 58: Planilla de Evaluación de Edificaciones Existentes: Revisión para Cargas Verticales. Fuente: Elaborada con datos tomados de Mantenimiento y Rehabilitación: Evaluación de Obras Civiles de Lobo, W. (2005), p. s/n

107

FECHA

CIUDAD MUNICIPIOUSO PISOS

IRREGULARIDADES

GERENCIA DE SISTEMAS DE GARANTÍA DE CONTROLPLANILLA DE EVALUACIÓN DE EDIFICACIONES EXISTENTES

REVISIÓN BAJO ACCIONES SISMICASOBRA

DIRECCIÓN

ENTIDAD FEDERALAÑO DE CONSTRUCCIÓN

TIPIFICACIÓN ESTRUCTURAL

ASPECTOS CARACTERISTICASRANGO DE VULNERABILIDAD

0,7 - 1,0PESO

VULNERABILIDADVULNERABILIDAD ASIGNADA PARCIAL

EDAD 1967 A 1982 0,4 - 0,7 0,35ANTES DE 1967

DESPUES DE 1982 0,0 - 0,4

UNO (1) 0,0 - 0,30,3 - 0,5 0,25

MAS 0,5 - 1,0PISOS DOS (2)

EDIFICIOS PELIGROSO 0,5 - 1,0CERCANOS NO PELIGROSO 0,0 - 0,5

0,0 - 0,3

1,00

MANTENIMIENTO REGULAR 0,3 - 0,6 0,50ACEPTABLE

DETERIORADO 0,6 - 1,0

FUNDACIONES CON VIGAS 0,0 - 0,30,3 - 1,0

0,50

DENSIDAD DE NOMAL 0,0 - 0,3SIN VIGAS

PAREDES MEDIANO 0,3 - 0,6 BAJO 0,6 - 1,0

0,0 - 0,1

0,50

LAS PAREDES INTERMEDIA 0,1 - 0,6 1,00UBICACIÓN DE SIMETRICA

ASIMETRICA 0,6 - 1,0

DETALLES EJES ESVIADOS 0,0 - 1,00,0 - 1,0 1,00

MALAS CONECCIONES 0,0 - 1,0CONSTRUCTIVOS SOPORTE INADECUADO

ELEMENTOS MUROS LIVIANOS 0,0 - 1,0NO BALCONES, JARDINERAS 0,0 - 1,0

0,0 - 1,0

0,250,250,25

RIGIDO 0,0 - 1,0ESTRUCTURALES ELEMENTOS DE VIDRIO

DIAFRAGMA INTERMEDIO 0,1 - 0,5FLEXIBLE 0,5 - 1,0

0,0 - 0,2

0,50

ESTRUCTURAL MEDIANA ESTRUCT. 0,2 - 0,4 1,00SISTEMA BUENA ESTRUCT.

MALA ESTRUCT. 0,4 - 1,0

MASAS BALANCEADO 0,0 - 0,20,2 - 0,5 1,00

RIGIDECES DESBALANCEADO 0,5 - 1,0Y INTERMEDIO

PISO BLANDO 0,0 - 1,0 1,00COLUMNA CORTA 0,0 - 1,0 1,00

DIAFRAGMA DISCONTINUO 0,0 - 1,0ESCALERAS ASIMETRICA 0,0 - 1,0

0,0 - 1,0

1,001,00

1,00DAÑOS PAREDES DE CARGA 0,0 - 1,0 1,00

VIGAS, COLUMNAS

PREVIOS LOSAS 0,0 - 1,0

INDICE DE DAÑOS = SUMATORIA VULNERABILIDAD/ 10

1,00MURO DE CONTENCIÓN 0,0 - 1,0 1,00

Figura 59: Planilla de Evaluación de Edificaciones Existentes: Revisión Bajo Acciones Sísmicas. Fuente: Elaborada con datos tomados de Mantenimiento y Rehabilitación: Evaluación de Obras Civiles de Lobo, W. (2005), p. s/n

Normalmente, los métodos de evaluación son del tipo cualitativo y

cuantitativo) que permiten de una manera clara, simple y ordenada encarar el

problema de evaluar una obra en su condición de uso por simple inspección

108

ocular, ayuda con la instrumentación necesaria, al generar tres índices que

interpretan el estado de deterioro de la estructura en interrelación con el

ambiente condicionante y son los siguientes, de acuerdo con Lobo, W.

(2005):

Índice de Daños (ID): es el daño existente en los elementos de la obra por los factores estáticos en el momento de hacer la inspección evaluativa.Índice de Severidad (IS): es la acción de los agentes exteriores que causan los daños sobre los elementos de la estructura, representa los factores dinámicos de la evaluación.Índice de Vulnerabilidad (IV): es el nivel de pérdida de uno o de varios elementos estructurales esenciales de la obra al ser sometidos al riesgo de un evento, representa la combinación de los índices de daños y de severidad formando un par ordenado que interpreta la realidad física de la obra, pudiéndose representar por un número porcentual único para cada estructura. (p. s/n)

En los puentes, para la evaluación de los aspectos de cantidad de

deterioro se utiliza notación en números y para gravedad de deterioro se

toma notación de letras, estos dos aspectos con sus notaciones se pueden

combinar con una matriz de orden de 3 x 3, que se señala a continuación,

cuyos elementos simbólicos reúnen en si las dimensiones de la observación,

generan la apreciación del grado de deterioro de la estructura y entre

paréntesis la categoría de deterioro, tal como se muestran a continuación .

Cuadro 21: Cantidad de Deterioro por Gravedad

GRAVEDAD DEL DETERIORO

NO ES GRAVE

MEDIANAMENTE GRAVE

GRAVE

CANTIDAD DE DETERIORO A B CPOCO 1 1A (I) 10% 1B (I) 20% 1C (II) 30%ALGO 2 2A (I) 40% 2B (II) 50% 2C (III) 60%MUCHO 3 3A (II) 70% 3B (III) 80% 3C (III) 90%

Donde:

109

Categoría I de deterioro: Corresponde al estado de un puente que se

encuentra en buenas condiciones, no precisa de reparación, pero si de un

plan de mantenimiento integral.

Categoría II de deterioro: Corresponde al estado de un puente que

presenta daños que ameritan reparación que no es urgente, además de un

plan de mantenimiento integral. Necesitan de practicarles una evaluación

comprobatoria para dilucidar y establecer de manera definitiva el alcance de

la importancia de los daños y hacer las recomendaciones pertinentes, de

confirmarse la valuación especial se efectuaran oportunamente las

necesarias reparaciones de la obra.

Categoría III de deterioro: Los puentes de esta categoría presentan

daños graves y se han de reparar con carácter de emergencia de acuerdo al

siguiente esquema metodológico:

a. Se debe hacer una evaluación de emergencia que especificará medidas inmediatas o un plan de emergencia para evitar el inminente colapso.

b. Se debe practicar una evaluación detallada comprobatoria de las capacidades y demandas de los diferentes elementos del puente.

c. De los resultados definitivos de la evaluación comprobatoria se procederá un hacer o no un Proyecto de Rehabilitación del Puente.

El cuadro siguiente indica el nivel que cada índice tiene y su incidencia

en la condición del mantenimiento que debería ser realizado.

Los métodos basados en desempeño estructural que consideran

estados límites son una herramienta excelente para el análisis de la

rehabilitación de Edificaciones. Este enfoque se desvía de los métodos

basados en fuerzas, que toman un factor de respuesta R para incorporar la

ductilidad. Para definir la demanda que genera un evento hay estados límites

que puede tomarse en forma probabilística, en muchos casos siguiendo el 110

modelo de Poisson donde la ocurrencia de un evento no influye en la

ocurrencia de otro y donde la probabilidad de que 2 eventos ocurran el

mismo tiempo y en el mismo sitio es nula.

Esta ocurrencia probabilística es función del grado de desempeño que la

sociedad espera de una construcción en particular. De esta manera se

pueden tener niveles operacionales, de ocupación inmediata, de seguridad

de vidas y de prevención de colapso, tal como se visualiza en la figura

siguiente.

Actualmente el concepto de evaluación y de diseño se ha modificado en

función de los Estados Límites que se fijen según el tipo de obra y los

recursos necesarios para generar seguridad. Un Estado Límite es el punto en

el cual se puede superar una condición de diseño. Los estados límites son

fijados por el diseñador de la Obra y el Propietario en función de los grados

de servicio y seguridad que se quiere que tenga la edificación ante la

presencia de diversos eventos.

En la gráfica, se explica los estados límites o límites de desempeño. Los

estados límites o límites de desempeño son estados donde se superan las

condiciones de diseño, comienzan en A planteando un estado límite de

servicio en el rango elástico u operacional, donde después de un evento

característico no hay que raparan nada y los peritos evaluadores dan la

orden de ocupación inmediata, se obtienen márgenes menores al 5% de los

daños.

Un segundo límite en B correspondiente a daños menores genera la

utilización de programas de mantenimiento integral con porcentajes de

reparación hasta de un 20% de daños. Un tercer estado límite se puede

tomar en C donde se obtienen daños moderados hasta de un 40% y se debe

proceder a encontrar las causas subyacentes de los daños estructurales.

111

El siguiente corresponde al punto D o máximo soporte de capacidad

portante de la edificación ó límite de seguridad donde se recomienda la

desocupación del inmueble por tener hasta un 60% de daños estructurales y

la obra entra en un periodo de prevención de colapso o etapa para

salvaguardar recursos y vidas, es un margen de seguridad, las

rehabilitaciones de la estructura normalmente son a largo plazo.

Fuente: Elaborada con datos tomados de Mantenimiento y Rehabilitación: Evaluación de Obras Civiles de Lobo, W. (2005), p. s/n.

0.25g

0.52g0.65g0.68g

5 %

20 %40%

60 %

100 %

Límite Servicio Elástico

Daños Menores

P

ΔDaños Reparables

Limite de Seguridad

Salvar Vidas

Colapso

Prevención de colapso

AB

CD

E0.25g

0.52g0.65g0.68g

5 %

20 %40%

60 %

100 %

Límite Servicio Elástico

Daños Menores

P

ΔDaños Reparables

Limite de Seguridad

Salvar Vidas

Colapso

Prevención de colapso

AB

CD

E

Figura 60: Niveles Operacionales. Fuente: Elaborada con datos tomados de Mantenimiento y Rehabilitación: Evaluación de Obras Civiles de Lobo, W. (2005), p. s/n.

Por último en E o límite de colapso donde la edificación esta por caer

por el agotamiento de la estructura si es que no se ha caído ya. En otras 112

palabras, se tienen estados límites de servicio, de daños, de seguridad y de

agrietamiento severo, correspondientes a demandas para una vida útil de la

construcción, con sus correspondientes probabilidades de excedencia y

periodos de retorno, tal como se visualiza en el cuadro 23.

Cuadro 22: Límites de Servicio, de Daños, de Seguridad y de Agrietamiento Severo

ESTADO DE LIMITEPROBABILIDAD DE EXCEDENCIA (%)

VIDA ÚTIL (AÑOS)

PERIODO DE RETORNO (AÑOS)

Seguridad 50 50 75Ocupación Inmediata 20 50 225Seguridad de Vidas 10 50 475Previsión de Colapso 2 50 2475Fuente: Elaborada con datos tomados de Mantenimiento y Rehabilitación: Evaluación de Obras Civiles de Lobo, W. (2005), p. s/n.

Los Profesionales que trabajan en las organizaciones de planificación y

evaluación de Obras deben Gerenciar todos los eventos posibles que

pueden causar daños a las obras mediante métodos estadísticos y

probabilísticos, donde pasan a jugar un papel preponderante la vida útil de

diseño de la obra y el periodo de retorno de esos eventos que están ligados

con los estado límites, como se puede ver en la tabla anterior con estados

limites para edificaciones, donde por ejemplo en las zonas de alta sismicidad

para el límite de seguridad de vidas, existe un 10% de probabilidad de que

ocurra un sismo fuerte durante 50 años, pero ocurrirá al menos una vez en

475 años.

Evaluación Detallada o Secundaria

Debe procesar la construcción en función de modelos estructurales,

evaluando toda la instalación con sus componentes estructurales y equipos,

evaluación puntuales tales como informes hidráulicos, suelos, sonoros,

ambientales. Por ejemplo para los hidráulicos debido a acusar problemas de

socavación se generan programas de desarrollo sostenible de ríos

113

(probablemente en lugares donde se crean los bancos de arena o los

meandros).

La evaluación detallada se basa en el cálculo de las relaciones

Capacidad / Demanda donde cada construcción tiene elementos específicos

que deben ser revisados y cada uno tiene una relación de C/D. Los

elementos evaluados deben tener relaciones de C/D < 1, si la relación es

menor de 1 el elemento tiene que ser tratado de forma especial y debe ser

rediseñado. De la evaluación detallada se generan los Proyectos de

Rehabilitación.

El resultado de la evaluación detallada me indica el estado general de la

obra como un aporte de todos los elementos particulares, generando

expresiones que indican un porcentaje (%) total de vulnerabilidad. La

demanda esta dictada por las normas especificas y la capacidades por

modelos estructurales de software lo más aproximados posibles al estado

actual de la edificación. La evaluación detallada concluye con

recomendaciones que deben de ser resueltas bajo el criterio del consultor y

el grado de vulnerabilidad general que presenta la obra directamente en un

programa de reparación o en un Proyecto de Rehabilitación.

Es importante señalar que estamos en camino de normalizar los

proyectos de rehabilitación en función de sus aspectos de servicio tales

como suelos, barandas, elementos no estructurales y de sus elementos

estructurales en la adaptación a nuevas normas más exigentes, a la revisión

de grietas, apoyos, fundaciones, placas.

Mantenimiento de las Obras Civiles

En las obras civiles una de las funciones más importantes del

mantenimiento corresponde a mantener el equilibrio del sistema de la Obra.

El concreto que se obtiene de la hidratación del cemento Pórtland a través de

los años que es uno de los materiales para la construcción más versátil, 114

económica, durable y disponible. Pero el concreto esta frecuentemente

expuesto a condiciones mecánicas, físicas, químicas y biológicas que

comprometen y amenazan su desempeño. En otros casos, el diseño, la

calidad de la mezcla o la mano de obra inadecuada ponen en peligro la

integridad del concreto. Se necesita una solución integral para reparar,

reforzar y proteger el concreto, que considere las causas de su deterioro y

que prolongue su vida de servicio.

Para seleccionar los materiales y métodos de reparación más

adecuados es importante determinar la causa de la falla antes de hacer

cualquier inversión en la reparación del concreto. Para esto, se ha

desarrollado la teoría de reparación conocida como Equilibrio. El concepto de

Equilibrio es una herramienta innovadora para evaluar todas las influencias

que causan el deterioro del concreto tales como cargas mecánicas, físicas,

químicas y biológicas, estas se encuentran en Equilibrio con la capacidad

estructural de la Obra civil como se puede ver en la figura de paquete de

cargas contra capacidad estructural. Esta evaluación permite entender todas

las condiciones de exposición y diseñar una reparación adecuada que

restablecerá el equilibrio para soportar las cargas actuales y las previstas en

el futuro.

Se ha comprobado que el concepto de Equilibrio proporciona soluciones

durables de largo plazo. Cuando alguna de las cargas externas interacciona

y genera una rotura en el equilibrio la Obra entra en un periodo de

diagnostico y análisis para reestablecer el equilibrio porque el concreto no

cumple con los requisitos para los que fue diseñado como se puede ver en

su figura respectiva.

Es importante seleccionar un sistema de productos de un solo

proveedor para poder realizar una reparación exitosa, después de haber

establecido una evaluación completa de los requisitos de la reparación y de

115

haber determinado la estrategia. De ésta manera, todas las partes

involucradas en el proyecto de reparación (propietario, consultor, diseñador,

contratista y proveedor del material), se sienten confiados al trabajar juntos

por una meta común. Se ofrecen en el mercado una gran gama de productos

y la experiencia necesaria para obtener soluciones integrales de reparación y

protección para el concreto.

Estos van desde aditivos para concreto normal y premezclado, morteros

para reparación del concreto, equipo, sistemas de refuerzo y recubrimientos

decorativos y resistentes a químicos para utilizarse solos o combinados para

solucionar los retos de restauración más complejos. Una de las metas de

estas casas productoras es establecer el estándar de la industria con

sistemas integrales de productos, con tecnología de punta, alternativas de

aplicación, entrenamiento y la más alta garantía de calidad en el servicio al

cliente.

Sus experiencias se basan en entender las necesidades de los

diferentes mercados. Si solo se tiene un solo método de reparación se

ignoran ciertos requisitos ya que cada estructura está sujeta a condiciones

ambientales, cargas y limitaciones constructivas únicas. Cada proyecto de

reparación es único y se debe hacer a la medida de los requisitos específicos

y las condiciones establecidas durante el proceso de evaluación del

equilibrio. La base de la filosofía de soluciones integrales está en la

capacidad para ofrecer combinaciones de productos diseñados para

aplicaciones específicas.

REHABILITACIÓN DE LAS OBRAS CIVILES

No hay mejor índice de evaluación de una obra que la eficiencia

estructural de la misma, que esta sujeta a la supervivencia a través del

tiempo sin defectos estructurales apreciables. En su evaluación cuando se

encuentran defectos estructurales se toma en cuenta un mapa de grietas y

116

se conocen las deformaciones de la estructura se pueden aplicar modelos

inelásticos y obtener curvas de capacidad. También conocer las cargas de

los límites de colapso y su relación con las de servicio determina un índice de

seguridad confiable. Un análisis elástico o inelástico para las cargas de

servicio determina un estado de esfuerzos probable de la Obra útil para la

verificación del mismo. Rehabilitar es hacer que una Obra Civil vuelva a tener

las mismas o mejores condiciones de servicio que las que tenía cuando

comenzó su vida útil.

Las técnicas de rehabilitación pueden ser reversibles o irreversibles, en

la primera se trata de que la edificación obtenga nuevamente su capacidad

portante reforzando los elementos sin intervención de elementos nuevos,

solo reparación de elementos dañados, que en su conjunto mejoran la

ductilidad de la edificación, la resistencia y rigidez de los diafragmas. Las

técnicas irreversibles comprenden la adherencia de elementos nuevos para

reforzar la obra evaluada con inyecciones y vaciados, elementos adheridos,

morteros, reparación de juntas de construcción, reconstrucción de partes,

incorporación de barras de preesfuerzo y reforzamiento de fundaciones.

Según Lobo-Quintero (2000)

Los consultores y las instituciones deben definir una filosofía para la rehabilitación pre y post evento, elaborar manuales de aplicación práctica, armonizar las estrategias de rehabilitación con el proceso constructivo, la patología estructural debe ser materia de enseñanza universitaria y reconocer que la intervención con nuevos componentes estructurales puede cambiar el comportamiento global

Materiales Especiales para Mantenimiento y Rehabilitación

Los materiales especiales para mantenimiento, reparación y

rehabilitación, han servido las necesidades del mercado de la construcción

por más de 90 años. Las compañías más importantes son Master Builders

117

Technologies (MBT), Sika, Tecnoconcrete, Protex lo que significa la fuerza

mundial en la industria de productos químicos para la

Construcción. La misión general de estos productos empieza con el

tratamiento del concreto de varias maneras, mejorar el concreto nuevo,

proteger el concreto existente, y reparar el concreto Deteriorado.

Mejorar

Dedicados a la misión de mejorar el concreto, estas casas ofrecen el

rango más amplio de aditivos químicos para uso en aplicaciones de

construcción nueva. Para asegurar la mejor durabilidad del concreto y la

máxima vida de servicio, se ofrece una selección completa de productos,

incluyendo inhibidores de corrosión, Microsilice, reductores de agua de alto

rango, aditivos acelerantes y retardadores.

Proteger

Estos productos químicos trabajan para proteger el concreto ofreciendo

una líneas completas de pisos cementicios, toppings, y productos para el

control de corrosión. Productos que incrementan la resistencia a la abrasión

y al desgaste, mejoran la planeidad, resistencia química y están disponibles

en formulaciones con color y reflectivas. Las aplicaciones estructurales y de

precisión ofrecen propiedades superiores para el soporte de cargas y están

disponibles en formulaciones diseñadas para mejorar la exposición a altas

temperaturas y ataques químicos. Los recubrimientos y revestimientos para

el control de corrosión se utilizan para proteger el concreto y el acero

expuestos a químicos y ataques ambientales, y los recubrimientos

cementicios y selladores se ofrecen para protección superficial y

mejoramiento estético.

Reparar

El reparar el concreto han sido los enfoques de estas empresas por

muchos años. Las compañías ofrecen un rango completo de productos para

118

reparación incluyendo materiales cementicios y modificados con polímeros

para reparaciones estructurales, superficiales y de áreas de alto tráfico, así

como adhesivos y materiales para inyección. Todos están diseñados para

trabajar juntos y cumplir con las necesidades del mercado de restauración.

Las tecnologías nuevas como morteros de reparación proyectables están

revolucionando la manera de reparar el Concreto. Estas organizaciones,

ofrecen una línea completa de equipos para las aplicaciones del concreto por

proyección, bombeo y lanzado.

También los productos están respaldados por sus laboratorios privados

dedicados exclusivamente al estudio de la tecnología del concreto. La

combinación de fabricación y plantas de producción con tecnología de punta

y las materias primas de alta calidad aseguran que los productos de estas

organizaciones ofrezcan desempeños superiores en campo.

Productos para las Reparaciones y Rehabilitaciones

Los productos para hacer reparaciones y rehabilitaciones están basados

en los diseños específicos generados por los consultores y en la lucha para

establecer el equilibrio del sistema capacidad / demanda de la Obra Civil, en

la búsqueda de una solución integral de reparación. A continuación se

señalan los tipos de productos más importantes:

Aditivos Químicos: productos de apoyo a las mezclas de concreto

estructural, prácticamente para cualquier requerimiento, tales como aditivos

reductores de agua (Plastificantes, Superplatificantes e Hiperplatificantes),

acelerantes y retardadores, inclusotes de aire, inhibidores de corrosión,

aumentantes de la densidad (micro sílices), aditivos para concretos celulares,

vaciados bajo agua y aplicaciones especiales.

Morteros para reparación estructural: modificados con micro sílice

diseñados para reparar concreto sometido a cargas estructurales. Estos

119

productos tienen módulos de elasticidad compatibles con el concreto

estructural, excelente adherencia, compensación de la retracción y contienen

un inhibidor de la corrosión para asegurar su desempeño a largo plazo. Las

formulaciones están disponibles para aplicarse por proyección, bombeo y

llana en superficies verticales, horizontales y sobre cabeza.

Morteros de renovación superficial: morteros monocomponentes

modificados con polímeros, con retracción compensada y diseñados

específicamente para restaurar concreto e inhibir el deterioro antes de que

ocurran daños posteriores. Productos con bajo modulo de elasticidad para

ofrecer resistencia al agrietamiento e incorporar un inhibidor integral de

corrosión para una excelente durabilidad. Existen formulaciones que

permiten la aplicación con llana o por proyección en superficies verticales,

horizontales y sobre cabeza.

Recubrimientos protectores para el acero de refuerzo: Contienen

inhibidores de corrosión que protegen al acero de refuerzo dentro del

concreto de los iones de cloruro y la carbonatación. Se incluyen

recubrimientos flexibles modificados con polímeros con base cemento y un

agente de adherencia y recubrimiento epóxico / cementicio con base agua y

proyectable.

Reparación de áreas de tráfico: los morteros de fosfato de magnesio

ofrecen reparaciones económicas con altas resistencias a edades tempranas

y rápidas paradas de en las fabricas para la reparación. Permiten poner en

servicio la zona reparada en dos horas después de una de aplicarse el

recubrimiento final.

Reparaciones por proyección: productos específicos para

reparaciones de concreto utilizando procedimientos de lanzado vía húmeda o

seca. Son morteros modificados con micro sílice, fibras de refuerzo e

inhibidores integrales de corrosión.120

Endurecedores de pisos y toppings: Es tecnología para pisos

cementicios que tiene tráfico pesado, endurecedores superficiales con polvos

de agregados metálicos y minerales, bases para pisos autonivelantes y

toppings, proporcionan una superficie durable para cumplir con cualquier

requisitos de servicio.

Fibra de Carbono: Sistema compuesto de refuerzo, diseñado para

ofrecer una alternativa diferente a las reparaciones estructurales con la

característica del aumento de la capacidad estructural. El sistema se basa en

la colocación de láminas de fibra de carbono en diversas capas. Permite una

instalación durable y resistente que se hace en forma fácil y rápida.

Resinas epóxicas: Se utilizan para dos funciones, una primera de

adherencia estructural con resinas poliméricas de reparación para unir

concreto nuevo con viejo y otra correspondiente a las líneas de inyección de

grietas con resinas epóxicas de inyección de uretanos para el control de la

infiltración activa del agua.

Compuestos de Curado: libres de compuestos orgánicos volátiles,

(VOC) promueven la hidratación conveniente del concreto durante el

fraguado y los reductores de evaporación diseñados para combatir las

condiciones de secado rápido durante el acabado del concreto.

Recubrimientos y selladores: recubrimientos a base de cemento

modificados con polímeros para crear diseños arquitectónicos en acabados

de superficies horizontales y verticales de concreto y mampostería.

Selladores para impermeabilización y protección contra la humedad del

concreto y estructuras de mampostería, basados en selladores, un

recubrimiento con base cemento modificado con polímeros

monocomponentes y recubrimiento flexible con base cemento flexible

modificado con polímeros.

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Recubrimientos y revestimientos poliméricos: Productos para el

control de la corrosión compleja, incluyen puenteo de grietas, sistemas de

revestimientos resistentes a la corrosión, revestimientos y pisos poliméricos

monolíticos, revestimientos y recubrimientos poliméricos reforzados con

hojuelas, revestimientos reforzados con telas, sistemas de curados a baja

temperatura, sistemas tolerantes a la humedad y de rápido curado.

Encapsulado de pilotes: Sistemas de encapsulado de pilotes APE

para reparar muelles, columnas y pilotes de concreto armado arriba o bajo el

nivel de las aguas, utilizando un proceso polimérico que repara restaura y

fortalece el concreto.

Protección de Juntas: Productos o sistemas para el sellado de juntas

en puentes o en edificaciones, protegen los bordes de las ranuras y cumplen

funciones de entrada o salida a los movimientos.

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