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Definición de inspección


 



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Como ya sabemos se puede definir el termino conservación de estructuras como: El conjunto de operaciones y trabajos necesarios para que una obra se mantenga con las características funcionales, resistentes e incluso estéticas con las que fue proyectada y construida. Y se puede dividir este conjunto de operaciones y trabajos en tres fases. Inspección, Evaluación y Mantenimiento.
La primera de estas fases queda definida como el conjunto de acciones técnicas, realizadas de acuerdo con un plan previo, que facilitan los datos necesarios para conocer en un instante dado el estado de la estructura.
En el caso de otros tipos de estructuras, edificios, por ejemplo, el hecho de que exista una convivencia permanente hombre-estructura ayuda a detectar sus daños y deterioros. En cambio, al referirnos a obras civiles es necesario el establecimiento de una inspección sistemática de las mismas como única fuente para suministrar datos sobre la detección de los daños y la evaluación de su estado.
El concepto de seguridad va de la mano con los puentes, por lo que la opinión publica no admite el más mínimo riesgo de colapso en estas estructuras, aunque éste en realidad siempre exista puesto que técnica y económicamente la seguridad absoluta es imposible.
Se pueden distinguir dos tipos de fallas: las que se denominan catastróficas, caracterizadas por ser completas y repentinas y, por tanto no anticipables por una inspección. Y las fallas por degradación, cuya característica principal es la de ser graduales y parciales y por lo tanto evitables mediante una inspección sistemática.
En cierta forma, unido al concepto de seguridad, aparece el de funcionalidad o mantenimiento de las condiciones de servicio. El puente debe ser capaz, con un aceptable grado de probabilidad, de cumplir con las funciones para las que fue diseñado sin hacer gastos innecesarios. Si el deterioro de las estructuras comienza desde el mismo momento en que son construidas, parece obvio que desde el mismo momento que son construidas, es necesario tener una vigilancia que asegure que se tomen a tiempo las medidas adecuadas para el mantenimiento del puente y así se logre la máxima economía. En este sentido hay que considerar no solo los costos directos de reparación de la obra, sino los indirectos que pueden originarse como consecuencia del retraso en reparar el daño, ya que la obra puede llegar a incumplir parcial o totalmente la función para la que fue creada.
Un programa de inspecciones sistemáticas tendrá que proporcionar los datos necesarios para la toma de decisiones sobre mantenimiento, reparación, refuerzo o sustitución de las estructuras.
La organización de la inspección sistemática de los puentes será función, en gran mediada, del propio sistema de gobierno y administración de cada país por lo que no se entrara aquí a considerar los distintos sistemas adoptados por aquellos países que ya han implantado sistemas de inspecciones sistemáticas.
Según las estadísticas, cualquier puente experimenta un deterioro bastante rápido en los 25 primeros años de su vida, se estabiliza durante 20 años y por ultimo cae en picado hasta morir alrededor de los 50 o 60 años. Los modelos de predicción de la deterioración se establecen siempre en función de la calidad del diseño de la construcción y la influencia externa.

INSPECCIÓN DE PUENTES

La única forma de conocer la condición exacta y evaluar cada uno de los elementos de un puente, es mediante un programa de inspecciones. La inspección es una actividad compleja, que debe realizarse en forma organizada y sistemática, ya que de ella dependen las recomendaciones para corregir los defectos, señalar restricciones de carga y velocidad y para minimizar la posibilidad de pasar por alto algunas deficiencias que pueden convertirse en daños severos si no son reparados a tiempo.
Para obtener una información satisfactoria, las inspecciones deben llevarse a cabo con una cierta periodicidad.
En la Dirección General de Construcción y Conservación de Obra Publica, se hacen, varios tipos de inspección con distintas finalidades:
1.- Para trabajos de mantenimiento normal o rutinario.
2.- Para evaluación estructural.
3.- Para permiso de transito de cargas especiales.
4.- Por emergencias.
Para programar los trabajos de mantenimiento rutinario, se hacen en forma anual, al efectuarse en inventario de las necesidades de todos los conceptos del camino.
Las inspecciones para evaluación estructural se recomienda realizarlas cada 2 o 4 años, sin embargo, los puentes de condición dudosa o con deficiencias conocidas, se vigilan con mayor frecuencia. Por ser esta tipo de inspecciones de carácter minucioso y que requieren herramientas y equipo apropiados, por lo general se recurre a empresas especializadas.
Debido al desarrollo de nuestro país, principalmente, en la petroquímica y generación de energía eléctrica, se ha tenido la necesidad de transportar piezas de gran masa y volumen, para ello se revisan todos los puentes localizados en la ruta o rutas escogidas, determinando normas, especificaciones y preceptos que deben cumplirse durante la transportación, incluyendo la construcción de desviaciones, recalces, apuntalamientos o reforzamientos que se requieran de acuerdo con el dictamen técnico.
Por fenómenos meteóricos, como ciclones, lluvias torrenciales, sismos o por colisiones o impactos provocados, principalmente, por accidentes, se presentan situaciones de emergencia, como asentamientos, erosiones, socavaciones, etc., que deben evaluarse inmediatamente.

3.2.- TIPOS DE INSPECCIÓN

Las inspecciones se requieren para la detección y evaluación de daños, existen tres tipos:

3.2.1.- INSPECCIÓN PRELIMINAR:

A realizarse, por lo menos, una vez al año en cada puente por parte de personal local no especializado en puentes, pero si, adiestrado específicamente para la identificación y evaluación de daños. La brigada de inspección debe estar formada, por lo menos, por tres técnicos y uno de ellos debe ser ingeniero. El personal contará con un equipo mínimo y la inspección será fundamentalmente visual. La época más recomendable para realizar esta inspección es al termino de la temporada de lluvias, cuando la disminución de los niveles de agua facilita el acceso bajo las obras y cuando están frescos los indicios de socavación, principal causa de colapsos.
Al termino de la inspección preliminar, el jefe de brigada procederá a dar una calificación del estado global de la obra. En virtud de la escasez de información y de la superficialidad de la inspección, no es posible adoptar un sistema cuantitativo sofisticado de calificación, por lo que en forma practica se recomienda que las obras se incluyan en alguno de estos tres grupos:
Grupo “A” .- Puentes que por la gravedad de sus daños requieren atención inmediata.
Grupo “B” .- Puentes que presentan daños que deben ser atendidos en un plazo mediano (seis años), porque su situación puede degradarse a la situación “A”.
Grupo “C” .- Puentes que solo presentan daños menores que se pueden corregir con tareas de mantenimiento rutinario a cargo de las brigadas de conservación.
Para la ejecución de estas inspecciones preliminares, existen actualmente dos publicaciones de ayuda, un “Formatos para la inspección de puentes y pasos a desnivel” y una “Guía para la inspección y conservación de puentes”. Ambos documentos requieren ser revisados y aprobados por instituciones especialistas en puentes.

3.2.2.- INSPECCIÓN PRINCIPAL:

A realizarse, por lo menos, una vez al año en aquellos puentes que hayan sido clasificados en el grupo “A” durante la inspección preliminar. Esta segunda inspección la realizará personal especializado en puentes, procedente de oficinas centrales o regionales, y tendrá por objetivo ratificar o rectificar la calificación preliminar. Para ello deberá contar con equipos que permitan el acceso a todas las partes del puente para observar detalladamente todos sus elementos, y que permita la medición cuantitativa de las respuestas de la estructura con precisión suficiente.
Con los resultados de la inspección principal, podrá calificarse cuantitativamente el estado de cada puente mediante un procedimiento pendiente de definirse.

3.2.3.- INSPECCIÓN ESPECIAL:

Se realizará por personal altamente especializado en aquellos puentes que vayan a ser rehabilitados y tendrá por objeto el recabar los datos necesarios para la realización del proyecto ejecutivo. En las actividades a realizar, se incluyen, el levantamiento geométrico de la estructura, la determinación de la naturaleza y extensión de los daños y la realización de diversos estudios que permitan determinar la causa y mecanismo de propagación de los daños. Para esto, es necesario que se realicen con el apoyo de empresas especializadas en puentes.

3.5.- PROCEDIMIENTOS DE INSPECCIÓN

Los síntomas que presenta la estructura ante una primera inspección visual, nos permite determinar el agrietamiento, las deformaciones y las flechas de la estructura, si existe carbonatación o corrosión.
Una inspección visual debe completarse con una auscultación con métodos topográficos, magnéticos, eléctricos y químicos para determinar corrimientos, posiciones de armadura, profundidades de carbonatación y contenido de íon-cloro y acercarse a la determinación del grado de corrosión de las armaduras.
Los ensayos estáticos y dinámicos sirven para conocer la variación de determinados parámetros generales del puente, como son la rigidez, el amortiguamiento, los modos de vibración, etc.
Los diferentes elementos que deben ser inspeccionados normalmente son agrupados en cuatro grandes divisiones:
1. Cimientos.
2. Subestructura.
3. Superestructura.
4. Equipamientos.
En general se deberán considerar los siguientes puntos de inspección:
1. Juntas de dilatación
2. Apoyos.
3. En puentes de concreto reforzado:
- Diafragmas.
- Nervaduras.
- Losas.
- Flechas.
4. En puentes de concreto presforzado:
- Diafragmas.
- Nervaduras.
- Losa.
- Anclajes.
- Flechas.
5. En estructuras metálicas:
- Rotura de remaches, pernos o soldaduras.
- Fallas en la protección con anticorrosivos.
- Nodos.
- Corrosión.
- Pandeo, alabeo o rotura de elementos.
- Conexión entre sistema de piso y estructura.
- Fallas en el sistema de piso.
- Espesores actuales de los elementos estructurales.
- Revisión del gálibo.
6. Estudio del cauce:
- Efectos de socavación.
- Encauzamiento.
- Obstrucción.
7. Subestructura:
- Socavación.
- Destrucción por impacto.
- Hundimientos.
- Desplomes.
- Agrietamientos.
8. Revisión de accesos y conos de derrame.
9. Drenaje de la superestructura y la subestructura.
10. Vialidad y señalamiento.
11. Alumbrado.
Es importante observar todos los elementos del puente y tomar apuntes de los detalles y dimensiones, a fin de llenar correctamente el formato del reporte de la inspección.

3.5.1.- SUPERESTRUCTURA

La inspección de los elementos de la superestructura y los daños típicos que estos presentan varían notablemente dependiendo de que se trate de puentes metálicos, puentes de concreto armado o pretensado u obras prefabricadas.
Armaduras Metálicas.- Vigilar las uniones del armazón, que son puntos críticos en los que se acumulan residuos que provocan la corrosión y perdida de sección en elementos de la armadura.
Vigas y largueros.- En el caso de las vigas de acero, debe vigilarse la existencia de grietas y de corrosión, principalmente, en las alas superiores, alrededor de los remaches, pernos y en las áreas de soldadura. Asegurarse de que estén adecuadamente sostenidas, que no haya torceduras o desplazamientos, ni tengan daños debidos a colisiones o perdidas de sección por corrosión.
Para las trabes de concreto, en caso de existir grietas, deben observarse por un tiempo para determinar si son activas y con la ayuda de un grietometro medirlas. Debe tomarse en cuenta si han sido tratadas con inyecciones de resina epoxicas. Igual atención requieren las áreas que sufren desintegración de concreto y la existencia de las vibraciones o deflexiones excesivas.
En los elementos pretensados, como trabes o diafragmas, es importante la vigilancia frecuente para que el agua no penetre por las fisuras ni por los anclajes extremos de los ductos, ya que cualquier inicio de corrosión es difícil de detectar.
Es importante checar que la altura de los gálibos sean las requeridas para evitar accidentes o colisiones con las trabes u otro elemento del puente.
También, deben revisarse los miembros principales de la armadura que son susceptibles a daños por colisión, principalmente al paso de cargas voluminosas.

3.5.2.- SUBESTRUCTURA

Dentro del termino subestructura se incluyen estribos, pilas y sistemas de apoyo. Dentro de la amplia variedad de defectos y deterioros observables en este tipo de elementos, deben incluirse en un informe las fisuras y grietas que puedan observarse y que puedan ser indicios de otros problemas relacionados con la cimentación, el mal funcionamiento de apoyos, etc.
Pilas y estribos.- Revisar su cimentación, principalmente, cuando es directa para detectar cualquier inicio de erosión o socavación, la presencia y severidad de grietas, así como mencionar cualquier cambio en la posición o verticalidad. Revisar la existencia de grietas, ya que estas pueden ser indicios de socavación o hundimientos.

Apoyos.- Es importante asegurar su adecuado funcionamiento, cuidando que no existan daños en los pernos de anclaje, estén ajustados adecuadamente, libres de materiales extraños para que haya libertad de movimientos
Se debe asegurar que no exista:
- Grietas por compresión, intemperismo o sobrecarga.
- Humedad.
- Sedimentación.
Por lo regular los apoyos de los extremos son los mas intemperizados y necesitan limpieza continua para asegurar su funcionalidad.

3.5.3.- CIMENTACIÓN

Normalmente la inaccesibilidad de la cimentación hace que las posibles fallas tengan que ser detectadas indirectamente en forma de movimientos excesivos, fisuración, etc. , o a través de otros signos en la superestructura.
Por su interés con relación a posibles fallas en la cimentación cabe señalar la utilidad de dos actividades:
Nivelación del tablero.

Inspecciones subacuáticas.

Algunas consideraciones que deben observarse, a fin de determinar las condiciones de la cimentación:
Accesos.- Detectar la presencia de deslaves, asentamientos o rugosidades que motivan que los vehículos que se acercan a puente causen esfuerzos de impacto indeseable.

Cauces.- Verificar la suficiencia de cauce bajo la estructura, cerciorándose de que no este obstruido por depósitos de materiales de arrastre, como bancos de arena y crecimiento de vegetación que pueden modificar la orientación de la corriente, causando socavación a las pilas o a los estribos.

3.5.4.- EQUIPAMIENTO

Dentro de los equipamientos se incluyen la inspección de calzada y aceras, juntas de dilatación, sistemas de drenaje, parapeto, barandales, señalización, etc.
Juntas de expansión.- Observar que tengan el espacio adecuado para los desplazamientos por efectos térmicos y que estén libres de basura.
Tableros.- Buscar agrietamientos, descascaramientos, baches u otras evidencias de deterioro.
Señalizaciones.- Debe revisarse la presencia, la legibilidad, la visibilidad y la necesidad de las señales existentes.
Sistemas de drenaje.- Revisar el drenaje para evitar encharcamientos, que los drenes estén libres de basura y funciones correctamente.
Parapetos.- Buscar golpes causados por colisiones de vehículos.
En el caso de tableros de acero, revisar signos de corrosión, barras quebradas, soldaduras frágiles, etc.

3.6.- ENTREGA DE REPORTES

El archivo de datos de cada puente se puede considerar formado por dos elementos: Una información sobre el puente que permanece invariable (inventario) y una información que si se modifica con el transcurso del tiempo (datos de inspección).
Los puntos esenciales que comprenden un reporte de inspección son:
- Identificación.
- Características geométricas.
- Características funcionales.
- Características estructurales.
- Calzada y elementos auxiliares.
- Estado de conservación.
- Observaciones.

En México se carece de una tradición en la inspección sistemática de los puentes y no existen documentos tales como los manuales ASSHO, etc. lo que llevo a adoptar una estructura de reporte que pretendía alcanzar los siguientes objetivos:
1. Tratar de condensar la mayor cantidad de información posible.
2. Reducir al mínimo las posibilidades de subjetivización de los datos recopilados.
3. Conseguir que un formato fuera guía de los elementos a inspeccionar en una estructura.
Por ello se adopto una estructura de campos relativamente complicada, pero en la que el inspector encargado de llenarla solamente tuviera que rellenar con cruces unos pequeños rectángulos, caso de SCT y CAPUFE.
La estructuración en capítulos de la ficha contiene en primer lugar los datos esenciales desde un punto de vista de inventario:
El capitulo 1 (datos de identificación), además de contener información general (No de puente, carretera, kilometraje, población anterior y posterior, etc.), dan una clasificación de la obra (tajea, alcantarilla, puente), detallan la singularidad salvada (cauce, canal, vías de comunicación).
El capitulo 2 (características geométricas), incluye datos tanto de la estructura (No de claros, longitud total, luces, etc.), como del tablero (No de carriles, anchura total, etc.).
Por su parte, el capitulo 3 (características funcionales) recoge las limitaciones (de carga, de velocidad, de gálibo).
El capitulo 4 (características estructurales) se configura mediante campos de información en los que únicamente es necesario marcar con una cruz aquellas casillas que corresponden al caso estudiado. Estos campos de información son los siguientes:
Tipología general: arco, pórtico, prefabricado, tramos isostaticos o hiperestaticos, marco, tubo, puente colgante o atirantado, etc.
Cimentación: superficial (zapatas, losas), profundas (cajones, pilotes, pantallas), y el material de la misma.
Estribos: tipología (muro frontal con aletas o muros en vuelta, estribo perdido, etc.), material del estribo (piedra, ladrillo, tierra armada, hormigón).
Pilas: No de pilas, tipología (muro corrido, fuste múltiple, prismáticas), sección, material (piedra, hormigón, otros).
Tablero: esquema estructural (alma llena o aligerada, celosía), directriz (recta o curva), sección transversal (losa maciza o aligerada), sección cajón, tablero nervurado, material.
Apoyos: No de líneas de apoyo, No total de apoyos, tipología, material.
Juntas: No de juntas, longitud, tipología, material.
El capitulo 5 (calzada y elementos auxiliares), contiene información sobre defensas de pilas y estribos, barreras, barandales, y petriles, señalización, iluminación, drenes, conducciones, etc.
Finalmente el capitulo 6 se dedica a recoger información sobre el estado de conservación del puente.
Con el esquema descrito se configura una base de datos en la que existe un registro por puente con información muy diversa tanto de sus características como de su estado de conservación.
A continuación se muestra el formato tipo, para el reporte de la inspección del estado físico del puente, estos formatos pueden variar cuando se trata de puentes especiales, involucrando las características de cada puente.


 





 

 

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