UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL

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1 UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LOS DAÑOS CAUSADOS POR CORROSIÓN DEL PUENTE EL FRAILE UBICADO EN LA PROGRESIVA PERTENECIENTE AL SISTEMA FERROVIARIO CENTROCCIDENTAL SIMON BOLIVAR DEL TRAMO PUERTO CABELLO - BARQUISIMETO. Autores: Him ColmenárezYespingYetja C.I Patiño Morillo Ana Karina C.I Tutores: Dr. Nelson Martínez Ing. Romero Isabel BARQUISIMETO, 2014

2 UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LOS DAÑOS CAUSADOS POR CORROSIÓN DEL PUENTE EL FRAILE UBICADO EN LA PROGRESIVA PERTENECIENTE AL SISTEMA FERROVIARIO CENTROCCIDENTAL DEL TRAMO PUERTO CABELLO - BARQUISIMETO. Por: Him ColmenárezYespingYetja C.I Patiño Morillo Ana Karina C.I BARQUISIMETO, 2014

3 INDICE GENERAL INDICE GENERAL Dedicatoria v Agradecimientos vii Índice General viii Índice de Tablas x Índice de Figuras xi Índice de Anexos xii Resumen xiii Introducción CAPÍTULO I EL PROBLEMA Planteamiento del Problema Objetivos del Estudio General Especifico Justificación Alcance Limitaciones CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Antecedentes Bases Teóricas Sistema Ferroviário Puente Clasificación de lospuentes Elementos de lospuentes Concreto Concreto Armado Aditivos Acero de Refuerzo Corrosión Tipos de Corrosión Corrosión en el acero de refuerzo Factores que desencadenan la Corrosión Daños Levantamiento de Daños Selección de recursos para el levantamiento de daño Pág. viii

4 INDICE GENERAL Daños que ocasiona la Corrosión Descripción de los métodos de ensayo CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Naturaleza de la Investigación Diseño de la investigación Inspección Preliminar Recopilación de antecedentes Examen visual Inspección Detallada Plan de trabajo Plan de muestreo Selección de técnica de ensayos Materiales y Recursos Procedimiento para la realización de ensayos CAPÍTULO IV RESULTADOS YANÁLISIS Inspección Preliminar Recopilación de antecedentes Examen visual Hipótesis Inspección Detallada Ensayo de Esclerometría Ensayo de Ultrasonido Ensayo de Resistividad Eléctrica Ensayo de Potencial Eléctrico Ensayo de Velocidad de Corrosión CAPÍTULO IV RESULTADOS YANÁLISIS REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS REFERENCIAS ELECTRONICAS ANEXOS ix

5 INDICE DE TABLAS INDICE DE TABLAS Pág. Tabla N 1. Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Tabla N 2. Recubrimientos mínimos Tabla N 3. Tipos de fisuras Tabla N 4. Criterios de evaluación del ensayo de ultrasonido Tabla N 5. Criterios de evaluación del ensayo de potencial eléctrico Tabla N 6. Criterios de evaluación del ensayo de velocidad de corrosión Tabla N 7. Criterios de evaluación del ensayo de resistividad eléctrica Tabla N 8. Resultados del ensayo de esclerometría Tabla N 9. Resultados del ensayo de ultrasonido Tabla N 10. Resultados del ensayo de resistividad eléctrica Tabla N 11. Resultados del ensayo de potencial eléctrico Tabla N 12. Resultados del ensayo de velocidad de corrosión x

6 INDICE DE FIGURAS INDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Puente Figura 2. Superestructura del puente Figura 3. Tablero del puente Figura 4. Estribos del puente Figura 5. Pilas del puente Figura 6. Apoyos del puente Figura 7. Pedestal del puente Figura 8. Muros de retención Figura 9. Muros de ala Figura 10. Cimentación Figura 11. Pilotes Figura 12. Pachómetro Figura 13. Esclerómetro Figura 14. Equipo de Ultrasonido Figura 15. Voltímetro Figura 16. Medidor de resistividad eléctrica Figura 17. Gcor Figura 18. Fachada del puente ferroviario El Fraile Figura 19. Ubicación geográfica del puente El Fraile Figura 20. Resultados del ensayo de velocidad de corrosión xi

7 INDICE DE ANEXOS INDICE DE ANEXOS Pág. ANEXO A. Ficha de antecedentes de la estructura (FAEs) ANEXO B. Resultados de laboratorio del estudio del agua ANEXO C. Ficha de antecedentes del medio (FAMe) ANEXO D. Ficha de inspección general visual de la estructura (FIGVEs) ANEXO E. Ficha de sintomatología de fallas ANEXO F. Fichas para el ensayo de esclerometría ANEXO G. Fichas para el ensayo de ultrasonido ANEXO H. Fichas para el ensayo de resistividad eléctrica ANEXO I. Fichas para el ensayo de potencialeléctrico ANEXO J. Fichas para el ensayo de velocidad de corrosión ANEXO K. Plantilla para medición de fisuras xii

8 UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN EVALUACIÓN DE LOS DAÑOS CAUSADOS POR CORROSIÓN DEL PUENTE EL FRAILE UBICADO EN LA PROGRESIVA PERTENECIENTE AL SISTEMA FERROVIARIO CENTROCCIDENTAL SIMON BOLIVAR DEL TRAMO PUERTO CABELLO - BARQUISIMETO. Autoras: Ana K Patiño Yesping Him Tutores: Isabel Romero Nelson Martínez RESUMEN El objetivo de este trabajo fue evaluar los daños causados por corrosión del puente ferroviario El Fraile ubicado en la progresiva perteneciente al Sistema Ferroviario Centroccidental SimónBolívar del tramo Puerto Cabello - Barquisimeto.La investigación se llevó a cabo a través de una inspección preliminar en la cual se observaron los daños por corrosión en todos los elementos del puente, luego se realizó una inspección detallada con un levantamiento de la sintomatología de fallas para cada elemento y por último,se evaluaron los parámetrosfísico-químicos de la estructura, mediante los ensayos correspondientes. Se presentan los resultados obtenidos, concluyendo que no se presentan factores desencadenantes que provoquen daños por corrosión. Palabras Claves: Evaluación de Puente, daños por corrosión. xiii

9 INTRODUCCION INTRODUCCION El Sistema Ferroviario Nacional(SFN) se encuentra actualmente en construcción y su órgano ejecutor y regulador es el Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE), el cual está adscrito al Ministerio del Poder Popular para Transporte y Comunicaciones. Las dos etapas más importantes de este sistema se encuentra en la Región Central y Capital de Venezuela, las cuales unen al Distrito Capital, y los estados de Miranda, Aragua y Carabobo. Sin embargo el proyecto tiene una finalización prevista en un plazo de 20 años y se prevé alcance alrededor de los km en rieles, uniendo los cuatro puntos cardinales de Venezuela con alrededor de 9 sistemas de red ferroviarios enlazados por diferente tramos dentro de los cuales se encuentra el sistema ferroviario Simón Bolívar (Centro Occidental) cuyos tramos son Puerto Cabello Barquisimeto y el Yaritagua Acarigua Turén. Como resultado de esta obra, se espera que permita la desconcentración de las ciudades, una mejor movilización económica, el impulsodel turismo interno y un mejor mantenimiento y construcción de carreteras y autopistas.la red de ferrocarriles cumplirá funciones de transporte y carga, y en la misma funcionarán dos tipos de trenes: los de largo y corto recorrido. En este sentido el sistema ferroviario Centro Occidentalposee la línea Puerto Cabello Barquisimeto, que en los actuales momentos se encuentra en rehabilitación. Con el trabajo de recuperación que se ejecuta se espera la movilización de pasajeros luego de años de inoperatividad. La rehabilitación de este tramo permitirá a los estados Lara, Carabobo, Yaracuy desarrollar una amplia actividad económica beneficiando así, al sector agrícola, ganadero e industrial de la región. 1

10 INTRODUCCION En consecuencia se hace necesario estudios que permitan diagnosticar el estado actual de las estructuras. Uno de los aspectos a ser considerados es los daños ocasionados por la Corrosión, esta, es la causa general de la destrucción de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. El desarrollo de la industria y el uso de combustibles, en especial el petróleo, han cambiado la composición de la atmósfera de los centros industriales y grandes conglomerados urbanos, tornándola más corrosiva.si bien esta variable destructiva ha existido siempre, no se le había prestado atención hasta tiempos recientes, ya que con el avance de la tecnología, son numerosos los factores a considerar en el diagnóstico y posterior reparación y mantenimiento de cualquier estructura civil. Así mismo, se podría decir que la mayoría de las estructuras civiles y en particular los puentes, son susceptibles de presentar a largo plazo problemas ocasionados por la corrosión. En este sentido, el objetivo principal de un proyecto de rehabilitación es reducir las incertidumbres asociadas con las variables que intervienen en el análisis de seguridad estructural y según esos resultados proponer la factibilidad de rehabilitación y reforzamiento de la estructura con las nuevas condiciones de carga. En consecuencia, la seguridad, en este caso del puente, está asociada a diversos parámetros que intervienen en la determinación de la capacidad portante, estos son: geometrías, parámetros mecánicos de los materiales, acciones a las cuales está expuesto y, naturaleza y extensión de los daños. En todo el mundo varias naciones han puesto una gran importancia en la reparación de estructuras de concreto, debido al daño sufrido por el efecto de la corrosión en el acero de refuerzo. El presente trabajo especial de grado se enfoca en el diagnostico de los daños causados por corrosión del puente El Fraile ubicado en la progresiva perteneciente sistema ferroviario Centroccidental del tramo Puerto Cabello - Barquisimeto. El cual está estructurado de la siguiente manera: 2

11 INTRODUCCION Capítulo I, se plantea el problema, el objetivo general y os específicos del tema a estudiar, se presenta la justificación, los alcances y las limitaciones necesarias para el desarrollo del mismo. Capítulo II, incluye el marco teórico, que se estructura por los antecedentes de trabajo anteriores que han dejado la inquietud para continuar avanzado sobre el tema de este material que es desconocido por muchos y las bases teóricas fundamentales para fortalecer los conceptos necesarios de la investigación. Capítulo III, enmarca la metodología a utilizar, la cual define el tipo y diseño de la investigación, la selección de la población y muestra y los a ensayos a realizar. Capitulo IV, en este capítulo se muestran los resultados y análisis de la metodología aplicada. Capítulo V, muestra las conclusiones y recomendaciones según los resultados y el análisis realizado. 3

12 CAPITULO I EL PROBLEMA CAPÍTULO I EL PROBLEMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Para el desarrollo de un país es de vital importancia el buen funcionamiento del sistema de transporte,ya que debido al crecimiento demográfico se busca satisfacer las necesidades de la población como el suministro de productos básicos o el traslado de un lugar a otro. En este sentido, el sistema ferroviario es el medio de transporte más utilizado desde mediados de los siglos XIX, XX y aún sigue en vigencia. De esta manera el buen estado de estos sistemas facilitan el traslado de las personas a sus espacios cotidianos (residencia, trabajo, etc.), así como el traslado de productos hacia los mercados y la materia prima a los lugares de manufacturas.beneficiando las actividades comerciales, turísticas y mineras. Este transporte es de tipo masivo y brinda un servicio, económica con gran rapidez y seguridad. Un sistema ferroviario está conformado por tres áreas fundamentales: La ferro vía, estas son las líneas o ejes de transportes, dentro de ellas se encuentran los rieles, durmientes, puentes entre otros; Las estaciones ferroviarias, las cuales comprenden el área de parada para carga y descarga del ferrocarril, entre otras actividades; y los talleres donde se realizan el mantenimiento, área de servicio y reparación de las unidades. En particular los puentes,desde los más ordinarios hasta aquellos que son una verdadera obra maestra de Ingeniería e Infraestructura, tienen por esencia subsanar y solucionar el acceso a zonas que se ven de otro modo imposibilitadas de acceder, 4

13 CAPITULO I EL PROBLEMA donde el ejemplo mucho más conocido es el de un Valle o Río, uniéndose de este modo las dos orillas o costas que son atravesadas por el mismo. Actualmente existen una gran cantidad de tecnologías y técnicas que pueden aplicarse para la construcción de los mismos, desde los famosos Puentes Colgantes que atraviesan una gran cantidad de kilómetros y pueden cruzar ríos enteros, hasta aquellos que se realizan en Hormigón o Losa y que son simplemente un paso de unos pocos metros.en elúltimo caso,el puente está elaborado con concreto armadoreforzado interiormente con varillas de acero, las cuales se cubren de concreto (mezcla de cemento Portland, arena, agua y agregados, con un ph aproximadamente 12) con el objeto de proporcionar una adecuada resistencia mecánica a la estructura. En condiciones normales, es decir,en un medio con atmósfera limpia, no debe ocurrir nada que afecte a la estructura, ya que el concreto es un medio perfectamente compatible con el acero, precisamente por la alta basicidad del ph. Sin embargo, estas estructuras pueden ser susceptiblesa presentar ciertas patologías de acuerdo a su tiempo de servicio y uso, como lo son fallas de proyecto, ejecución y falta de mantenimiento. Otra causa de deterioro es el progreso deprocesos de corrosión, inclusive en aquellas emplazadas en ambientes de moderadaagresividad, como pueden ser las áreas ruralesc. Priano y otros (2007). La corrosión puede ocurrir en ambientes húmedos debido al contacto del material con el medio acuoso o alcalinas (ambientes que contengan agua) y también se desarrolla en altas temperaturas.la corrosiónes una de las causas más importante de las fallas en el elemento estructurales y consiste en la formación de una celda electroquímica formada por un ánodo que se oxida, un cátodo que se reduce, un conductor metálico que es la barra de acero y un electrolito que es el hormigón, dicho fenómeno es en algunos casos un proceso lento, pero en otros según su localización pudiera ser más acelerado. Para determinar el grado de la corrosión en una estructura se realizan análisis físico-químicos al hormigón como la Resistividad Eléctrica, Ultrasonido, 5

14 CAPITULO I EL PROBLEMA Esclerometría, Profundidad de carbonatación, Concentración de cloruros, Resistencia a la compresión, Porosidad, y también se evalúa el estado de la armadura determinando la profundidad y localización de la armadura, la medición de potenciales, y la velocidad de corrosión. En Venezuela la red ferroviaria está compuesta por diferentes sistemas de ferrocarriles. Estos sistemas conforman una red que en un futuro abarcaría las zonas pobladas y productoras del país, a fin de garantizar un transporte eficiente tanto de carga como de pasajeros, enmarcado dentro del Plan de Desarrollo Regional(Ley del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional Gaceta Oficial N de fecha 30 de octubre de 2001).Dentro de los cuales se encuentra el sistema ferroviario Simón Bolívar, actualmente en rehabilitación. Este se ubica en la región centro occidental, cuenta con un tramo que conecta el terminal marítimo de Puerto Cabellocon la ciudad de Barquisimeto y posee una longitud de 173, 74 kilómetros, conformaráun sistema de transporte moderno, rápido y económico capaz de movilizar más de 400 mil usuarios al año y transportar más de 2 millones de toneladas de carga anual. En el Instituto de Ferrocarriles del Estado(IFE Lara) se están realizando varios proyectos con el propósito de optimizar el funcionamiento de estas vías a través de procesos de rehabilitación que brindarán una solución a los problemas presentes para queel sistema marche de una manera eficaz. Dentro de estos proyectos participa la UCLA, a través de investigaciones de campo que evalúan y diagnostican el estado actual de algunos de los elementos del sistema, en particular algunos puentes. A través de una investigación bibliográfica y visitas realizadas por las autoras, la información recolectada en el IFE, los trabajos de investigación del Decanato de Ingeniería Civil de la UCLA, se evidencia que muchos de los puentes situados en este tramo muestran síntomas visibles de corrosión(fisuras, grietas, acero expuesto, manchas, sangrado), estorepresenta un problema ya que disminuye la capacidad de servicio y seguridad de la estructura, mediante esta información se decide Evaluar los 6

15 CAPITULO I EL PROBLEMA daños causados por Corrosión el puente El Fraile ubicado en la progresiva del sistema ferroviario Centroccidental Simón Bolívar tramo Puerto Cabello Barquisimeto. Este trabajo de investigación tiene como propósito principal, evaluar los daños por corrosión en la mencionada estructura, conocer sus causas y así en conjunto con el estado brindar aportes para el proceso de recuperación de nuestras vías férreas y aportar información para próximas investigaciones relacionadas con el tema. El puente objeto de estudiofue construido a finales de los años 50, no se ha encontrado documentos oficiales que ofrezcan detalles acerca del histórico de dicha estructura, entre ellosinformación geográfica y de ingeniería como planos y características de los materiales empleados para su construcción. Este encuentra ubicado en una zona húmeda, de alta vegetación.información recibida del IFE indica que no hay medidas ni planes actuales de mantenimiento, lo cual se considera como posible factorque influye en el proceso corrosivo en la estructura, es de tipo cajón elaborado con concreto armado, en el cual se observan manchas, acero expuesto, fisuras y grietastodo esto está reflejado en la planilla de sintomatología de fallasen el anexo E. Es de alta relevancia para el buen desarrollo del sistema ferroviario mantener en óptimas condiciones los puentes que conforman cada tramo de vía que recorrerá este medio de transporte intermodal, moderno, rápido y económico para brindar confort y seguridad a los usuarios. Para esto se realizaran los respectivos ensayos para determinar si los daños encontrados en el puente son causados por la corrosión. Por estas razones es objeto de estudio de la ingeniería analizar las causas del deterioro de estructuras de concreto armado como parte de la búsqueda de metodologías que conduzcan a dar respuesta acertada sobre sus causas, consecuencias y alternativas de solución. Parte de todo este proceso se lleva a cabo en principio por medio de una evaluación de fallas, seguidamente se analizan las condiciones de exposición de la estructura bajo una metodología adecuada para el caso, con el objeto 7

16 CAPITULO I EL PROBLEMA de identificar daño, causas, tipo y mecanismo de las mismas. Por último, a través de esta información se pueden aplicar los métodos correctivos y apropiados. En este sentido el estudio consistirá en realizar una evaluación de los daños causados por corrosión del puente El Fraile ubicado en la progresiva perteneciente Sistema Ferroviario Centroccidental del tramo Puerto Cabello - Barquisimeto. A continuación se presentan los objetivos. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN OBJETIVO GENERAL Evaluar los daños causados por corrosión del puente El Fraile ubicado en la progresiva perteneciente al sistema ferroviario Centroccidental del tramo Puerto Cabello - Barquisimeto. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Elaborar el levantamiento de Sintomatología de Fallas por Corrosión en la superestructura. Evaluar las condiciones de corrosión a través de ensayoselectroquímicos. Evaluar las condiciones de corrosión a través de ensayos físico-mecánicos. Evaluar los resultados y determinar las causas de los daños por corrosión. JUSTIFICACIÓN El proceso de corrosión es uno de los principales y más importantes factores que causan el deterioro estructural del concreto armado, es importante el estudio de la estructura del puente ferroviario El Fraile para determinar si se encuentra afectada 8

17 CAPITULO I EL PROBLEMA por este fenómeno. Con esto se pueden establecer criterios y ejecutar accionescon el objetivo de evitar en un futuro que los daños ocasionados hagan fallar la estructura. En este sentido, a través de estos estudiosse realiza un apoyo a la comunidad por parte de la universidad y estos servirán como referencia y consulta a ingenieros, profesores, estudiantes y constructores que estén interesados en ampliar sus conocimientos sobre la evaluación de los daños causados por corrosión de este puente, además de generar aportes para el diseños de una posible intervención futura del mismo. ALCANCE El alcance de la presente investigación es determinar los daños ocasionados por corrosión que se presenta en el puente ferroviario El Fraile ubicado en la progresiva del sistema ferroviario Centroccidental Simón Bolívar tramo Puerto Cabello - Barquisimetoa fin de aportar un diseño de intervención. LIMITACIONES Durante el desarrollode este trabajo se pueden presentar varias limitantes que afectan el cumplimiento de ciertos objetivos planteados: Falta de información de la historia del puente, planos, características de los materiales empleados para su construcción lo cual indica que en los archivos no existe información histórica, geográfica y de ingeniería sobre el puente de estudio lo cual afecta el desarrollo de esta investigación. Permisología de la toma de núcleo limitada en cuanto a cantidad y dimensiones porque no se permite realizar ensayos destructivos. 9

18 CAPITULO I EL PROBLEMA La falta de disponibilidad de los transportes en la UCLA para el traslado al puente de equipos y personal técnico necesarios para realizar los ensayos correspondientes en el diagnostico por corrosión. 10

19 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Antecedentes Los antecedentes previos a una investigación son de mucha importancia ya que ellos aportan resultados de interés relacionados al estudio en base a estos se presentan una serie de investigaciones relacionados con el tema a tratar entre los cuales se encuentran : Moreno, A y otros (2001). El Fenómeno de la Corrosión en Estructuras de Concreto Reforzado. En la cual llegaron a concluir: el deterioro por la corrosión de las estructuras de concreto armado es de gran magnitud debido a su impacto económico, por lo cual es importante conocer las causas de su origen y desarrollo para controlarlo a fin de prolongar la vida útil de las obras civiles. las técnicas electroquímicas aportan información valiosa para estimar el grado de avance de la corrosión en la varilla embebida en concreto, con lo que es posible realizar diagnósticos confiables que permitan tomar medidas adecuadas para la protección y mantenimiento pertinente de estructuras de concreto armado. La influencia del medio ambiente en el deterioro del concreto es fundamental, siendo característica para medios marinos, urbanos y rurales. Es por esta razón que el concreto debe ser diseñado con los requerimientos específicos de servicios para cada estructura de acuerdo al sitio en que sea construida. Es conveniente introducir como rutina de inspección el seguimiento del proceso de corrosión de las varillas embebidas en concreto por técnicas electroquímicas en obras civiles y promover su normatividad. E. Castro, L. Saldaño y otros (2003). Diagnostico de Procesos Patológicos En Obras De Hormigón Estadio Municipal informe preliminar.este trabajo expone el proceso metodológico y científico-técnico desarrollado en la materia 11

20 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO electiva Introducción a la Patología de la Construcción.donde el objetivo del mismo es la adquisición de destrezas para el diagnostico, con fines pedagógicos y como practica en general mas allá de los claustros, mediante evaluación estructural apoyándose en casos concretos, en busca de posible soluciones para recuperar el Estadio Publico en Argentina. El estudio metodológico se desarrolla a través del relevamiento (inspección ocular y relevamiento fotográfico), análisis y diagnostico del deterioro del Estadio (capacidad: 3000 personas).realizado en hormigón armado, cerrado por los deterioros en su estructura e instalaciones complementarias. Se clasificaron estadísticamente los daños y las importancias de los mismos para establecer causas y líneas de intervención. Como el deterioro alcanza en algunos casos el 89% de los elementos inspeccionados se proponen técnicas y diagramas de decisiones para su recuperación. J.Castañeda, F. Almeraya y otros (2003). Monitoreo Remoto de Potenciales de Corrosión en Puentes de Concreto Reforzado. En este trabajo de investigación se establece un sistema de conservación de puentes de concreto reforzado, a través de un monitoreo autónomo a distancia, instalando sensores de corrosión y transmitiendo señales por radio módems de manera inalámbrica en tiempo real, con la finalidad de corregir oportunamente los daños ocasionados por corrosión en ambientes marinos. el estudio se basa en una evaluación y diagnósticos completos de puentes empleando técnicas de Mapeo de Potenciales de Corrosión (ASTM C876) y Resistencia a la Polarización (ASTM G59). Con este sistema se podrán instrumentar puentes de concreto reforzado, sin afectar la integridad estructural y conservando la estética de la estructura. También se podrá contar con un historial permanente del comportamiento de las estructuras en servicio, para cada época del año de manera continua; y conocer la vida residual de dichas estructuras; además con esta investigación se eliminaran los mantenimientos no programados. J.A. Córdova, J.G. Hernández Diagnostico por corrosión del puente Canoabito, ubicados en el kilómetro entre las estaciones Urama San Felipe del tramo ferroviario Centroccidental Simón Bolívar (2008). El objetivo principal de 12

21 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO esta investigación fue la realización del Diagnostico por corrosión del puente Canoabito ubicado entre las estaciones Urama San Felipe. Mediante el levantamiento de fallas por corrosión y los ensayos físico- químico, se logró llegar al diagnóstico obteniendo así que los principales factores fueron la falta de mantenimiento que contribuyó al desarrollo de la corrosión presente en la estructura como para evaluar así una futura rehabilitación. E.A. Aquino, A.E. Ramírez(2009) Diagnostico de los daños por corrosión, que afectan al puente Caujara, ubicados en la T001-LA, del tramo Barquisimeto- Carora esta investigación tuvo como objetivo conocer las diferentes causas que produjeron los daños por corrosión del puente Caujara, estos resultados fueron logrados mediante la realización de diferentes ensayos como Esclerómetro, Ultrasonido, Resistividad Eléctrica y Carbonatación. Los principales daños hacen presencia en algunas placas donde quedo expuesto el acero, debido al desprendimiento del concreto por altas porosidades, también se verifico Carbonatación en las vigas transversales, esto los impulso a señalar que se pueden reparar algunos elementos del puente y a sustituir los más afectados por corrosión. Z.E. Vásquez (2010) Diagnostico por corrosión de la estructura de la estación ferroviaria de Urama el objeto principal de esta investigación fue diagnosticar en función de daños por corrosión los elementos estructurales de concreto armado de la estación ferroviaria de Urama. El diagnóstico es posible lograrlo tras aplicar la metodología Diagnostico General Desde el Punto de Vista de la Corrosión, fundamentada en la red temática de durabilidad de la armadura de concreto armado (MANUAL DURAR); haciendo uso de planillas y fichas para el levantamiento de la información por observación directa y aplicación de ensayos de tipo no destructivo, para la comprobación de las hipótesis planteadas; de lo que se logró obtener como conclusión la afectación por corrosión de los elementos estructurales de concreto armado, las losas con una intensidad mayor que en las vigas y estas a su vez mayor que en las columnas. 13

22 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO BASES TEÓRICAS Sistema Ferroviario A mediados del siglo XIX, el tráfico terrestre en Venezuela era pésimo, la mercancía era transportada en mulas, embarcar una tonelada de mercaderías en Liverpool con destino a La Guaira era más económico que el acarreo entre Barquisimeto y Puerto Cabello. Entre 1853 y 1911 se concertaron obras apoyadas en equipos rodantes avanzados para la época, la mayoría se realizaron parcialmente. El Ingeniero German Jiménez en noviembre de 1911 narra lo siguiente: Puede decirse que el establecimiento de nuestros ferrocarriles comenzó con la inauguración del de Tucacas a las Minas de Aroa en 1877, pues si es verdad que antes existieron el de Puerto Cabello a El Palito, y el que se llamó en Caracas Ferrocarril del Este, estos no pueden considerarse sino como pequeños ensayos, cuyas empresas fracasaron casi al establecerse, por lo cual no se concluyó sino un corto número de kilómetros. Más tarde en julio de 1883, fue entregado al servicio público el ferrocarril de La Guaira a Caracas, primera obra de esta naturaleza construida en el país con el concurso de ingenieros Venezolanos. Entre 1941 y 1945, periodo de notable avance de modernidad, el presidente Medina Angarita concluye una vía de rieles entre El Palito y Morón, en el estado Carabobo, pero las carreteras marcaron prioridad en ese tiempo de guerra mundial así como la economía petrolera. El 31 de diciembre de 1953, el Coronel Pérez Jiménez con motivo de año nuevo el desde el palacio de Miraflores el presidente fundamenta una propuesta de desarrollo político con planes extraordinarios sometidos al control del gobierno, entre ellos: el 14

23 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO plan nacional de ferrocarriles el cual se desarrollara en la Oficina Técnica de la Presidencia de la República. Sin embargo, en 1950 el trazo del plan ferroviario nacional, de modo que lo expuesto por el presidente en 1953 es, a fin de cuentas el plan de El doctor Gonzalo Cárdenas gerente general del Instituto autónomo de administración de ferrocarriles del estado, destacaba en 1956 las dos fases del plan ferroviario. Primera fase (Red básica) con doble vía: Kilómetros Caracas, Tejerías, Maracay, Valencia 175 Valencia, San Carlos, Barquisimeto 250 Barquisimeto, Carora, Sabana de Mendoza 275 Con vía sencilla: Sabana de Mendoza, Puertos de Altagracia 160 Sabana de Mendoza, La Fría, Colon, San Cristóbal 435 Cúa, Altagracia de Orituco, Aragua de Barcelona, Maturín, Caripito 700 Ramales Maracay,Turiamo 70 Ramal Palmarito 25 San Cristóbal, Ureña 60 Valencia, Puerto Cabello 75 Puerto Cabello, San Felipe, Barquisimeto 175 Ramal a El Guapo 40 Total Primera fase

24 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Segunda Fase (Red complementaria) con vía sencilla Kilómetros San Carlos, Barinas, Acarigua, San Cristóbal 175 Barquisimeto, Coro, Las Piedras 400 Altagracia de Orituco, Cabruta 310 Barcelona, Aragua de Barcelona, Soledad 300 Total Segunda fase 1810 Total General 4250 En 1957, 300 millones de bolívares estaban invertidos en el tramo Puerto Cabello- Barquisimeto construido en tres años. La vía era sencilla apoyada en un sistema de control avanzado que permitía el transito seguro de 35 trenes por día en cada dirección a la velocidad de 80 kilómetros por hora los de pasajeros y 60 kilómetros por hora los cargueros. Las estaciones se construyeron de 600 metros para albergar trenes de 45 vagones. En 1996 dejan de funcionar los trenes de pasajeros y en el año 2010 los cargueros para empezar las reparaciones. El Sistema Ferroviario Nacional la (SFN) de Venezuela que, según la Constitución de 1999, es prioridad de la nación en su ejecución, se encuentra actualmente en construcción, ya que en el año 2006 se crea el plan de desarrollo ferroviario nacional, la autoridad del mismo recae sobre el Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE) adscrito al Ministerio del Poder Popular para Transporte y Comunicaciones. Este plan tiene 15 líneas que son: - Línea Eje Norte Llanero Occidental de Valencia a San Cristóbal con 808, 5 km. - Línea Eje Norte Llanero Centro Oriental de Tinaco a Maturín con 906 km. - Línea Eje Fluvial Central de Ciudad Bolívar a Abejales con 999 km. 16

25 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO - Línea Eje Centro Conexión Colombiana de Barcelona a Puerto Ayacucho con 833 km. - Línea Occidental de Maracaibo a San Cristóbal con 725,6 km. - LíneaNorte Occidental de Morón a Sabaneta con 509 km. - Línea Lago de Maracaibo de Maracaibo a La Fría con 588 km. - Línea Centro Occidental de Puerto Cabello a Sabana de Mendoza con 782,9 km. - Línea Centro Oriental de Barcelona a Ciudad Guayana con 491 km. - Línea Nororiental de Ciudad Guayana a Manicuare con 527,2 km. - Línea Suroriental de Ciudad Guayana a Santa Elena de Uairén con 591 km. - Línea Capital de Caracas- Cúa- El Sombrero con 414,9 km. - Línea Norte Centro de Puerto cabello a Cúa con 187 km. - Línea La Encrucijada-San Fernando de Apure con 279 km. - Línea La Guaira del Terminal de Oriente a la Guaira. Se encuentran en construcción: - Tramo Puerto Cabello La Encrucijada con 128, 8 km. - Tramo Chaguaramas- Las Mercedes- Cabruta con 201 km. - Tramo San Juan de los Morros - San Fernando de Apure con 252 km. - Tramo Acarigua Turen con 44,33 km. - Tramo Tinaco Anaco con 468 km. El tramo Puerto Cabello Barquisimeto Yaritagua Acarigua con 240,89 km, se encuentra en rehabilitación. El tramo Caracas Cúa con 41,4 km, se encuentra operando. Está en proyecto el tramo Charallave Norte La Encrucijada San Juan de los Morros con 116 km. 17

26 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO El Plan ferroviario, Tiene una finalización prevista en un plazo de 20 años. Se prevé su alcance alrededor de los km en rieles, uniendo los cuatro puntos cardinales de Venezuela. Permitirá la desconcentración de las ciudades, una mejor movilización económica, impulsará el turismo interno y un mejor mantenimiento y construcción de carreteras y autopistas. La red de ferrocarril cumplirá funciones de transporte y carga, y en la misma funcionarán dos tipos de trenes: los de largo y corto recorrido. Hoy en día, está en funcionamiento el tramo comprendido entre Caracas y los Valles del Tuy, el cual tiene el túnel ferroviario más grande de Latinoamérica. El sistema ferroviario Simón Bolívar tramo Barquisimeto Puerto Cabello tiene 173,34 km y posee puentes ferroviarios de metal y de concreto los cuales se muestran a continuación en la Tabla n 1. 18

27 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tabla N 1 Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Km Estación Puente Metálico Puente de Concreto 0,000 Puerto Cabello 0,675 San Esteban 9,972 El Palito 10,146 Aguas Calientes 11,753 SoconyOil 13,662 Sanchon 19,350 Morón-Santa Ana 19,619 Morón 20,362 Morón 26,063 La Vidaleña 27,024 Rio Alpargaton 28,117 Alpargaton 32,063 El Salado 33,513 Urama 34,153 Urama 37,436 Canoabito 37,801 Rio Canoabito 41,332 Arenas 42,076 Guaremal 41,171 El Fraile Fuente: IFE,

28 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tabla N 1 Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Km Estación Puente Metálico Puente de Concreto 46,458 Quasquas 49,328 El Guayabo 49,673 Cabriacito 49,983 La Bananera 55,484 Guabina 60,548 Taria 60,903 Cano Taria 62,800 Pica del Chino 65,415 Carbonero 68,054 Agua Negrita 70,690 Yaracuy 71,035 El Peñón 71,457 Cocorotico 74,350 Naranjal 75,231 San Javier 79,070 San José 81,312 La Marroquina 82,400 San Felipe 82,771 Yuribi 84,274 Saroyo 84,478 Mampostal Fuente: IFE,

29 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tabla N 1 Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Km Estación Puente Metálico Puente de Concreto 86,808 Bijagual 89,497 Las Flores 92,919 Taracoa 93,500 Boraure 95,410 Guama 98,605 Quebrada Seca 100,842 La Represa 101,638 Iboa 102,355 Tibana 103,385 Jamaro 107,238 Nirgua 108,260 El Charo 110,400 Chivacoa 111,417 Chivacoa 113,982 El Ceibal 115,012 Bararida 115,716 Mata Caballo 117,255 Las Adjuntas 117,262 Tres Portones 118,930 Quebrada Los Rayos Fuente: IFE,

30 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tabla N 1 Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Km Estación Puente Metálico Puente de Concreto 120,419 Urachiche 121,470 El Atico 125,627 Payare 127,208 Camarocote 128,389 San Antonio 131,422 Los Santos 131,719 Uribeque 132,562 El Salto 135,306 El Rodeo 137,363 La Mora 139,040 Yaritagua 139,354 Quebrada Yaritagua 139,480 Yaritagua 142,143 Usidire 143,757 CamburalPanam 146,046 La Ciénaga 157,970 Chirgua I 158,791 Chirgua II 162,050 Nuevo 167,141 Vía Duaca Fuente: IFE,

31 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tabla N 1 Puentes del sistema ferroviario Simón Bolívar Km Estación Puente Metálico Puente de Concreto 167,268 San Jacinto 167,628 La Ruezga 170,280 Pasarela Fuente: IFE, 2005 Puente Un puente es una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales, como vías férreas o carreteras, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías..( Fig. N 1.Puente. Fuente: 23

32 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Clasificación de los puentes: Según la naturaleza de la vía soportada: se distingue según su destino, los puentes de carretera y los de ferrocarril. Según el material principal constructivo: hablamos de puentes de madera, de piedra, metálicos, de concreto armado, concreto pretensado y postensado. Según el funcionamiento mecánico: se clasifican en tres categorías, según la disposición de sus elementos cortantes principales. Puentes tipo cajón: Sonestructuras, generalmente monolíticas, conformada por muros laterales y losas superiores, quienes se encargan de soportar las cargas, transmitiéndolas directamente a una losa de fundación. Estos puentes cuentan con un grupo de pilotes, quienes garantizan la estabilidad de la sección. Puentes Colgantes: Cuyos elementos cortantes principales son cables metálicos anclados en macizos de anclajes, que pasan por la cabeza de dos pilas y sostienen el tablero por medio de tirantes de suspensión, son casi siempre, de tres vanos. Puentes Arco: los puentes en arcos trabajan transfiriendo el peso propio del puente y las sobrecargas de uso hacia los apoyos mediante la compresión del arco, donde se transforma en un empuje horizontal y una carga vertical. Puentes de Vigas: existen de vigas principales que son paralelos al eje del puente, soportan el forjado superior cuyos elementos resistentes pueden construir el ala superior de las vigas. De vigas cajos que son vigas tubulares cuyas almas verticales o inclinadas, están unidas por alas superiores e inferiores. De puentes losas que están clasificados igual que los puentes vigas al ser sus reacciones de apoyo vertical. Según tablero fijo o móvil: la mayoría de los puentes son fijos. Pero existen puentes móviles empleados básicamente para cruzar un paso navegable 24

33 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO cuando el camino soportado no puede elevarse suficientemente para permitir el paso de los barcos. Según su disposición en planta: los puentes se clasifican en rectos, esviados o curvos, según su planta. Según su posición respecto a la vía considerada: cuando se construye una nueva vía de comunicación, a través de puentes, obligados a cruzar a desnivel, se clasifican en pasos superiores e inferiores, según estén situados por encima o por debajo de la misma. Según el tiempo de vida previsto: se distinguen los puentes definitivos y los provisionales. También se emplea el término semidefinitivo, sin que sea posible precisar a qué duración corresponden estos calificativos. Elementos de los puentes La superestructura comprende todos los componentes de un puente arriba de los soportes. El siguiente grafico indica una superestructura típica. Fuente: Autores: J Cayambe y G Córdova, Octubre Fig.N 2. Superestructura del puente. Fuente: Tablero: es la extensión física de la calzada a través de un obstáculo a ser cubierto. El tablero es una losa de concreto reforzado. Su función principal es de distribuir las 25

34 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO cargas transversales a lo largo del perfil transversal del puente. La cubierta descansa o está integrada con un marco u otro sistema estructural diseñado para distribuir cargas longitudinalmente a lo largo del puente. Fig. N 3. Tablero del Puente. Fuente: Estribos: son estructuras de retención de suelo que soportan la superestructura y la calzada de principio a fin en un puente. Como un muro de contención, los estribos resisten la fuerza longitudinal del suelo debajo de la calzada. Estos pueden ser de muchos tamaños y formas. Fig. N 4. Estribos del puente. Fuente: 26

35 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Pila: Son estructuras que soportan la superestructura en puntos intermedios, están entre los estribos. Las pilas pueden ser de varias formas. De un punto de vista estético, los pilares son uno de los componentes más visibles de un puente de autopista. Fig. N 5. Pila del puente. Fuente: Apoyos: Son sistemas mecánicos que transmiten las cargas horizontales y verticales de la estructura a la subestructura, y los movimientos para acomodarse entre la superestructura y la subestructura. El uso y funcionalidad de los apoyos varían económicamente dependiendo del tamaño y configuración del puente. Fig. N 6. Apoyos del puente. Fuente: 27

36 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Pedestal: Es una columna corta sobre un estribo, pilar o sobre un apoyo el cual soporta directamente a un miembro principal de la superestructura. Como puede verse en la figura, la viga de ala ancha está fijada al apoyo y este a su vez está fijado a un pedestal. Fig. N 7. Pedestal. Fuente: Muro de Retención: Un muro de retención, a veces llamado vástago, es el componente principal del estribo que actúa como una estructura de retención en cada acceso. Fig. N 8. Muros de retención. Fuente: 28

37 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Muro de Ala: Es una pared lateral del muro de retención o vástago diseñado para ayudar a limitar el suelo detrás del estribo. En muchas estructuras, los muros de alas son diseñados muy conservadoramente, el cual resulta ser una pared grande en muchos puentes. Fig. N 9. Muro de Ala. Fuente: Cimentación: Cuando los apoyos transfieren las cargas de la superestructura a la subestructura, a la vez el estribo y el pilar de cimentación transfiere las cargas a la subestructura al subsuelo o los pilotes. La cimentación soportada por el suelo sin pilotes es llamado cimiento ensanchado. Fig. N 10.Cimentación. Fuente: 29

38 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Pilotes: Cuando el suelo bajo una cimentación no puede proporcionar el adecuado soporte para la subestructura pilas (en términos de capacidad de apoyos, la estabilidad en conjunto, o asentamiento), el soporte es obtenido mediante el uso de pilotes. El cual se extiende por debajo de la cimentación a una capa de suelo más fuerte o a l lecho de la roca. Hay una variedad o tipos de pilotes de concreto, que es lanzado en su lugar o prefabricado, a secciones H de acero conducidos a roca de sonido. Fig. N 11. Pilotes. Fuente: Concreto Según Joaquín Porrero S Es un material que se puede considerar constituido en dos partes: la primera es un producto pastoso y moldeable el cual endurece con el tiempo la otra parte está constituida por trozos pétreos que se engloban en esta pasta, la parte pastosa está formada por agua y cemento, el agua otorga fluidez y reacciona químicamente con el cemento dando lugar a su posterior endurecimiento. Las características de los agregados definen la calidad del concreto, estas dependen de las condiciones geológicas de la roca madre y de los procesos extractivos. Antes de elaborar el concreto es recomendable comprobar la calidad de estos materiales pétreos. 30

39 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO A demás de los agregados (finos y gruesos), el cemento y el agua es frecuente añadir productos químicos en pequeñas cantidades que modifican de manera importante algunas propiedades del concreto, estos productos son llamados Aditivos. Según Nilson, A. (1999).Es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado, y agua; después, esta mezcla se endurece en formaletas con la forma y dimensiones deseadas. El cuerpo del material consiste en agregado fino y grueso. El cemento y el agua interactúan químicamente para unir las partículas de agregado y conformar una masa sólida. Es necesario agregar agua, además de la requerida para la reacción química, con el fin de darle a la mezcla la trabajabilidad adecuada que permita llenar las formaletas. ConcretoArmado La invención del hormigón armado se le suele atribuir al constructor William Wikinson, quien solicitó en 1854 la patente de un sistema constructivo que incluía armadura de hierro para la mejora de construcción de viviendas, almacenes y otros edificios resistente al fuego, el 1855 La técnica constructiva del concreto armado consiste en la utilización de concreto reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. Según Nilson en el 2003, el concreto armado es de amplio uso en la construcción, siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de concreto proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general. A continuación se mencionan los principales factores que intervienen en la calidad del concreto: 31

40 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Tipo y consumo de cemento. Tipo y consumo de aditivos. Relación agua/cemento. Naturaleza y densidad máxima del árido. Curado efectivo del concreto. Aditivos Según Joaquín Porrero S Son los productos químicos que se añaden en pequeña proporción a los componentes principales de los concretos al momento de su mezclado para modificar algunas de las propiedades de la mezcla en estado fresco o estado endurecido. El efecto de los aditivos en las propiedades del concreto depende de las características del cemento empleado, con unos cementos puede ser la reacción buscada, con otros puede disminuirse su efectividad y con otros hasta revertir el efecto deseado, es conveniente realizar pruebas que determinen su efectividad y así obtener mayor economía. Las limitaciones y especificaciones para el uso de aditivos se presentan en el artículo 3.5 de la norma COVENIN 1753 Proyecto y diseño de obras en concreto estructural. Acero de refuerzo Según Nilson El acero de refuerzoayudar a soportar los esfuerzos de tracción y corte a los que está sometida la estructura, también otorga ductilidad al concreto, ya que éste de por sí es un material frágil. La armadura transversal favorece la adhesión al absorber las tensiones transversales evitando la rotura frágil por expulsión. En zonas sísmicas las normas de construcción obligan a la utilización de cuantías mínimas de acero con el objeto de ofrecer ductilidad a la estructura. Por ejemplo; en vigas y columnas, adicionalmente a la armadura longitudinal se le coloca una armadura transversal (perpendicular a la longitud mayor del elemento) normalmente conocida como estribo. Este tipo de refuerzo, colabora en tomar los esfuerzos de corte 32

41 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO que se producen y genera un fenómeno de confinamiento al concreto, el cual colabora en aumentar la resistencia del elemento. Corrosión Según Herbert H. Uhlig (1975) Corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente. Según Salcedo (2007). La corrosión es la destrucción del concreto armado por la acción Redox entre el hierro y generalmente, el oxígeno atmosférico, en presencia del agua. Las reacciones Redox son procesos electroquímicos donde una sustancia química, en este caso el hierro, se oxida o pierde electrones y otra, el oxígeno, se reduce o gana electrones Según Manual DURAR la corrosión de la armadura en el hormigón consiste en la oxidación destructiva del acero, por el medio que lo rodea. Así, la corrosión ocurre como resultado de la formación de una celda electroquímica, la cual consiste en cuatro elementos principales: a) un ánodo donde ocurre la oxidación; b) un cátodo, donde ocurre la reducción; c) un conductor metálico, donde la corriente eléctrica es el flujo de electrones y d) un electrolito, en este caso el hormigón donde la corriente eléctrica es generada por el flujo de iones en un medio acuoso. Tipos de corrosión Según Manual DURAR Corrosión Localizada Por Picadura: Las picaduras se forman por la disolución localizada de la película pasiva típicamente resultan del ingreso de iones cloruro al medio, bien sea porque provienen del medio exterior o porque fueron incorporados en la masa del hormigón. 33

42 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Por espacio confinado: Ocurre cuando sobre la superficie del metal existe un espacio lo suficientemente resguardado que evita el acceso continuo del oxígeno a esta zona, pudiendo crearse celdas diferenciales de oxigeno que inducen la corrosión del refuerzo. Bajo Tensión: cuando existe esfuerzo de tracción en el acero y un medio agresivo. Ocurre mayormente en hormigones pre o postensado, donde se utilizan aceros de alta resistencias, debido, en general, a la presencia de hidrogeno atómico difundiendo a través del metal. Por Corrientes d Interferencia: Son corrientes que fluyen en una estructura y que no forman parte del circuito eléctrico/ celda electroquímica especifico. Para que ocurra debe existir un intercambio de corriente entre una estructura metálica y un medio electrolítico. Corrosión Uniforme o Generalizada: Es el resultado de una perdida generalizada de la película pasiva, resultante de la carbonatación del hormigón y/o la presencia de excesiva cantidad de iones cloruros. Corrosión Galvánica: Ocurre cuando existen dos metales diferentes en un medio electrolítico. Corrosión en el Acero de Refuerzo Según el Manual DURAR. La corrosión del acero de refuerzo es una reacción electroquímica que resulta de la presencia de humedad, Oxígeno y Dióxido de Carbono, CO 2 o Iones Cloruros. Este fenómeno comienza cuando estos agentes infiltran el concreto hasta el acero de refuerzo y el Dióxido de Carbono o los Cloruros 34

43 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO rompen la protección pasiva que se encuentra en el acero de manera natural. Conforme el proceso de corrosión continúa, éste deteriora el acero de refuerzo y crea óxido de hierro (herrumbre). Conforme el óxido se acumula dentro del concreto, éste impone un esfuerzo de tensión en el concreto, causando grietas y desconchamientos, esto permite que aún más cloruros y humedad lleguen al acero de refuerzo, lo que acelera más el proceso de corrosión. Es bien sabido que para que se genere la corrosión se debe formar una celda electroquímica que a su vez se origina por cuatro elementos principales: el ánodo, donde ocurre la oxidación; el cátodo, donde ocurre la reducción; un conductor metálico, donde la corriente es el flujo de electrones y un electrolito, en este caso es el concreto donde la corriente es generada por el flujo de iones en un medio acuoso. Factores que desencadenan la corrosión: Dosificación del concreto Según Porrero y otros, El concreto debe ser sólido, homogéneo, compacto, resistente y poco poroso para garantizar además de sus significativas propiedades mecánicas, la protección de la armadura de acero de la estructura, de las acciones agresivas de los agentes externos; la dosificación es uno de los factores más importantes que influyen en el comportamiento futuro del concreto como elemento protector del acero de refuerzo. El concreto como barrera física se opone a la penetración de los agentes externos creando una capa pasivante sobre el acero, en virtud de su alcalinidad para mantenerlo protegido durante un tiempo indefinido. Espesor de recubrimiento 35

44 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Según (DURAR 1998). Este factor depende del grado de impermeabilización que tenga el concreto, el espesor de esta capa de concreto es importante para garantizar la protección de la armadura y depende del ambiente al cual va a estar expuesta la estructura. Según Joaquín Porrero S El recubrimiento es una capa de concreto que protege la armadura, estructuralmente se recomienda un espesor mínimo, dichos espesores se establecen en función del ambiente al cual estará expuesta la estructura y el diámetro del acero de refuerzo. Tabla N 2 Recubrimientos Mínimos Características del Ambiente Piezas al abrigo de la intemperie Piezas expuestas a la intemperie en ambientes no agresivos Piezas vaciadas sobre el terreno y en contacto permanente con el mismo Diámetros del acero de refuerzo Nº 5 Nº11 > Nº11 Nº 5 Alambres menores a 16mm > Nº6 Todos los diámetros Vigas y Columnas Recubrimiento mínimo, cm Losas, Muros y Placas Cascaras y Placas Plegadas No aplica Fuente: Norma COVENIN 1753 Técnicas de curado Según (Porrero y otros, 1998). El curado es la operación durante la cual se protege el desarrollo de las reacciones de hidratación del cemento, evitando la pérdida parcial del agua de reacción por efecto de la evaporación superficial. Esta pérdida de agua agrieta el concreto y da paso a los agentes agresivos. 36

45 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Porosidad y permeabilidad del concreto Según (Porrero y otros, 1998). La porosidad de la masa de concreto la aporta fundamentalmente la pasta de cemento endurecida y es a través de ella que el agua ejerce su función de vector de transferencia de los elementos agresivos externos, razón por la cual la relación agua/cemento, el grado de hidratación y la cantidad de pasta son determinantes en la cantidad y tipos de poros en el concreto la cual es proporcional a la permeabilidad. Compacidad y Homogeneidad Según (DURAR 1998). Es la propiedad más importante a los efectos de la resistencia a la penetración de los agentes agresivos externos, es inversamente proporcional a la porosidad y mientras más alta sea la resistencia, indica en que magnitud está protegido el acero de la armadura, minimizando significativamente la Carbonatación y el Ataque de los Cloruros. La compacidad es función principal de la cantidad de los materiales y de la adecuada proporción entre ellos, por su parte la homogeneidad es la cualidad por la cual los distintos componentes aparecen igualmente distribuidos en toda su masa. Temperatura Según (DURAR 1998). A mayor temperatura se evapora la humedad y cuando ésta desciende condensa el agua en los capilares. Para que se lleve a cabo el proceso de corrosión del acero, es fundamental que existan tres factores ambientales como lo es la humedad, el oxígeno y la temperatura, es decir, que este proceso no se puede llevar a cabo a partir de uno solo; la humedad facilita la corrosión, pero impide el acceso de Oxígeno; una mayor temperatura acelera la corrosión pero disminuye la condensación. Humedad Ambiental 37

46 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Según (DURAR 1998). La presencia de agua es imprescindible para la corrosión en medios neutros y alcalinos, pues intervienen en el proceso catódico de reducción de Oxígeno, además el agua es necesaria para la movilización de los iones a través del electrolito, solo la existencia de una cierta cantidad mínima de humedad en los poros del concreto permitirá el desarrollo de los procesos corrosivos. Contenido de Oxígeno Según (DURAR 1998). Para que se produzca el proceso de corrosión es necesario que llegue una mínima cantidad de Oxígeno hasta la armadura. Se considera que el acceso de flujo de Oxígeno, es el factor determinante de la velocidad de corrosión, esta velocidad es máxima cuando los poros tienen suficiente agua, sin llegar a saturarse como para facilitar los procesos de corrosión, el ascenso de Oxígeno dependerá de la porosidad o índice de huecos accesibles. El Dióxido de Carbono Según Cafarelli S. Andrés F. y otros (1996). También denominado Oxido de Carbono (IV), Gas Carbónico y Anhídrido Carbónico (los dos últimos cada vez más en desuso, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula química es CO 2. Este gas es el causante de la carbonatación del concreto y de la posterior despasivación del acero y su corrosión. Estado Superficial del Acero de Refuerzo Según Vázquez (2010).El acero cuya superficie posee la cubierta de óxidos proveniente del proceso de conformado se presenta menos reactivo que aquel que esta libre de dicha capa, sin embargo cuando los productos de corrosión se presentan en forma masiva, no adherentes deben ser eliminados, ya que ocasionan problemas de adherencia o condiciones propicias para la corrosión de la armadura en el concreto. Carbonatación 38

47 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Según Rick Montani (2000). La Carbonatación es un fenómeno natural que ocurre todos los días en miles de estructuras de concreto en todo el mundo. Es un proceso bien comprendido que ha sido investigado y documentado perfectamente. En concreto que no contiene acero de refuerzo, la Carbonatación es, generalmente, un proceso de pocas consecuencias. Sin embargo, en el concreto reforzado, este proceso químico aparentemente inocuo, avanza lenta y progresivamente hacia adentro desde la superficie expuesta del concreto, y asalta al acero de refuerzo causando la corrosión. Aunque la Carbonatación es un proceso en el que el Dióxido de Carbono reacciona con los componentes activos de la fase acuosa del hormigón y da lugar a una neutralización de todo el material, este frente carbonatado al llegar a la armadura la despasiva de forma generalizada, como consecuencia de la disminución de ph. La velocidad de corrosión es función del contenido de humedad, porosidad y del contenido de materia alcalina carbonatante. Coqueras en Contacto con las Armaduras Según (DURAR 1998). La discontinuidad producida por coqueras interiores hace que existan zonas en la armadura sometidas a elevada humedad en el interior del concreto, pero sin estar en contacto con alcalinidad alguna. Esta zona se corroerá de la misma forma que si estuvieran sometidas a una atmósfera de elevada humedad. Existencia de Fisuras Según (DURAR 1998). Las fisuras estructurales (transversales a la armadura) pueden constituir en principio un camino rápido de llegada de los agentes agresivos hasta la misma dependiendo de su abertura. Las fisuras en la misma dirección de la armadura son, en general debidas a un proceso de corrosión ya iniciado, estas fisuras pudieran aparecer en procesos constructivos incorrectos (retracción del fraguado, estribos de bajo rendimiento, estados de tensión o de compresión). Estos factores pueden inducir una despasivación del acero que se encuentra embebido en el concreto, y si el ph se encuentra en valores ácidos (ph<8) se produce 39

48 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO una neutralización del medio alcalino propio del concreto, originándose de esta forma el fenómeno de corrosión. Fenolftaleína al 1% Según Manual DURAR. La fenolftaleína es un compuesto químico orgánico que se obtiene por reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3), en presencia de ácido sulfúrico. (1g de fenolftaleína, 49g. de alcohol y 5º g. de agua).este compuesto es utilizado como indicador en el ensayo de carbonatación. Cloruros Según Manual DURAR. Provocan una disolución localizada de la capa pasiva, dando lugar a ataques puntuales (picaduras) que pueden reducir drásticamente la sección de trabajo del acero, en espacios de tiempo relativamente cortos. Daños Según Evaluación de Patologías en las Estructuras, Es el efecto de dañar. El término proviene del latín damnumy está vinculado al verbo que se refiere a causar perjuicio, menoscabo. En el caso de la Ingeniería Civil se denomina así a aquel conjunto de circunstancias que inducen al colapso de las estructuras de concreto. Levantamiento de Daños (Fundamentos teóricos de Cerna V. Marcos y Galicia G. William) Para poder identificar y caracterizar los defectos y/o daños (tipo y magnitud); así como delimitar su localización y cantidad en una estructura, debe entonces acudirse a la Evaluación del concreto, esta etapa constituye el fundamento para acertar en la rehabilitación, un diagnostico apropiado garantiza el éxito de los procesos de 40

49 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO interversión en la estructura, una misma manifestación de daño puede asociarse a razones diferentes debido a la naturaleza de las mismas, la inapropiada interpretación del funcionamiento estructural puede llevar a un equivocado diagnóstico y por lo mismo, a unos inadecuados procesos de intervención, lo mismo sucede si el profesional que diagnostica no está debidamente capacitado. La observación y el análisis permiten determinar las causas de daños que pocas veces se encuentran de manera evidente y más cuando se trata de una combinación de circunstancias. De manera sistemática y ordenada, se tiene que desarrollar una serie de pasos secuenciales, para llevar a cabo una investigación que permita elaborar un diagnóstico(con sus causas), de modo que éste a su vez permita emitir un pronósticodel comportamiento de la estructura, bajo las condiciones de servicio esperadas hacia el futuro. Con base en las recomendaciones del ACI 364, se determina que usualmente hay una investigación preliminar y una investigación profunda. La investigación (preliminar y profunda), son trabajos muchas veces complejos, que obligan a la especialización y demandan la necesidad de trabajar con especialistas en diversos campos de la Ingeniería y la Tecnología, pero principalmente geotecnia; control de calidad y patología del concreto; estructuras; y construcción. Desde luego, estos trabajos no sólo incluyen elementos técnicos; sino también, aspectos de durabilidad, funcionalidad, estética, seguridad y comportamiento en servicio. El nivel de detalle requerido en un informe de esta naturaleza, puede variar desde la simple valoración de la suficiencia estructural y funcional, basada en la inspección visual superficial durante una inspección preliminar, hasta una profunda investigación y procedimiento de evaluación que combine técnicas especiales de inspección y ensayo. Selección de Recursos para la realización de un levantamiento de daños. (Fundamentos teóricos de Cerna V. Marcos y Galicia G. William) 41

50 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Entre los equipos más útiles se cuentan los siguientes: Cámaras fotográficas y/o de video. Grabadora. Cinta métrica o distanciómetro. Comparador de fisuras. Elementos de seguridad y protección( casco, botas ) Ficha o formato de evaluación Daños que desencadenan la corrosión.(fundamentos teóricos de Cerna V. Marcos y Galicia G. William) Contaminación por Polución: Contaminación intensa y dañina del aire, constituida por residuos de procesos industriales o biológicos, en forma de partículas transportadas por el viento en las superficies del concreto, estas partículas se subdividen en polvo fino (0,01 hasta 1 micra) y polvo grueso (partículas desde 1 micra hasta 1 mm) Cultivos Biológico: Proliferación de microorganismos en la superficie del concreto (sobre todo si esta tiene textura rugosa) se afecta al concreto no solo por las manchas y cambios de color, sino porque mantiene húmedo el concreto lo cual promueve mecanismos de deterioro y los mecanismos de daños) Meteorización: Alteración física, mecánica o química sufrida por el concreto, bajo la acción de la intemperie (sol, viento, lluvia u otros). Este fenómeno, desde luego está muy influenciado por cambios en la temperatura, la humedad y la presión del medio ambiente, especialmente por la polución del mismo medio ambiente que es un factor del continuo crecimiento en los centros urbanos. Eflorescencias: 42

51 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Depósito de sales usualmente blancas que se forman algunas veces en la superficie del concreto, están compuestos de sales de calcio (principalmente carbonatos y sulfatos) o de metales alcalinos (sodio y potasio) o una combinación de ambos. Decoloración y manchado: Acción y efecto de quitar o amortiguar el color de una superficie de concreto, como consecuencia de la meteorización, la presencia de eflorescencias, los ciclos de asoleamiento, los ciclos de humedecimientos y secado, la acumulación de polvo, el lavado por la lluvia y corrosión del refuerzo. Humedad Presencia permanente de agua en la superficie o dentro del concreto, produciendo un ambiente propicio para que haya proliferación de microorganismos y organismos de origen vegetal o animal los cuales podría atacar al concreto por acciones físicas o químicas y desencadenamiento de la corrosión. Fisuras Es la separación incompleta entre dos o más partes con o sin espacio entre ellas, su identificación será según su ancho, su largo, su profundidad, podría ser longitudinal, transversal, aleatoria. Tabla N 3 Tipos de fisuras TIPO DIMENSIONES FINA 0.00 mm a 1.00 mm MEDIANA 1.00 mm a 2.00 mm ANCHA 2.00 mm a 3.00 mm Fuente: Guía N 1 Patología de la Construcción, Grietas Es la separación incompleta entre dos o más parte con un espacio mayor a 3 mm, esta separación es la consecuencia de esfuerzos que actúan en la sección neta 43

52 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO resistente de los elementos estructurales, por la aplicación de cargas directas, sobre pasando los estados limites últimos. Desplomes: Pérdida del alineamiento vertical de elementos estructurales, veces su altura cuyo rango no sobrepase 7mm o Fracturas y aplastamiento: Rotura del concreto debido acciones que lo afectan Desgaste: Es el desgaste de la superficie de pisos concreto debido a la acción sobre ellos. Descascaronamiento: Desprendimiento superficial de forma laminar del concreto Pérdida de Resistencia: Perdida de resistencia a los esfuerzos que está sometida la estructura (flexión, compresión, etc. Hinchamiento: Expansión de la masa del concreto Despasivación de Acero: El recubrimiento del concreto que se hace sobre el acero de refuerzo de una estructura de concreto es conocida como la capa protectora o pasivadora que protege el acero de la acción agresiva de ciertas sustancias o elementos que pude ocasionar deterior o corrosión del acero de refuerzo. Cuando esta capa pasivadora que debe de ser densa, compacta y de espesor suficiente, pierde su capacidad de protección se dice que se ha despasivado. DESCRIPCIÓN DE MÉTODOS DE ENSAYO Pachometría Según dikdan (1997). Es un ensayo que se utiliza para localizar el acero de refuerzo en estructuras de concreto armado, sirve para valorar la profundidad de 44

53 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO colocación del acero. Es un ensayo complementario que proporciona información para realizar la extracción de núcleos de concreto sin dañar la armadura de refuerzo del elemento estructural. Esclerometría Según Manual DURAR (1998). Es un método no destructivo que mide la dureza superficial del hormigón, proporcionando elementos para la evaluación de la calidad del mismo en su estado endurecido. Ultrasonido Según dikdan (1997). Sirve para conocer básicamente la homogeneidad, calidad y resistencia a la compresión del concreto mediante la velocidad de propagación de impulsos ultrasónicos. Resistencia a la Compresión Según Manual DURAR (1998). Es una de las propiedades más importantes y necesarias para establecer una evaluación general de la estructura, tanto del punto de vista de durabilidad como de la capacidad de resistencia mecánica. Según la ASTM-C-42 se aceptan testigos cuya relación altura/ diámetro sea mayor a 1 (h/ > 1). Porosidad Según Manual DURAR (1998). La Porosidad son los espacios vacios que quedan en la masa de hormigones y morteros a consecuencia de la evaporación del agua excedente del amasado y del aire atrapado en su manipulación, teniendo como objetivo conocer si un hormigón es poroso y evaluar la calidad del mismo en relación a este parámetro. 45

54 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Profundidad de Carbonatación. Es la reducción de la alcalinidad normal (ph entre 12 y 14) del hormigón por efecto de CO2 que difunde desde el ambiente que lo rodea. En presencia de humedad, el CO2 reacciona con los álcalis (usualmente hidróxidos de calcio, sodio y potasio), neutralizándolo para formar carbonatos disminuyendo el ph por debajo de 10. Concentración de Cloruros Es la determinación de la concentración de los cloruros, totales y libres, presentes en la masa de hormigón a diferentes niveles de profundidad, resultados que permiten el cálculo del coeficiente de difusión aparente del cloruro hacia el interior y con ello la velocidad de penetración del mismo en el tiempo. Resistividad Eléctrica. Es una propiedad de cada material y corresponde al reciproco de su conductividad; su unidad de medida es el ohm- cm u ohm-m. depende en gran proporción del grado de saturación de los poros del hormigón y en menor grado de la hidratación de la pasta y de la presencia de sales disueltas en la fase acuosa. Medición de Potenciales. Es el potencial eléctrico de un metal, relativo a un electrodo de referencia, medido bajo condiciones de circuito abierto. Velocidad de Corrosión. Es la perdida de metal por unidad de superficie y tiempo. Las unidades básicas son gr/cm² días, aunque la forma usual de definirla a partir de medidas de tiempo electroquímico es en µa/cm² o, transformando este dato a partir de la densidad del metal, en unidades de penetración (mm/año). 46

55 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN El estudio que se ha llevado a cabo es una investigación de campo de carácter descriptivo. Basada en la evaluación de los daños causados por corrosión al puente ferroviario El Fraile. Según Sampieri, es una investigación de campo porque se realiza una inspección in situ para llegar a los objetivos propuestos; también es descriptiva ya que tiene como propósito especificar propiedades, características y rasgos importantes del fenómeno que se analiza, así como también miden, evalúan o recolectan datos sobre el mismo. POBLACIÓN Cualquier conjunto de elementos de los cuales se quiere investigar o conocer algunas de sus características se denomina población Gabaldón Néstor, (1969). La población a estudiar está conformada por todos los puentes de concretodel sistema ferroviario Centroccidental Simón Bolívar tramo Puerto Cabello Barquisimeto. 47

56 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO MUESTRA Es una parte representativa de la población cuyas características deben reproducirse lo más exactamente posible.en este trabajo la muestra consistirá en el puenteferroviario El Fraile ubicado en la progresiva DISEÑO DE LA INVESTIGACION La evaluación de los daños causados por corrosión del puente ferroviario El Frailecomprende la realización de actividades secuenciales que se describen a continuación. Para esto se siguió el siguiente procedimiento: Inspección Preliminar: A través de la inspección preliminar se obtuvo una idea general de las condiciones en las que se encuentra el puente y se identificó las variables del problema. En esta etapa se realizaran las siguientes actividades: a) Elaboración de fichas de antecedentes de la estructura (FAEs) y del medio (FAMe) Para la investigación se hizo necesario recolectar el mayor número de información de la estructura a estudiar,para detallar datos de la edad o tiempo de servicio de la estructura.se elaboraron dos tipos de ficha, la de antecedentes de la estructura y del medio. Estas permitieron acceder a toda la información de forma cómoda y rápida. El manual DURAR(1998) propone una ficha básica para los antecedentes de la estructura, sin embargo se decidió utilizar el formato de ficha elaborada por Vásquez(2010).Ver anexo A.En esta se detallan los siguientes aspectos: - Los datos generales de la edificación como: Nombre, ubicación, administración y uso general. 48

57 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO - Los antecedentes de la obra como la fecha de construcción, fecha en la que fue puesta en servicio, el estado de uso actual, anomalías presentadas durante la construcción, inspecciones realizadas, reparaciones. -Los datos estructurales de la edificación los cuales se muestran mediante un croquis y la respectiva descripción de cada uno de los elementos estructurales. Para caracterizar el medio, se realizó un estudio del agua que está en contacto con la estructura, el cual fue realizado en el laboratorio de calidad ambiental de la UCLA, este estudio determino los parámetros de Cloruros, detergentes, solidos totales, solidos disueltos totales, solidos suspendidos y Sulfatos. Estos resultados se muestran en el anexo B. En la ficha de descripción del medio (FAMe) se recolectó toda la información ambiental del entorno del puente (tipo de atmosfera, tipo de agua, naturaleza del terreno o suelo), así como evaluación las propiedades físicas y químicas del medio, con el objetivo de caracterizar la agresividad del ambiente. La ficha FAMe es adaptada del Manual DURAR (ver anexo C). b) Examen Visual General de la Estructura Para realizar el examen visual se utilizó la ficha de Inspección Visual General de la Estructura FIVGEs (ver anexo D), donde se muestra la información general del puente mediante la observación directa. Se elaboróun croquis del puente y se representó la cantidad de daños que este presenta en su estructura. Se pueden mencionar los siguientes: - Fisuras o Grietas: Ubicación, Dirección y Dimensión. - Degradación del concreto. - Manchas: Color, extensión y curso. - Desprendimiento del recubrimiento con o sin exposición del acero. 49

58 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Luego de haber realizado la inspección general de la estructura se detalla cada uno de los elementos que la conforman, para esto fue necesaria la elaboración de la ficha de sintomatología de fallas, donde se describen los daños presentes en cada elemento. (Ver anexo E). Igualmente mediante la ficha de sintomatología se hizo una tipificación y clasificación de daños, acompañado con un reporte fotográfico que sirvió de soporte a las observaciones realizadas. Inspección detallada Luego de realizar la inspección preliminar se evalúa la información básica obtenida en la inspección visual, se elaboraron fichas, croquis y planos para el levantamiento de daños, que permiten ubicar y describir cada una de las fallas. Además se realizaron los ensayos pertinentes de acuerdo a la falla presentada. Esta etapa está comprendida por tres actividades, el plan de trabajo, el plan de muestreo y selección de técnicas de ensayo, medición y análisis. a) Plan de trabajo: Para la realización del plan de trabajo en primer lugar se evalúa la información básica obtenida previamente en las fichas FAEs, FAMe, FIVGEs. Para analizar esta informaciónse hizo necesario la elaboración de croquis y planos de levantamiento de daño. El croquis general de la estructura se levantó en sitiocon ayuda del programa Auto Cad, a través de medición directa de los elementos. El levantamiento de daños se llevó a cabo conjuntamente a la elaboración de las fichas y el registro fotográfico de las mismas. Luego de se analizar, comparar y evaluar las condiciones en las que se encuentra la edificación, se genera la hipótesis de falla de la estructura. Para formular la hipótesis se identifican y clasifican los tipos de elementos estructurales, dividiendo la estructura en losas y estribos. También se tomó en cuenta el tipo de ambiente al cual 50

59 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO se encuentra expuesto el elemento ya sea en interno y externo. Seguidamente se realiza un plan de muestreo y la selección de técnica de ensayo. b)plan de muestreo: Se dividió el puente en dos (2) zonas, según el tipo de elemento, su exposición al medio y características propias de cada elemento. Los criterios que orientan el plan de muestreo son: -Diferenciar las zonas con distintas exigencias estructurales / mecánicas. - Identificar las características originales del hormigón. - Diferenciar las zonas sometidas a diferentes medios. - Establecer el grado de deterioro del hormigón y en las armaduras. Se dividió el puente en dos zonas, Losas y estribos, las primeras se subdividen en dos (2) losas debido a las condiciones de diseño del puente, ya que está dividido por una junta. Los estribos se dividen en seis elementos (6) igualmente debido a los criterios de diseño. c) Selección de técnicas de ensayo, medición y análisis: En esta fase se define qué tipo de ensayos deben llevarse a cabo, además de los equipos y herramientas a usar, así como elnúmero de mediciones, estrategias de análisis. Se realizaron ensayos a todas las zonas establecidas en el plan de muestreo del puente tanto en las losas como en los estribos. Los estudios escogidos fueron: Esclerometría, ultrasonido, resistividad eléctrica, potencial eléctrico y velocidad de corrosión. 51

60 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Materiales y recursos Para la realización de este estudiose hizo necesario el uso de una serie de recursos, entre estos se encuentran el transporte, Equipos (termómetro, brújula), Pachómetro, esclerómetro, entre los recursos institucionales se encuentran técnicos especializados en el manejo de los equipos, laboratorios, resguardo policial. Además de Bibliografías, cámara fotográfica. Para la pachometría, además del Pachómetro mostrado en la figura N 12 fue también necesaria una regla metálica de 2m, tizas y formatos para la información de campo. Figura 12. Pachometro. Fuente: Propia. En el ensayo de esclerometría se utilizó un esclerómetro de reflexión mostrado en la figura N 13 y un cepillo para limpiar la superficie del elemento. Figura 13. Esclerómetro. Fuente: Propia. 52

61 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Ensayo de ultrasonido requiere haber realizado la pachometría previamente, acoplante (silicona, vaselina), equipo comercial de ultrasonido mostrado en la figura N 14. Figura 14. Equipo de Ultrasonido. Fuente: Propia Para el ensayo de Potencial eléctrico se utilizó un voltímetro el cual se muestra en la figura N 15. Figura 15. Voltímetro. Fuente: Propia. En el ensayo de Resistividad Eléctrica se utilizóel medidor de resistividad eléctrica mostrado en la figura N

62 CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO Figura 16. Medidor de Resistividad Eléctrica. Fuente: Propia. Para medir la velocidad de corrosión se utilizó un Gcor 6 que se muestra en la figura N 17. Figura 17. Gecor6. Fuente: Propia. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LOS ENSAYOS Evaluación del concreto: Pachometría: Forma parte del proceso de identificación del elemento del concreto armado, muestra donde se encuentra ubicado el acero de refuerzo longitudinal y transversal, se realiza con un Pachómetro el cual es un instrumento de medición y el procedimiento general para su aplicación es el siguiente: a) Inspección y reconocimiento del elemento a ensayar; debido a la falta de información de planos oficiales se recurrió a la observación directa, en esta 54