Para la realización del ensayo de integridad estructural de pilotes por el método de transparencia sónica o «cross-hole» ultrasónico es necesario dejar unos tubos huecos embebidos en el hormigón por los que poder introducir los transductores ultrasónicos (emisor y receptor de pulsos ultrasónicos) una vez endurecido éste. Esos tubos deben sobresalir («stickup») del hormigón del pilote, o del suelo o aire que tenga por encima, para permitir una ejecución correcta y segura del ensayo.
La gráfica o «diagrafía» resultado del ensayo muestra la curva del FAT (primer tiempo de llegada de la onda ultrasónica entre los dos tubos), la de la energía relativa con que llega la onda al receptor, y generalmente también la «cascada» o vista de conjunto de todos los pulsos ultrasónicos superpuestos. La ejecución del ensayo requiere que se tomen datos hasta el extremo superior de los tubos de acceso, quedando la diagrafía con el origen 0 m de profundidades en dicho extremo superior de los tubos. La duda que surge entre los ejecutores de estos ensayos es la de si es necesario o no reflejar en la diagrafía el extremo superior del pilote por encima de su cota de descabezado definitiva. Si no se refleja, se puede generar la duda de que el ensayador ha eliminado ese extremo superior de la diagrafía para ocultar posibles anomalías o fallos de ejecución, o incluso alterado la cota de descabezado por el mismo motivo.
Para evitar esta posibilidad y garantizar la integridad de los resultados del ensayo por todos los medios, la última versión del programa Chum de Piletest ahora presenta siempre en la diagrafía el área ensayada del extremo superior de los tubos, para que quede claro el resultado del ensayo en esa zona. En las dos diagrafías siguientes del mismo ensayo se observa a la izquierda cómo queda la diagrafía con el origen de profundidad en la cota de descabezado en la nueva versión del programa Chum, y a la derecha cómo antes se podía eliminar su extremo superior.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
Desde hace más de 30 años mantengo una actividad profesional en el campo de los ensayos de integridad estructural de pilotes, que tratan de encontrar posibles fallos en la ejecución de las cimentaciones profundas, normalmente ocultas a la vista. Para ello, se utilizan principalmente técnicas de eco sónico y de transparencia sónica mediante «cross-hole» ultrasónico.
A principios de la década de 1970 empiezan a aparecer los primeros equipos electrónicos para realizar ensayos de eco sónico. La metodología no es complicada: se introduce una onda de tensión (onda sonora) en el pilote mediante un golpe de martillo en la cabeza de pilote; esta onda de estrés viaja a la velocidad del sonido hasta la punta del pilote y se refleja volviendo arriba a la cabeza del pilote. Si en el camino hacia abajo se encuentran variaciones de impedancia (por ejemplo, como resultado de cambios en el área de la sección transversal, grietas, variaciones en las capas del suelo o inclusiones de elementos de material extraño), entonces una parte de la onda se reflejará en esta variación de impedancia y volverá a la parte superior del pilote. Se mide la respuesta de la cabeza del pilote, como resultado del golpe del martillo y las reflexiones, mediante un transductor de aceleración.
En la foto vemos el primer equipo comercial de eco sónico desarrollado en el instituto de investigación holandés TNO a partir de 1973, el FPDS-0 (Foundation Pile Diagnostic System). Este equipo constaba de una señal analógica, un procesador, un osciloscopio para recopilar y mostrar los datos y una cámara Polaroid para registrar los datos.
Otros equipos similares fueron desarrollados en aquella década al mismo tiempo por la empresa Pile Dynamics Inc en Estados Unidos y por CEBTP en Francia.
La primera vez que oí hablar de estos ensayos fue en el Institut Català del Sòl (Incasol), a principios de la década de 1990. Busqué información en revistas técnicas internacionales y encontré un anuncio de TNO. Les escribí (entonces lo más rápido era el fax) y me invitaron a visitar sus instalaciones cerca de Delft. Apróveché mi estancia en Bélgica en un congreso internacional sobre control de calidad de la construcción para escaparme un día a TNO, donde F. Reiding y P. Middendorp me enseñaron su equipo y me gustó. Entonces yo era director técnico del laboratorio Tecinco (hoy integrado en Applus+) y unos mese después les traje a Barcelona para realizar unos ensayos de pilotes para Incasol. Vino P. Meijer con un equipo como el de la foto, y en un par de días ensayó cientos de pilotes en la cimentación de unas viviendas en Mollet del Vallés. La electrónica había mejorado y el equipo estaba formado por un ordenador portátil robusto de uso militar, con la electrónica necesaria en una caja acoplada y una batería suplementaria para permitir el ensayo durante muchas horas.
Convencí a mi jefe de que necesitábamos un equipo de ensayo como ese, y lo compramos. En 1992 presenté un artículo sobre el tema en las IV Jornadas Técnicas de Laboratorios Acreditados, de la Asociación Nacional de Laboratorios (ANL) celebradas en Sevilla. Entonces sólo había otro laboratorio en España que realizaba este tipo de ensayos, la empresa mixta Euroconsult-CEBTP, con tecnología de los franceses, siendo los técnicos responsables Fernando Sánchez Domínguez y Alain Nouet, ingeniero francés que se desplazó a Madrid para su puesta en marcha.
En 1996 empecé mi actividad profesional independiente, y una de mis primeras decisiones fue adquirir un equipo de ensayos de eco sónico a TNO. La tecnología había evolucionado bastante y el equipo, de nombre SIT (Sonic Integrity Test), era más compacto. Gracias a él y a mis colaboradores, extendimos nuestra actividad a obras de pilotes en toda España, lo que nos permitió posicionarnos como principales expertos en los ensayos de integridad de pilotes.
El otro método de ensayo utilizado universalmente para el ensayo de la integridad estructural de pilotes y pantallas es el de transparencia sónica mediante «cross-hole» ultrasónico. Su introducción fue posterior a la del método de eco sónico, ya que requiere un equipo electrónico más complejo y dejar instalados unos tubos huecos en el hormigón del pilote. Este método fue desarrollado principalmente en Francia por CEBTP. Hacia el año 2000 adquirí un equipo de un fabricante de Hong Kong utilizado por Fugro, que me duró poco por el mal servicio técnico del fabricante. Luego conocí en un congreso internacional a Joram M. Amir, creador de Piletest, y me pasé a su equipo PISA que realizaba los dos ensayos, el de eco sónico y el de transparencia sónica.
Con el tiempo, encontré más inconvenientes que ventajas a disponer de un único equipo que realizaba los dos ensayos, y adquirí a Piletest un equipo de eco sónico, el PET (Pile Echo Tester), que llevaba una table Fujitsu de aquella época, junto con la electrónica necesaria.
En aquellos años se produjo la aparición de mini ordenadores PDA, ahora casi totalmente apartados de uso por los teléfonos inteligentes, y Piletest adaptó su software para poder utilizar estos equipos tan compactos mediante una PDA Asus con sistema operativo Windows Mobile, equipo denominado Pocket PET. También lo utilicé durante un tiempo.
Poco después Piletest lanzó un equipo para realizar sólo los ensayos de transparencia sónica, el CHUM (Cross-Hole Ultrasonic Monitor), que pronto pasó a formar parte de mi equipamiento. Con este equipo robusto, con un software amigable y sencillo de utilizar con pantalla táctil, pudimos atender durante muchos años los trabajos de ensayo de integridad en pilotes de gran diámetro, habituales en la construcción de grandes infraestructuras ferroviarias, carreteras, puertos y otros, habituales en aquellos años.
La primera década del siglo fue de gran actividad en ensayos de integridad estructural de pilotes, cuando era habitual que tuviéramos dos técnicos especializados realizando ensayos por toda la geografía española, saliendo de la oficina de Barcelona el lunes y volviendo el viernes. Al final, resultó más conveniente abrir una delegación en Madrid, que aguantamos hasta que la crisis de 2008-2014 nos obligó a cerrar.
La asociación de empresas de cimentaciones especiales AETESS encargó al Laboratorio de Geotecnia del Cedex en 2006 una monografía titulada «Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas» al objeto de poner un poco de orden en la ejecución e interpretación de estos ensayos, que se estaban popularizando entre los laboratorios sin que existieran en España una normativa o unos criterios claros. Fue redactada por Fernando Sánchez Domínguez, con colaboraciones de Alain Nouet y mías. Esta monografía sigue siendo hoy día el texto semi normativo más completo en idioma español sobre los ensayos de integridad estructural de pilotes. Pinchando en la imagen se enlaza a la página web de publicaciones de AETESS, donde se puede descargar gratuitamente.
La popularización en España de los ensayos de integridad de pilotes fue muy rápida. Muchos laboratorios generalistas de control de calidad de la construcción nos subcontrataban los ensayos, puesto que la mayoría no disponían de los equipos electrónicos necesarios ni de personal formado en estos ensayos. Al cabo de un tiempo, estos laboratorios clientes nuestros vieron que había negocio en este campo y contactaron conmigo para pedirme que les ayudara a conseguir equipos de ensayo como los nuestros y a formar a su personal. Se me planteó un dilema: si les ayudo a adquirir la tecnología perdía clientes de ensayos, pero si no les ayudaba acabarían buscándose la vida por otro lado. No lo dudé mucho, si mi cliente confiaba en mi una necesidad que yo podía satisfacer, lo mejor para todos es que yo aportara mis conocimientos y mi experiencia para ayudarle. Hablé con Piletest. Me convertí así en su representante en España y empecé a vender sus equipos de ensayo y a formar al personal, no sólo en España sino en la mayoría de países de Hispanoamérica gracias al desarrollo de internet. Joram M. Amir impartió cinco seminarios presenciales en los que se formaron decenas de técnicos.
La realidad es que incrementé mi negocio: además de hacer ensayos vendía equipos electrónicos para que otros los realizaran. También impartía cursos sobre ensayos de pilotes, la mayoría personalizados para una determinada empresa, algunos presenciales y otros a distancia por internet. Y en 2020 empecé a impartir un curso en la plataforma de cursos online Ingeoexpert, del que ya se llevan 11 ediciones.
Estoy muy agradecido a todos los que me han ayudado a conocer y profundizar en las técnicas de ensayos de integridad estructural de pilotes, especialmente a la empresa Piletest. También a todos mis colaboradores y a los clientes que han confiado en nosotros durante casi 30 años.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
PET (Pile Echo Tester) es uno de los equipos más populares en el mundo y el primero en España para la realización de ensayos de integridad estructural de pilotes por el método de eco sónico.
El fabricante Piletest acaba de lanzar una actualización importante del programa informático que controla el ensayo y emite informes.
Los usuarios de Pet familiarizados con el programa podrán comprobar en las imágenes que la presentación se ha modernizado, con opciones de menú representadas por iconos y ventanas que permiten una interacción más rápida con el equipo, lo que redunda en un menor tiempo de ensayo y una mayor productividad en campo y en oficina.
La actualización incluye también algunas opciones nuevas, como la posibilidad de eliminar varios golpes de una vez, o la ordenación de golpes referida a un golpe seleccionado, entre otras.
La actualización está disponible para su descarga en la web de Piletest, a la que los usuarios registrados pueden acceder mediante este enlace.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
El método de eco sónico para ensayar la integridad estructural de pilotes no lleva mucho tiempo en cada pilote, pero cuando llegas a obra y tienes 100, 200 o más pilotes por ensayar, las horas pasan rápidas y se agradece cualquier tipo de ayuda para poder terminar la jornada con el trabajo de campo finalizado y evitar tener que volver a la obra el día siguiente.
El popular equipo PET (Pile Echo Tester) de Piletest.com Ltd incorpora en su software algunas ayudas que permiten reducir sustancialmente el tiempo de ejecución del ensayo.
La primera de ellas es la opción de crear múltiples pilotes de una sola vez, al contrario que lo habitual, que es ir al tajo de los pilotes y empezar a crear y ensayar los pilotes uno tras otro, según los vas encontrando. Eso quiere decir que tienes que localizar su identificación en el plano, introducirla manualmente en el programa y repetir esta operación en cada pilote. Incluso puedes ponerles a todos una longitud esperada y una velocidad de la onda sónica común.
Pero si eliges la opción de menú «Introducir múltiples pilotes» al inicio del trabajo puedes crear de una sola vez todos los pilotes que quieras (100, 200 o más) con numeración correlativa, e incluso con un prefijo y un sufijo. El ahorro de tiempo es muy grande, y si hay algún pilote que no se ensaya, se puede borrar después en la oficina.
El programa Pet lleva otra familia de ayudas que se denominan «Opciones inteligentes» (smart options), que también reducen el tiempo de ejecución y de análisis posterior de los ensayos. Están recogidas en el siguiente menú.
La primera opción inteligente es el «disparador inteligente» (Smart Trigger), que desprecia reflectogramas extraños captados por el equipo y no los guarda. Eso evita dedicar tiempo luego al borrado de esos golpes.
La segunda opción inteligente es la «selección automática» (Auto Sort) de los mejores reflectogramas captados por los golpes de martillo. Hay que definir con cuantos golpes queremos quedarnos, en el ejemplo de la imagen son 15 golpes. El resto se van a eliminar, lo que evita que dediquemos tiempo de análisis posterior para eliminar manualmente los golpes peores. El algoritmo funciona así en el ejemplo: se van captando los primeros 15 golpes y al llegar al golpe 16 se elimina automáticamente el golpe que difiere más de la media de todos. Si seguimos dando golpes con el martillo en la cabeza del pilote, se van quedando en pantalla sólo los 15 que se parecen más al golpe medio.
La tercera opción inteligente es la aparición en la pantalla de un letrero que pone «Convergencia» (Convergence) cuando llevamos dando unos cuantos golpes de martillo y la media de todos los reflectogramas captados no varía casi nada cuando añadimos un golpe adicional. Es un algoritmo que nos avisa de no dedicar más tiempo al ensayo de ese pilote porque el reflectograma medio prácticamente no varía con golpes adicionales. Se trata de un aviso en pantalla, que no impide que se sigan dando y guardando más golpes, si el operador del ensayo lo considera necesario. En el menú hay que establecer el número mínimo de golpes a partir del cuan aplicar el algoritmo de convergencia (en el ejemplo mostrado son 15 golpes), y el umbral de variación del reflectograma medio por debajo del cual se muestra el aviso en pantalla (5% en el ejemplo).
Para más información, puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
El próximo miércoles 28 de junio impartiré de nuevo el webinar de Piletest sobre ensayos de pilotes. De interés para ingenieros y técnicos que deseen conocer los métodos de ensayo de integridad de pilotes existentes, al menos en sus aspectos básicos.
En este vídeo explico con más detalle los aspectos más importantes del seminario web.
PET-BT es el equipo inalámbrico de Piletest para realizar ensayos sónicos o de eco para comprobar la integridad de pilotes. Google actualizó recientemente su política para el almacenamiento de datos de las aplicaciones de Android, lo que ha permitido a Piletest mejorar el software. Estas mejoras permiten compartir sin esfuerzo los datos de ensayo, tomados por el software PET en sistema operativo Android, con el software PET en SO Windows para generación de informes y análisis en la oficina.
Simplemente haz clic en el botón compartir.
Para garantizar una experiencia de uso compartido fluida, recomendamos a los usuarios del equipo Pet-BT descargar en su PC la versión más reciente del software PET para Windows, y usar en su teléfono o tablet de campo la última versión de PET para Android disponible en la tienda Google Play.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
El próximo lunes 22 de mayo de 2023 dará inicio una nueva edición del curso online en el explico los ensayos de integridad y las pruebas de carga de pilotes, tanto desde el punto de vista de sus fundamentos físicos, como desde su aplicación práctica, incluyendo el manejo de software real.
Más información sobre el curso e inscripciones en la web de Ingeoexpert.
Curso subvencionado en España por la Fundación Estatal para la Formación en el Empleo, por lo que le puede salir gratis a tu empresa.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
Si eres usuario de un equipo Chum de Piletest para realizar ensayos ultrasónicos «cross-hole» o de transparencia sónica en pilotes y módulos de pantalla, seguramente te has preguntado muchas veces como puedes comprobar de una manera rápida y sencilla que tu equipo está funcionando correctamente.
En este vídeo creado por Piletest podrás ver las explicaciones de Erez Amir para realizar una comprobación rápida de los transductores ultrasónicos del Chum y de sus cables. En los botones de abajo a la derecha puedes poner subtítulos y traducirlos automáticamente al español. Simplemente se trata de comprobar el tiempo que tardan las ondas ultrasónicas en llegar desde el emisor al receptor, conociendo su velocidad de propagación en el aire y la separación entre los transductores.
En este otro vídeo, Erez nos explica como comprobar que las poleas instrumentadas, que se utilizan en la medida de la profundidad del transductor ultrasónico dentro del tubo hueco embebido en el hormigón, funcionan correctamente. Como se puede ver en el vídeo, la comprobación está basada en que cada vuelta de polea nos tiene que marcar 100 unidades de lectura en la pantalla del programa.
Hay que tener en cuenta que no se trata de una calibración de la medida de la profundidad, sino simplemente de una verificación del funcionamiento mecánico de la polea instrumentada. La calibración de la polea para obtener los metros de cable que están pasando por ella hay que hacerla mediante el procedimiento que figura en el menú específico del programa Chum. Erez lo explica en este otro vídeo.
Para más información puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
El lunes 23 de enero de 2023 volveré a impartir en la plataforma Ingeoexpert una nueva edición del Curso sobre ensayos y pruebas de pilotes, que ha sido valorado positivamentes por los alumnos en ediciones anteriores.
Las cimentaciones profundas utilizan técnicas complejas, y todas ellas se caracterizan por realizar una construcción enterrada y oculta, que resulta difícil de controlar e inspeccionar. Los ensayos de integridad ayudan a detectar los eventuales fallos ocultos en los pilotes y las cimentaciones profundas, y las pruebas de carga permiten conocer su comportamiento bajo carga y su resistencia última.
Si eres trabajador en activo en España, este curso te puede salir gratuito a través de las bonificaciones de la Fundación Tripartita.
Para más detalles e inscripción, puedes consultar la web del curso. También puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
La Administración Federal de Carreteras de Estados Unidos (Federal Highway Administration) publicó en 2018 un interesante manual para la reutilización de cimentaciones en puentes de carreteras FHWA-HIF-18-055«Foundation Reuse for Highway Bridges».
Este es el índice de la publicación, desarrollado en sus 244 páginas:
Capítulo 1. Introducción a la reutilización de cimentaciones Capítulo 2. Modelo de toma de decisión de reutilización Capítulo 3. Estudio previo en gabinete Capítulo 4. Evaluación de la integridad Capítulo 5. Durabilidad y vida útil restante Capítulo 6. Evaluación de capacidades Capítulo 7. Materiales innovadores y mejora de la cimentación Capítulo 8. Diseño de nuevas cimentaciones para su reutilización
Entre otros aspectos, se describen las tecnologías más usuales para la evaluación de la integridad de las cimentaciones profundas existentes, como el el Método Sísmico Paralelo, que es el utilizado por el equipo PSI de Piletest. Ver el catálogo en esta otra entrada del blog https://fernandeztadeo.com/?p=3161.
Resultados del ensayo PSI
El documento FHWA-HIF-18-055 en formato pdf se encuentra disponible para su descarga en este enlace.
Para más información, puedes utilizar nuestro formulario de contacto.
