Próximas conferencias y cursillos sobre ensayos y pruebas de pilotes

Si tienes interés en los ensayos y pruebas de pilotes y cimentaciones profundas, tienes dos oportunidades de formarte o satisfacer tu curiosidad en dos sesiones técnicas a celebrar en los próximos meses en España, en las que vamos a intervenir como ponentes.

  • Curso sobre ensayos de pilotes y pantallas. Centro Tecnológico de la Construcción de la Región de Murcia. Murcia, 10 de noviembre de 2010. Descargar díptico aquí.
  • Jornada sobre cimentaciones especiales: nuevos avances, ejecución y control. Colegio Oficial de Geólogos. Barcelona, 26 de octubre de 2010. Descargar tríptico aquí.

Para más información, no dudes en contactar con nosotros. Nuestros datos de contacto están en el menú «Quienes somos».

¿Puedo medir la longitud exacta de los pilotes mediante el método sónico?

En relación con la cuestión de la precisión de la medida de longitud de pilotes que se obtiene al realizar el ensayo sónico de integridad de pilotes con martillo de mano, podemos hacer las siguientes consideraciones:

  • El método sónico con martillo de mano se basa en la transmisión de una onda sónica a lo largo del fuste del pilote, cuyo rebote en la punta del mismo nos confirma que la integridad estructual del pilote es correcta en toda su altura. Se trata por tanto de un método de control de calidad, utilizado para asegurar la ausencia de fallos importantes en el pilote.
  • No se trata de un método para determinar la longitud del pilote con exactitud. La escala horizontal de la gráfica es de longitud, pero en realidad el equipo electrónico está midiendo tiempo y transformando automáticamente en longitud multiplicando por la velocidad de la onda sónica que se introduzca manualmente en el programa. La longitud de pilote que aparece en la gráfica se determina por la distancia en la escala horizontal entre el pico del golpe inicial y el del rebote de la onda en la punta, que depende del valor de velocidad de la onda sónica en el hormigón que hayamos introducido en el programa, entre otros parámetros. El rango usual de velocidades utilizadas varía entre 3.900 y 4.100 m/s, dependiendo principalmente de la resistencia del hormigón del pilote en el momento del ensayo, siendo 4.000 m/s el valor utilizado habitualmente. Se podría realizar un tarado de este valor de velocidad de onda si se conociera exactamente la longitud de todos los pilotes.
  • Irregularidades menores en el pilote pueden hacer que la onda sónica se distorsione algo y que la posición del pico en la gráfica correspondiente a la punta se desplace.
  • La norma técnica que rige la ejecución de este ensayo, por ejemplo la norma ASTM D 5882 “Standard Test Method for Low Strain Integrity Testing of Piles”, que es la más utilizada, indica que el objeto del ensayo es determinar la integridad estructural de un pilote aislado, pero no menciona para nada la determinación de su longitud.

Me piden que ensaye micropilotes por el método sónico con martillo de mano

Mi consejo es que no te compliques la vida. Es una lotería que salgas airoso de ese empeño.

El problema es que el método sónico no casa bien con un elemento estructural que, aunque es lineal como los pilotes, tiene su sección repartida entre dos materiales muy diferentes: acero de armadura y lechada o mortero de inyección. Las armaduras de acero de los micropilotes suelen ser tubulares de gran espesor, o barras roscadas de gran sección, lo que hace que la cuantía de acero sea muy grande. Y en esas condiciones, las hipótesis de base de la teoría de la ecuación de la onda en un medio unidimensional no se cumplen, por lo que es muy difícil obtener buena respuesta del micropilote a la onda sónica creada con el martillo de mano, y mucho más difícil todavía es interpretar las gráficas obtenidas.

Y además, la sección del micropilote suele ser muy irregular, lo que también va en contra de las hipótesis teóricas del método.

En resumen, no te compliques la vida, salvo que tengas micropilotes con poca sección de armadura, con pocas barras corrugadas de no mucho diámetro, y no muy largos. En ese caso, puede que tengas suerte.

¿Has visto realizar ensayos sónicos de pilotes?

Aquí tienes el equipo Pet trabajando en un pilote

Los ensayos sónicos para comprobar la integridad estructural de pilotes (también llamados de «eco» o de «impedancia») son una herramienta fundamental para comprobar si los pilotes han quedado bien hormigonados o por el contrario tienen algun fallo importante.

El equipo Pet de la casa Piletest.com es uno de los más utilizados en España para este trabajo. Destaca por su facilidad de empleo en obra, su software potente y su servicio técnico. Nosotros llevamos muchos años utilizándolo, y también se lo hemos facilitado a numerosos laboratorios y empresas especializadas.

Si quires más información, la encontrarás en nuestra página principal www.fernandeztadeo.com y en la del fabricante www.piletest.com. También puedes utilizar nuestro formulario de contacto en el menú superior.

Hemos impartido el V Seminario sobre ensayos de pilotes

Por quinta vez en los últimos años hemos contado con el Dr. Joram M. Amir para impartir un seminario sobre ensayos de pilotes que cuenta con gran aceptación entre los técnicos interesados en conocer y profundizar estas modernas tecnologías. Joram Amir es el fundador de la empresa especializada Piletest, y el creador de los equipos Chum y Pet para la realización de ensayos de integridad de pilotes, que gozan de gran aceptación entre los laboratorios públicos y privados que realizan este tipo de actividad.

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El Seminario tuvo lugar los días 11 y 12 de noviembre de 2009 en el Centro de Convenciones Mapfre en pleno centro de Madrid, junto a la Torre Picaso. Los participantes han sido geólogos e ingenieros provenientes de empresas constructoras, empresas de cimentaciones, laboratorios, ingenierías y empresas de instrumentación de España y Portugal.

Por primera vez, hemos dedicado una parte del programa a las pruebas de carga de pilotes, tanto estáticas como dinámicas y semidinámicas, habiendose encargado de esta exposición Carlos Fernández Tadeo, que ha dirigido y realizado algunas de las pruebas de carga de pilotes más importantes de entre las realizadas en España en los últimos años.

¿Mis pilotes están bien o no?

Esto es lo que muchos jefes de obra o de producción preguntan cuando salen anomalías en los ensayos de integridad. Lo que pasa es que a veces se lo preguntan a un agente equivocado: el que ha hecho los ensayos.

Los ensayos sónicos y ultrasónicos de pilotes son una herramienta de auscultación, pero no se les puede pedir más que dos cosas:

  • Detectar los posibles fallos en el pilote
  • Hacer una estimación de en que pueden consistir esos  fallos detectados en el pilote

En ningún caso es función de quién realiza los ensayos el calificar los pilotes como admisibles, reparables o rechazables. Esa es una función que corresponde a quien tenga la responsabilidad técnica de esa cimentación desde las diferentes instancias que intervienen en la construcción, y en definitiva, del director de la obra. En un simil sanitario, sería como si al radiólogo que hace una radiografía del torax de una persona se le pidiera que, además de la radiografía, realizara el diagnóstico y estableciera la gravedad del enfermo y el tratamiento a realizar.

Lo que si se puede pedir al ensayador de los pilotes es que indique, en base a su experiencia y formación, a que pueden ser debidas las anomalías que aparecen en las gráficas de ensayo: inclusiones de tierra, fallos en el hormigón, condiciones inadecuadas para el ensayo, problemas en los equipos de ensayo, u otros.

Salen anomalías en los ensayos de mis pilotes, ¿qué hago ahora?

Si aparecen anomalías en las gráficas de los ensayos ultrasónicos «cross-hole» entre tubos embebidos en el hormigón del pilote (también llamados ensayos de transparencia sónica), no te asustes, es bastante frecuente.

Los retrasos superiores al 20% en la llegada de la onda ultrasónica desde el emisor al receptor, o la pérdida total de la señal, significan una anomalía en las gráficas del ensayo. Usualmente indican un fallo en las características físicas del pilote, por la presencia en el camino recorrido por las ondas de un hormigón de inferior calidad en el momento del ensayo (hormigón contaminado, de baja resistencia, coqueras, nidos de grava u oquedades) o la presencia de tierra. Mediante este ensayo no es posible obtener más datos que confirmen algunas de estas hipótesis. Las anomalías en las gráficas también podrían tener su origen en problemas específicos del sistema de ensayo, como pueden ser: mala disposición de los tubos de auscultación (despegues del hormigón, excesiva distancia entre tubos, diámetro excesivo de los tubos), o problemas en los equipos electrónicos (sensores, cables, software) o en su manejo.

La importancia de esos posibles fallos en el pilote se puede evaluar realizando un recálculo del pilote afectado y del grupo o encepado al que pertenece, estimando la extensión de la zona afectada por el fallo, la probable resistencia real del material del pilote en estado de servicio (usualmente varios meses o años después del ensayo), el reparto de cargas a lo largo del pilote y el reparto de cargas entre los pilotes del grupo. En dicho recálculo se debe tener en cuenta que el actual Código Técnico de la Edificación español admite que el tope estructural del pilote se incremente en un 25% cuando se realicen este tipo de ensayos, en lógica consonancia con la reducción de incertidumbre sobre la ejecución del pilote que significan los ensayos de control. Este incremento está reconocido desde hace decenios en la normativa francesa y figura también desde hace decenios en el manual “Geotecnia y Cimientos” de José A. Jiménez Salas. Solo en el caso de que estos posibles fallos lleguen a afectar a la capacidad resistente de la cimentación en su conjunto se podrían considerar como defectos, tal como indica la Monografía del Cedex “Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas “in situ”.

En los casos en que esos defectos en la cimentación se consideren relevantes y se necesiten comprobaciones adicionales de la existencia de esos fallos en el pilote, las actuaciones habituales son las siguientes:

  • Anomalías en la parte superior del pilote. Excavación alrededor del pilote para comprobar visualmente su integridad, lo que permite sanear y reparar el hormigón si fuera necesario. También se pueden realizar otras comprobaciones, como la extracción y ensayo de probetas testigo del hormigón, en vertical desde la cabeza del pilote o en horizontal desde el lateral.
  • Anomalías en la punta del pilote. Perforación de sondeos verticales en el hormigón del pilote hasta alcanzar la punta y penetrar en el terreno, obteniendo testigo continuo. Permiten la inspección visual del testigo, la introducción de una cámara de video en la perforación, y el ensayo a compresión de probetas cortadas del testigo continuo. A través de esas perforaciones se pueden realizar inyecciones de cemento en caso necesario.
  • Anomalías en zonas medias del pilote. Perforaciones como en el caso anterior, e inyecciones de lechada o resinas en caso necesario. En algunos casos se refuerza el pilote mediante micropilotes que atraviesan la zona con fallo.
testigo continuo de hormigón de un pilote
Testigo continuo del hormigón de un pilote

En los ensayos sónicos con martillo de mano (o de impedancia) la definición de las anomalías es más subjetiva, ya que la información que facilitan es mucho más somera, pero estos criterios generales son los mismos.

Más información en nuestra web.

¿Cuantos pilotes tengo que ensayar en mi obra?

Como regla general: TODOS.

Los fallos en la ejecución de los pilotes no suelen ser de carácter generalizado, que son los que se detectan con un muestreo, sino que suelen ser puntuales en algún pilote que, por motivos variados, haya quedado mal ejecutado; pero estos fallos no se detectan con un muestreo, y menos si el muestreo es muy somero.

En este sentido, el Código Técnico de la Edificación español (CTE) se queda muy corto, ya que especifica muestreos de ensayos de integridad comprendidos entre 1 de cada 20 pilotes y 1 de cada 4 pilotes, que a todas luces son insuficientes.

Es como si queremos comprobar la presión de aire en las cuatro ruedas de nuestro coche, nos vamos a la gasolinera, y decidimos hacer un muestreo: comprobamos la presión en una de las ruedas, y entonces sacamos la conclusión de que todas están igual de bien y ¡nos vamos tan contentos! ¿A que no se le ocurre a nadie? Pues si tenemos cuatro pilotes en un encepado y ensayamos un muestreo de un pilote -y ya es más de lo que pide el CTE- ¡estamos igual que cuando miramos la presión de aire solo en una rueda del coche!

Estos muestreos tan bajos están sacados de la normas francesas, que son antiguas, y en aquella época los instrumentos electrónicos de ensayo eran unos trastos enormes y poco manejables que necesitaban varias personas para su funcionamiento, y que incluso obtenían las gráficas con una cámara Polaroid fotografiando un osciloscopio en el que aparecía la curva del ensayo sónico. Evidentemente, con aquellos equipos no se podía pedir más que un muestreo.

Pero la electrónica y la informática han avanzado enormemente desde entonces, como todos experimentamos en nuestra vida diaria, por lo que los equipos de ensayo modernos permiten realizar ensayos de pilotes en obra con una gran rapidez y obtener informes y gráficas impresos en la oficina en diferentes formatos en papel y electrónicos.

PetBT

Hoy en día los ensayos sónicos de pilotes con martillo de mano se pueden hacer con un tablet o un teléfono móvil con sistema operativo Android y un sensor con Bluetooth, como el Pet-BT de la casa Piletest que se ve en la foto.

Más información sobre las frecuencias de ensayos en el CTE aquí.

¿Qué quiere decir que en los ensayos de integridad de mis pilotes aparecen anomalías?

Los ensayos de integridad de los pilotes se realizan porque es frecuente que se produzcan fallos durante la construcción de los pilotes, que suelen quedar ocultos por la propia naturaleza de las cimentaciones profundas.

Fallo pilote
Fallo en pilote

Las modernas tecnologías sónicas y ultrasónicas permiten detectar la mayoría de esos fallos no visibles. Los informes de estos ensayos es usual que digan que se ha encontrado una «anomalía» o que el pilote tiene un «defecto». Pero, ¿qué quieren decir exactamente estas palabras?

Anomalía en una gráfica de ensayo ultrasónico "cross-hole"
Anomalía en una gráfica de ensayo ultrasónico «cross-hole»

Vamos a ir poco a poco. Siguiendo la Monografía del Cedex titulada Recomendaciones para la ejecución e interpretación de ensayos de integridad de pilotes y pantallas «in situ» (ver aquí), hay que distinguir tres conceptos:

  1. Anomalía es una desviación de la forma normal de la gráfica de ensayo. Usualmente quiere decir que las ondas sónicas o ultrasónicas han encontrado algún obstáculo por la presencia de algo que no es hormigón normal. Pero también podría estar producida por un mal funcionamiento del equipo electrónico, del software, o de la instrumentación asociada al ensayo. Y en el ensayo sónico con martillo de mano, pueden estar producidas por cambios en el terreno o en la impedancia del pilote.
  2. Fallo es una variación no esperada en las características físicas del pilote. Usualmente quiere decir que el pilote no ha quedado construido como se esperaba: tiene algún fallo.
  3. Defecto es una reducción en las propiedades resistentes y estructurales de la cimentación profunda en su conjunto. Hay fallos que pueden no ser defectos, porque no afectan a las propiedades resistentes de la cimentación, o porque la afectan de manera tan ligera que los coeficientes de seguridad globales siguen estando dentro de unos valores admisibles.

¿Hasta donde llega la misión del ensayador de pilotes? En esto hay coincidencia entre todos los operadores y a nivel internacional: El informe de ensayo debe destacar las anomalías reseñables encontradas en los ensayos, y debe indicar que tipo de fallo en el pilote puede haber generado esa anomalía en el ensayo, o si la anomalía no es debida a un fallo en el pilote sino a alguna circunstancia adversa del ensayo.

Pero lo que nunca debe decir un informe de ensayo de integridad de un pilote es si ese fallo detectado implica la existencia de un defecto en la cimentación, ya que no es misión del ensayador de pilotes emitir juicios sobre la bondad final de esos elementos de cimentación ensayados. Ni tiene todos los elementos y datos para hacerlo, ni es su misión, ni le pagan para ello. Las evaluaciones y los análisis técnicos son misiones de otros actores en la obra: proyectistas, directores de obra, asistencias técnicas, asesores geotécnicos, etc. En un símil médico, es como si al que hace la radiografía o la analítica de sangre se le pidiera que emitiera también un diagnóstico completo del enfermo y estableciera una terapia; ese es el papel del médico, no del analista. Está claro ¿no?

Pues todavía hay responsables técnicos de obras que piden al ensayador de pilotes que «se moje más», que no basta que señale en su informe la presencia de anomalías y a que tipo de fallo en el pilote pueden estar asociadas, sino que piden al ensayador que diga si ese pilote es aceptable, rechazable o reparable. Pero, ¿no es esa precisamente su propia función?

¿Qué método me conviene para ensayar la integridad de mis pilotes?

Esta es una pregunta que me hacen muchas veces. Vamos a ir por pasos.

Pet
Pet
Chum
Chum
  1. ¿Qué métodos hay disponibles? Básicamente dos: el método sónico con martillo de mano (o método de eco) y el método de «cross-hole» ultrasónico (o transparencia sónica) en tubos embebidos en el hormigón del pilote.
  2. ¿En qué diámetros de pilote se utiliza cada uno de ellos? Ambos métodos se pueden utilizar en cualquier diámetro de pilote, ya que las ondas sónicas o ultrasónicas se desplazan siempre mientras haya hormigón (precisamente eso es lo que detectan, cuando no hay hormigón). Pero hay motivos de índole práctica y de presupuesto que deciden el método de ensayo de integridad a utilizar. En pilotes de gran diámetro (más de 1,2 m por ejemplo) las ondas sónicas generadas con un martillo de mano en cabeza no ofrecen gran definición en los resultados, es decir, puede que no detecten fallos importantes en el pilote, por lo que se suele utilizar el método ultrasónico en tubos. En pilotes de diámetro pequeño (menos de 0,6 m) habituales en edificación residencial, resulta muy costoso y engorroso disponer de tubos embebidos en el pilote para realizar el ensayo ultrasónico, por lo que se suelen ensayar por el método sónico con martillo de mano.
  3. ¿Hasta qué longitud de pilote es adecuado cada método? Con el método sónico generamos una onda sónica dando un golpe con un martillo de mano en la cabeza del pilote. Esta onda recorre el pilote hasta la punta, donde rebota y vuelve hacia arriba, siendo captada por un sensor en cabeza. Se entiende que si el pilote es muy largo, vamos a tener dificultades en captar esa onda que vuelve. El límite de profundidad para el método sónico es de unos 20 a 30 diámetros del pilote, pero en suelos arcillosos y duros puede ser mucho menor (15-20 diámetros). En suelos arenosos y sueltos la profundidad alcanzada puede ser superior (40-60 diámetros). Además, se va perdiendo definición con la profundidad, por lo que en pilotes largos la información que facilita el método sobre la parte inferior no es muy precisa. El método ultrasónico en tubos no tiene límite de profundidad, ya que basta poner tubos suficientemente largos y utilizar cables largos para las sondas, que van en paralelo de abajo arriba haciendo una especie de escaner ultrasónico entre los tubos. Pero necesita que la armadura del pilote llegue hasta la punta, para que los tubos se aguanten durante el montaje de la armadura y el hormigonado.
  4. ¿Necesito descabezar mis pilotes antes de ensayarlos? En el método sónico con martillo de mano SI que es generalmente necesario, ya que la parte superior del pilote suele estar contaminada y poco compacta, por lo que la onda sónica no penetra bien hacia abajo. En el método ultrasónico NO. Solo se necesita que el extremo superior de los tubos esté accesible; naturalmente que en la evaluación de resultados se deberá tener en cuenta que hay una parte superior del pilote a descabezar y que los tubos tienen un extremo superior al aire.

Espero que no os haya resultada muy larga la lectura. Para más información dirigiros a nuestra web www.fernandeztadeo.com.