“Cuando tenía todas las respuestas, cambiaron todas las preguntas” Mario Benedetti
Consideramos importante traer el pensamiento de Benedetti, porque es una reflexión que invita a pensar sobre la naturaleza dinámica de la vida y el conocimiento. Destaca cómo la certeza puede volverse obsoleta ante cambios abruptos, invitando a adaptarse y cuestionar lo establecido.
En un sector donde el tiempo es dinero y la seguridad no es negociable, se hace necesario pensar en la efectividad de los sistemas de cimentación tradicionales ante los nuevos retos que enfrentan los proyectos. Día a día se hace más frecuente que los proyectos en su estructuración general presenten dificultades ligadas al espacio, ya sea por restricciones del área a intervenir o los accesos; los tiempos de ejecución, el presupuesto y la sostenibilidad, tema emergente, pero con gran repercusión en muchos proyectos. Adicionalmente y sin ser menos importante, los requerimientos son más rigurosos en la medida que avanzan los estándares técnicos y las políticas de seguridad y salud en el trabajo, una condición supremamente importante, pero que en la mayoría de los escenarios representa un dolor de cabeza para los diseñadores y/o constructores.
¡Es claro! Hoy enfrentamos nuevos retos, lo cual, haciendo un símil con Benedetti, es como si en algún momento se cambiaron las preguntas, el dilema es ¿Siguen aplicando las mismas respuestas?
Siguiendo esta línea, es importante que realicemos una revisión de los sistemas de cimentación convencionales, específicamente aquellos construidos con concreto, de tal forma, que podamos identificar su adaptabilidad a las condiciones más desafiantes que actualmente plantean muchos de los proyectos próximos a ejecutar y, cómo algunos de estos retos pueden ser sorteados mediante la implementación de pilotes helicoidales, es decir, cómo se reduce el consumo de concreto al implementar acero.
Con la premisa de sortear los retos que presentan los proyectos, se realizó un recorrido sobre algunos de los casos donde los pilotes helicoidales han sido la mejor opción desde lo técnico, económico y constructivo. En nuestro webinar, se realizó una exposición donde se abordaron retos asociados al espacio, el acceso, las condiciones del suelo, el impacto ambiental, la incertidumbre y el tiempo; logrando evidenciar resultados exitosos en cada uno de estos escenarios.
Con esto no queremos censurar los sistemas de cimentación tradicional, por el contrario, lo que pretendemos es a ampliar el espectro de soluciones, de tal forma, que podamos elegir la mejor opción para cada proyecto bajo el entendimiento de las ventajas y desventajas de cada sistema y su adaptación a lo que demanda la solución.
Es importante precisar que los pilotes helicoidales no constituyen una solución universal, dado que su aplicabilidad depende de las condiciones específicas del terreno, existiendo escenarios donde su uso se ve restringido. No obstante, en aquellos casos donde resultan viables, deben ser considerados como una alternativa de gran valor, pues aportan eficiencia en los procesos constructivos, reducción de tiempos de ejecución y optimización de costos, lo anterior, sin sacrificar calidad ni seguridad.
El interés que despertó este tema quedó reflejado en las múltiples preguntas que surgieron durante el webinar. Aunque no fue posible responderlas todas en el espacio en vivo, a continuación, damos continuidad a la conversación abordando las inquietudes planteadas por los participantes:
En el caso de los proyectos de Cañor Sur, para la conexión entre la cabeza del pilote helicoidal y la losa de concreto, ¿cómo es el amarre entre estos dos elementos?
Dependiendo del tipo de conexión, se define la configuración del pilote. Para el proyecto caño sur, se definió una conexión articulada. Esta conexión se materializó conectado al pilote un lemento de temrinación denomicado cap, el cual consta de una conexión “hembra-macho” que se fija por medio de pernos. En el extremo del elemento que se conecta al pilote se dispone una placa metálica, la cual, aumenta el área en el pilote mitigando los esfuerzos por punzonamiento haciendo el sistema más eficiente
En el proyecto LT Copey, que programa se utilizó para modelar la viga?
Los análisis de la viga se realizaon con el software solidwork. Sin embargo, esto se puede hacer en software del tipo SAP2000, Midas y cualquier software enfocado en el disñeo estructural
¿Qué tan permisible es la perdida de verticalidad en la hincada del pilote?
Los pilotes helicoidales son elementos que se pueden instalar verticales o con inlcinaciones respecto la vertical. Durante el proceso de instalación, se realizan mediciones de inclinación para garantizar la inclinación de los elementos. Sin embargo, en la bibliografía se recomienda para elementos inlcinados considerar variaciones de máximo 2.0°.
Vemos una significativa reducción de concreto en los proyectos mostrados, sin embargo, cual fue la metodología utilizada para poder afirmar que hubo una reducción en la huella de carbono?.
Lo anterior especialmente en consideración de que el acero galvanizado tiene una huella de carbono significativamente mayor y para su fabricación final requiere mayor energía por kg que el concreto.
El análisis se realiza mediante el método del ciclo de vida, el cual, se basa en la norma ISO 14040. Este análisis considera factores como extracción de materias primas, transporte, manufactura, uso y disposición final. Considerando que los pilotes helicoidales son elementos fabricados con materia prima de desuso de la industria petrolera (economía circular), el impacto asociado a la extracción de materias primas y manufactura se reduce a la mínima expresión. Por tal razón, si bien el galvanizad tiene un impacto adicional, este se ve sustancialmente mitigado por la optimización del proceso de extracción y manufactura.
¿Cuándo considerar la conexión pilote- cabezal rígida o articulada?
La conexión rígida o flexible se puede considerar en cualquier escenario; sin embargo, se debe tener cuidado al momento de ejecutar el diseño la implicación que tiene cada una de estos tipos de conexión, dado que, la configuración del diseño y especialmente los tipos de conexión en obra deben reflejar el comportamiento de la conexión considerada. Es importante señalar que los modelos son representaciones matemáticas de un fenómeno físico, por tal razón, los parámetros con los cuales se alimenta un modelo deben estar alineados con las hipótesis de este y materializadas en la realidad.
¿Qué tan vulnerables son los pilotes helicoidales al fenómeno de corrosión? y ¿Cómo se mitiga este efecto?
Los pilotes helicoidales por ser elementos de acero se pueden ver afectados al fenómeno de corrosión bajo ambientes agresivos si no se realiza un débido tratamiento de estos. Para definir el tipo de exposición, es necesaria la ejecución de ensayos químicos del tipo pH, cloruros y sulfatos. Con base en esto, se determian el nivel de agresividad del suelo. Adicionalmente, con el propósito de mitigar el efecto d ela corrosión, se realiza un recubrimiento con Zinc bajo los estándares de la norma ASTM A123.
¿En un proyecto nuevo para que tipos de suelos se recomienda la utilización de pilotes helicoidales?
Los pilotes helicoidales como cualquier otro sistema de cimentación presenta ventajas y desventajas. Dentro de las desventajas del sistema, se tiene el impedimento para su implementación en estratos rocos o en suelos con presencia de gravas o bloques de roca con tamaños máximo nominal a 8 pulgadas.
¿Axiatech genera los cálculos de los pilotes helicoidales ? ¿Es alcance de la ingeniería o ustedes prestan ese servicio de acompañamiento?
En Axiatech S.A.S. nos encargamos del análisis, diseño, fabricación (suministro) e instalación de los pilotes helicoidales para todos los proyectos en los cuales se presente viabilidad en la implementación de este tipo de elementos. En caso de tener algún proyecto donde se considere que se puede implementar esta metodología, por favor contactar nuestra área comercial
¿Cuál es el material que recubre o protege el pilote al contacto con el suelo?
Los pilotes helicoidales van recubiertos con una capa de Zinc, la cual, se aplica bajos los lineamientos establecidos en la norma ASTM A123
¿Como realiza el montaje de prueba, como se unen los pilotes al montaje?
El pilote helicoidal presenta un elemento de terminación llamado comúnmente “Cap”. Este elemento en esencia es una placa metálica que va soldada a una sección tubular de mayor diámetro que el pilote, generando una conexión “macho-hembra” La fijación de esta sección (tuno del cap y pilote) se realiza mediante pernos transversales. De esta forma se conecta el pilote al elemento de terminación. Una vez realizada esta conexión, se dispone una placa en la parte superior de las vigas, la cual, va alineada con la placa del cap. Tanto la placa sobre la viga como la placa del cap van perforadas, de tal forma, que estas se puedan conectar mediante espárragos. Bajo este sistema de conexión se vincula el marco de reacción con los pilotes que servirán como elementos de reacción.
¿Se requiere de un estudio de suelos con algún ensayo especial o con un ensayo convencional es suficiente?
Como en cualquier diseño geotécnico, la mitigación de la incertidumbre y confiabilidad del diseño está sujeta a la caracterización geotecnica del proyecto, es decir, exploración y laboratorios. Sabiendo que en algunas zonas las condiciones de acceso y disponibilidad limitan los equipos de exploración, se recomienda como mínimo la ejecución de un ensayo SPT bien ejecutado, y la caracterización de las muestras mediante ensayos de clasificación, propiedades índice, ensayos de resistencia del tipo compresión inconfinada y cortes directos (según aplique) y ensayos de deformación del tipo consolidación.
Agradecemos a todos los asistentes por su activa participación y por enriquecer este espacio con preguntas que nos invitan a reflexionar y a seguir creciendo juntos. En Axiatech creemos que el conocimiento compartido se multiplica, por eso continuaremos generando encuentros como este, para seguir construyendo soluciones que transformen la ingeniería.
Equipo tecnológico Axiatech.
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