Edición N° 379 - Noviembre 2014

Precisiones sobre ensayos de integridad

Con motivo del XII Congreso Latinoamericano de Patología de la Construcción y XVI Congreso de Control de Calidad en la Construcción, Conpat, realizado en la ciudad de Cartagena, Colombia, entre el 30 de septiembre y el 4 de octubre de 2013, nuestro colaborador habitual, el ingeniero Sergio Gavilán*, entrevistó al Ingeniero Carlos Fernández Tadeo**, reconocido especialista en el tema de ensayos en pilotes en Europa.

Ingeniero, antes que nada, felicitaciones por la conferencia, fue muy clara, gustó y sobre todo se entendió. Queremos aprovechar la oportunidad para hacerle una entrevista sobre el tema de los ensayos de integridad ¿para qué sirven?
- Sirven para detectar los fallos en la construcción de los pilotes y cimentaciones profundas antes de que puedan causar daños en la estructura. Se hacen a los pocos días o semanas de haberse hormigonado los pilotes y tienen ese objetivo, detectar fallos en edad temprana. No sirven para comprobar la capacidad resistente del pilote o su capacidad de carga. Para eso hay otros métodos. Esto es simplemente para ver si ha quedado bien ejecutado.

Algunas bibliografías  definen siete días de espera para realizar los ensayos, o que el pilote debería tener alguna resistencia ¿cuál es su opinión?
- El hormigón tiene que tener una cierta resistencia, porque estamos hablando de métodos que funcionan mediante ondas de sonido o de ultrasonido. Si el hormigón está muy tierno, porque está fraguando todavía, lleva pocos días y no posee mucha resistencia, las ondas no se propagan bien, sería como darle un golpe a una plastilina o arcilla, no se propaga nada, mientras que si le das un golpe a un material duro y resistente, la onda se propaga más lejos. Sobre cuánto hay que esperar, siete días dicen los libros, las recomendaciones, los fabricantes, para que no lo hagas al día siguiente del hormigonado. Depende de cómo sea el hormigón, del clima en el que se sitúa. Si está helando hay veces que tendrías que esperar semanas, un mes o dos, y si está en un clima caluroso de 42°, esperas un par de días y ya estaría como si hubiese estado en cámara de curado.

En un clima como el del Paraguay, con temperaturas altas de aproximadamente 38°, un hormigón de 20 MPa ¿podría estar apto a los tres o cuatro días?
- Puede ser, siempre hay que probar, estudiarlo en el momento. Tienes que tener criterio para decir esto no es un fallo en el pilote, esto es un fallo del método, porque se lo realizó muy pronto.

En la bibliografía se dice que se pueden determinar defectos del orden del 25 al 30 por ciento de la sección transversal por el método sónico, ¿que opina al respecto?
- Yo no me lo creo, depende mucho de dónde esté el fallo, hay que pensar que el método sónico va desde la cabeza del pilote hacia abajo a más o menos 4000 m/s, muy rápido, y a medida que va bajando, se va debilitando a causa del rozamiento con el terreno. Llega abajo, rebota y tiene que volver hacia arriba, entonces, en un pilote de 20 m de longitud, la onda ha recorrido 40 m. Si el fallo del pilote está en la parte de arriba y hay un rebote a 5 m, la onda ha recorrido 10 m, pero si está a 15 m, ha recorrido 30 m, entonces no se detecta igual el defecto. Se detecta mejor arriba que abajo, porque al llegar abajo, la onda llega debilitada y a veces ya ni se notan los defectos. 

La efectividad del método ¿podría relacionarse con la longitud de los pilotes?
- Si, en pilotes muy largos es posible que no lleguemos a captar la punta.

¿Cuál sería el rango para pilotes “largos”?
- Depende del terreno circundante y la relación longitud/diámetro. El rango estándar es de una longitud de entre 20 a 30 veces el diámetro. Pero, eso puede ser en un terreno medio, en un terreno duro, por ejemplo una arcilla o roca blanda, podría ser solo 15 (veces), y en un terreno muy flojo, como una marisma, fango o arena de playa, podría llegar hasta 40. Este método está fundamentado por los holandeses, que viven en un delta, el delta del Rin, todo arena y fangos. Todo el país lo cimientan con pilotes de 12 a 15 metros, donde se encuentra arena compacta. En Barcelona, tenemos un delta más pequeño y funciona de manera similar  que en arenas más densas y los pilotes funcionan perfecto a 15 m. En Madrid el suelo es más arcilloso y para llegar a los 20 metros ya cuesta mucho. Ahora estamos en una obra en Madrid, un recinto subterráneo, y no sé por qué hacen pilotes de 15, 20, 23, y 35 metros inclusive. En los de 15 sale perfecto, en los de 23 ya cuesta un poco, pero en los de 35 ya no se logra ver la punta, eso no quiere decir que no sea válido el ensayo, sino que solo si hubiera un defecto en los primeros 15 o 20 metros se vería.

¿Cuál es la situación de estos ensayos en España, están incluidos en el código técnico de edificación, en la obra pública, en la obra privada?
- En España empezaron los ensayos hace 25 años más o menos, empezaron por edificación. Me acuerdo que venían empresas holandesas, venían para Intemac (Instituto Técnico de Materiales y Construcciones) precisamente, para las construcciones olímpicas de 1992. Hablé con los holandeses y me ofrecieron trabajar con ellos y enseñarme el método. Y me encantó el sistema, rapidísimo, súper cómodo, tiene una efectividad tremenda y bajo costo. Entonces, a partir de ahí ha ido evolucionado bastante. Yo fui uno de los primeros que empezó por los ensayos sónicos con martillo en mano, que es lo más sencillo y barato, no necesitas dejar los tubos en el pilote. Este método tiene complicaciones para pilotes grandes, de 1,5 m o más de diámetro, ya que la onda se debilita, empieza a bailar. En un pilote muy grande, puede tener fallos importantes. Entonces empezó el método ultrasónico en los pilotes de gran tamaño.
España tuvo un crecimiento brutal en obras públicas, autopistas, carreteras y eso hizo que al disponer de un método de ensayo como el ultrasónico, todos los proyectos lo tuvieran como método de control. Nosotros crecimos mucho y nuestros clientes también. Empezamos a vender aparatos a nuestros clientes y eso lo hizo muy popular para los ensayos en obras con pilotes de gran tamaño y también en el desarrollo de edificaciones residenciales. Cuando eso se dio, la burbuja inmobiliaria reventó y ahora hay un millón de pisos sin vender. Todo esto hizo que se extendiera mucho el método y el código técnico español ya incluye estos ensayos en el capítulo de control de calidad de cimentaciones profundas, con una condición muy importante que, aunque no definen mucho las frecuencias de ensayos (lo deja a criterio de la dirección facultativa), dicen que con el ensayo sónico se puede ensayar un pilote de cada 20, que es una cosa absurda. Yo voy a una reunión o a una presentación y dicen estas cosas. Yo digo que es como si fueras con el auto a cargarle gasolina, de paso ves la presión de las ruedas y controlas solo una de las ellas, por el muestreo, que te dice que si está bien esa, están bien todas y en realidad no es así. Si estás allí, en la obra, pues dale martillazos a todos y tienes la seguridad de verificar todos los pilotes. Nada de hacer muestreo. Los muestreos son para los productos industriales, se inventaron para la fabricación en serie. Sin embargo un pilote es un producto único y de hecho, los fallos son puntuales, normalmente.
El código técnico de edificación español, tiene esa falla de considerar ensayos por muestreo. Pero tiene algo muy bueno, que ya viene de Francia y Estados Unidos, y es que cuando tú haces ensayo de integridad puedes reducir el coeficiente de seguridad.
Porque si haces pruebas del pilote ya construido, no puedes decir que la resistencia estructural del hormigón es de 5 o 4 MPa. Si haces los ensayos, reduces la incertidumbre, por lo tanto no hace falta que pongas un coeficiente de seguridad tan alto. Te permite reducir un 25 por ciento del coeficiente de seguridad. Quiere decir que, cuando un proyectista incluye ensayos de integridad en su proyecto, puede cargar más el pilote, con lo cual vamos a ver que una obra de mil pilotes se reduce a novecientos. Si tienes en cuenta eso, que el código español lo admite, el código francés y el código de Estados Unidos también, tú puedes afinar el proyecto, ajustarlo más y hacerlo más barato. Entonces, en obras grandes, no hay equivalencia entre lo que gastas en el cien por ciento de los pilotes y reducir la cantidad.

Una norma americana habla de ensayar el cien por ciento de los pilotes…
- Sí, en España, se ensayan el cien por ciento de los pilotes con el método ultrasónico para pilotes de 1,20 m o más de diámetro. En la obra pública se presupuestan ensayos para todos los pilotes. Se ha hecho una cultura, la norma no lo dice muy claro, pero la gente lo hace, con el método Crosshole para pilotes de gran diámetro. Las empresas tienen equipos y lo hacen como su control estándar.
Se está extendiendo el método, vendiéndose bastante, ahora mismo yo estoy vendiendo a unos argelinos y a otros portugueses en Mozambique. También en Bolivia hemos estado haciendo ensayos para una planta de gas.

¿Qué opina sobre lo que dicen algunos profesionales de que para los pilotes es suficiente con controlar el volumen de hormigón que entra al pilote?
- Claro, es importante, pero hay otras cosas también como la verticalidad, la profundidad. Y si es un inyectado, esos con barrena continua, de inyección en la punta, por la presión de inyección, a medida que va subiendo el caudal, metro a metro, controlando lo que va entrando, a veces en algún sitio entra mucho, en otro entra menos y vas teniendo un poco el perfil del pilote, ese análisis preciso. Que haya entrado un volumen de hormigón, no quiere decir que esté en un cilindro perfecto, puede estar en un cilindro más ancho o más estrecho. Y si es estrecho, va mal, porque pierdes sección. El volumen del hormigón sólo no lo da, tienen que ver muchas cosas, en pilotes barrenados, vas inyectando hormigón por la punta, y si levantas muy de prisa la barrena, más rápido que el volumen de hormigón que va entrando, puede quedar cortado, va a estar cortado y con el mismo volumen.
Hay maquinarias modernas de pilotes, con ordenadores, que vienen instrumentadas y controlan todos esos parámetros. El caso del que hablábamos, cuando se levanta la barrena de prisa y se corta el volumen de hormigón, puede ser detectado por el aparato. Y hay máquinas que son completamente automatizadas, que mide el caudal que va ingresando, mide la presión, la altura, etc. Y todo lo realiza sólo. De igual manera, esto no desliga el hecho de realizar los ensayos prácticos. Porque una cosa es la información de producción automatizada y otra es la información de control.

Con tantos años de experiencia en los ensayos, en los inicios, se habrá encontrado con gente que desacredita esta metodología ¿no?
-Sí. Yo he trabajado en control de calidad de hormigón de suelos, de pavimentos asfálticos, etc. Y siempre es lo mismo, el controlado dice que el controlador no sirve para nada, que no tienes nada que hacer allí y que te vayas para tu casa. A veces tienen razón, porque el controlador va con el equipo a la obra, aprieta un botón y al salir los resultados, empieza a decir tonterías y eso es peligroso, porque al decir “este pilote está mal” o “este pilote es un desastre” corre una gran responsabilidad.

¿Hay una cualificación para el técnico que realiza el ensayo?
A mí criterio, hay dos niveles, el que hace el ensayo en el campo, es una persona de preparación y luego, el que evalúa la información y  realiza el informe debe ser un ingeniero con buen conocimiento, especialista en geotecnia y con experiencia en pilotes. Esas dos figuras son muy importantes.

¿Hay un riesgo de mala interpretación de los resultados, entonces?
-Sí. Más que nada por las personas que no tienen conocimiento  pero que se atribuyen un halo de sabiduría y dan los resultados de los ensayos como si fuese una verdad absoluta. Es un trabajo también saber interpretar la gráfica y determinar el fallo en un pilote. Y si no se entiende lo que ocurre, hay que decir que no se interpreta correctamente la gráfica.

A veces, cuando las curvas de la gráfica no son las de los libros no se interpretan bien ¿eso por qué se podría dar?
- Probablemente haya necesidad de descabezar un poco más el pilote, unos 20, 30 o 40 cm, para obtener mejores resultados ya que, cuando el pilote no se encuentra bien descabezado o tiene irregularidades en la cabeza, la onda no baja, se queda por arriba en ondulaciones periódicas. Cuando hay rellenos en la cabeza, para arriba queda más ancho, entonces, cuando al cabo de medio metro se encuentra con su diámetro nominal en la sección un poco más estrecha, lo que está muy arriba se marca enseguida, porque la onda está más fuerte.
Hay otros conceptos importantes en la norma ASTM, que conseguí introducir en esa monografía española, en el sitio de internet, que son los conceptos de anomalía, fallo y defecto. La anomalía es una irregularidad observada en un ensayo ultrasónico, indicando un posible fallo. El fallo es una desviación de la forma planeada, como un ensanchamiento de sección pero sin importancia porque no reducen la capacidad resistente. Defecto es entonces el fallo que reduce la capacidad resistente o la durabilidad. Son importantes estas definiciones para delimitar las responsabilidades de las personas, porque el ensayador puede decir si existe una anomalía o un fallo, pero un defecto lo determina el ingeniero, el especialista geotécnico o los responsables técnicos.

Ingeniero, muchísimas gracias por esta entrevista, creo que será muy clarificadora para todos.
- Un gusto Sergio y un saludo grande para todos los lectores de la revista.