Tecnología para el desarrollo de curvas de madurez-resistencia del hormigón
Infraestructura:
Los sensores inalámbricos ¿Valen la pena?
La primera experiencia de un contratista de carreteras con el desarrollo de curvas de madurez-resistencia
Los ingenieros han usado los cálculos madurez para ayudar a los contratistas a completar trabajos más rápidos desde finales de los ochenta. Si ellos pueden saber cuándo una colocación alcanzará el mínimo resistencia sin conducir mucho tiempo en pruebas de rotura en cilindros curados en el campo, contratistas. Puede despojar formas, post-tensión, remover apuntalamiento, terminar la protección contra el clima frío, y pasar a el siguiente paso mucho antes.
Una gran cantidad de empresas ofrecen soluciones para recopilar y compartir datos de temperatura utilizados para predecir el tiempo y la resistencia establecidos. Las primeras soluciones fueron externas: un sensor en el extremo de un cable enterrado en el hormigón conectado a una unidad de procesamiento y alguien viene de fuera de la ubicación para anotar las lecturas a varios intervalos. Luego vinieron los sensores que recopilan y leen datos, pero aún requieren conexión a una unidad de procesamiento para descargar los datos. El teléfono inteligente marcó el comienzo de la era más reciente: los sensores con transmisores inalámbricos que recopilan y envían datos a través del concreto al teléfono a través de Bluetooth o una conexión celular y una aplicación lo carga en un sitio web en la nube donde cualquier persona autorizada para acceder a los datos puede verlo.
Los numerosos estudios de caso que promueven estas soluciones enfatizan cuánto tiempo ahorró el contratista. Sin embargo, a menudo no mencionan que deben desarrollarse curvas de madurez para cada mezcla antes de la colocación para garantizar que las lecturas reflejen lo que va a suceder en el campo, un proceso que requiere mucho tiempo en sí mismo. Y hasta que la industria adopte completamente el método de madurez, los propietarios y contratistas seguirán realizando pruebas de ruptura para su tranquilidad o para el cumplimiento de los documentos del contrato.
Dados estos dos factores, ¿valen los sensores la inversión?
Justificando el pago
Gilchrist Construction Co., un contratista de carreteras con sede en el centro de Louisiana, diría que sí, pero no por la razón que viene a la mente.
En enero de 2015, la compañía comenzó a trabajar en un proyecto relacionado con el programa del DOT de Louisiana para actualizar las intersecciones a los estándares interestatales federales: convertir la intersección a nivel de grado de la Ruta 90 de EE. UU. Y la Ruta 318 del estado en Jeanerette, L.A., a 1,900 pies dos pasos superiores (uno hacia el este y uno hacia el oeste con dos carriles de tráfico cada uno) con subestructuras y superestructuras de hormigón.
El estado requiere que los elementos se coloquen de principio a fin en 4 horas. Las cubiertas tenían un grosor estándar de 8 pulgadas, pero la colocación de secciones extremadamente anchas entre juntas de construcción “tomó cada bit de ese tiempo, y luego algunas”, dice el Gerente de Proyecto J.J. Hickey, P.E. Cuando los informes de incumplimiento hicieron que el estado retuviera el pago, Gilchrist comenzó a utilizar el método de madurez para probar que el hormigón no había comenzado a fraguarse antes de completar las secciones de la cubierta.
Louisiana no permite el método de madurez en proyectos de diseño de licitación, pero esto fue un contrato de diseño-construcción, Gilchrist instaló 170 sensores SmartRock, un producto desarrollado por la firma canadiense Giatec Scientific Inc., con dos sensores en cada pie, columna y tapa. Pero primero, el contratista y productor de hormigón Baldwin Redi-Mix en Nueva Iberia tuvo que realizar calibraciones de madurez inicial. Porque esta fue la primera experiencia de Gilchrist con el producto, prepararon 28 cilindros para tres o cuatro mezclas para desarrollar una curva de madurez-resistencia para cada uno..
Un sensor de temperatura se coloca en cada cilindro. Los sensores registran temperaturas cada media hora durante un período específico: 24 horas, 72 horas, etc. La madurez se calcula cada 30 minutos y se registra al final del período. Los cilindros se rompen para determinar la resistencia a la compresión. Desde allí, se puede desarrollar una curva de madurez-resistencia para que los sensores colocados en los componentes del puente puedan proporcionar madurez (resistencia estimada) en cualquier momento dado.
Trabajando para la adopción de la industria
Gilchrist planea continuar usando sensores de temperatura cuando esté permitido. Giatec está tratando de minimizar cuánto tiempo deben dedicar los contratistas a desarrollar curvas de madurez al asociarse con productores de mezclas preparadas en toda América del Norte para precalibrar mezclas. Baldwin es uno de esos socios.
La aplicación para teléfonos inteligentes también fue útil. “Este fue un proyecto estatal, pero el estado no estaba presente en el campo”, dice el ex gerente de proyectos Frank Maury. “Pude enviar informes de datos a los otros 10 ingenieros del proyecto directamente desde mi teléfono”.
Este artículo apareció en la sección “Infraestructura” de la Revista “Construccion Hormigón”, bajo el título “¿Los sensores inalámbricos valen la pena?” Stephanie Johnson– septiembre de 2018