Autor: Inspector-Analista. José López, 06 septiembre 2023.
Introducción
Los Ensayos No Destructivos (END) están adquiriendo cada vez más relevancia en la detección de defectos y evaluación de la integridad de puentes y estructuras de concreto. Estos métodos de ensayo permiten obtener información acerca de las condiciones internas de las cubiertas de los puentes, identificando daños y deterioros no visibles por corrosión.
Estas infraestructuras están expuestas constantemente a diversas condiciones ambientales y cargas que pueden desencadenar el deterioro a lo largo del tiempo. Por lo tanto, la detección a tiempo y precisa de fallas, debilitamiento estructural y otros problemas se ha convertido en una prioridad crítica para garantizar la seguridad pública y la sostenibilidad a largo plazo.
Los puentes deteriorados y dañados representan una preocupación significativa en el ámbito de la infraestructura de transporte. Según el Informe de Puentes de la Asociación de Carreteras y Transporte de América (ARTBA), se estima que aproximadamente uno de cada tres puentes en los Estados Unidos requiere de intervención para su reparación o reemplazo, y existen más de 46,100 puentes que presentan deficiencias estructurales.
Anualmente, se destinan cuantiosos recursos financieros para preservar la integridad estructural y la funcionalidad de estos puentes, dado que su deterioro suele ser el resultado de una confluencia de factores diversos.
En este contexto, en este artículo se disertará sobre los métodos convencionales y los avances más recientes en la tecnología de Ensayos No Destructivos aplicados a puentes y estructuras de concreto, para identificar y evaluar de manera no intrusiva y precisa los defectos y fisuras que pueden socavar la integridad estructural.
Estos avances tecnológicos no solo permiten un mantenimiento más efectivo y eficiente, sino que también contribuyen a prolongar la vida útil de estas importantes infraestructuras, reduciendo costos a largo plazo y mejorando la seguridad de las personas que dependen de ellas.
Métodos Convencionales de Ensayos No Destructivos (END)
El primer lugar lo ocupa la inspección visual; el cual, es un método directo y sencillo que se utiliza comúnmente para detectar daños visibles como baches en puentes de concreto. Sin embargo, presenta limitaciones en la identificación de problemas más sutiles como grietas y corrosión, ya que se basa en la observación a simple vista y no proporciona una evaluación completa de la integridad estructural interna de la infraestructura, centrándose principalmente en los problemas evidentes que requieren reparaciones inmediatas.
En el ámbito de la inspección de puentes, se han empleado históricamente métodos convencionales de Ensayos No Destructivos (END) para evaluar la integridad de las estructuras. Uno de estos enfoques tradicionales es el ensayo por líquidos penetrantes (PT, por sus siglas en inglés), que implica la aplicación de un tinte líquido para revelar grietas superficiales en las soldaduras. Si bien el PT es una técnica económica y versátil en términos de aplicabilidad a diferentes materiales, presenta limitaciones al enfocarse únicamente en la detección de grietas superficiales, sin tener en cuenta las grietas subsuperficiales. Además, requiere un acceso directo a la superficie bajo inspección, y la rugosidad de la superficie puede influir en la sensibilidad de la detección.
Otro método convencional es la radiografía, que ha sido utilizada en la inspección de puentes, aunque su uso está siendo gradualmente descontinuado. Los ensayos radiográficos emplean rayos X para obtener una imagen radiográfica de la estructura interna de las soldaduras o pernos, permitiendo determinar la existencia de discontinuidades en las uniones. Sin embargo, este método conlleva riesgos de seguridad asociados a la emisión de radiación y a la generación de residuos químicos. Además, requiere la obtención de licencias adicionales y la evacuación de áreas cercanas al lugar de la inspección radiográfica.
Métodos avanzados de END
Para superar las limitaciones de los métodos convencionales, los ensayos por ultrasonido multielemento (Phased Array o PAUT) han emergido como una alternativa confiable y segura. Estos ensayos emplean un detector de defectos por ultrasonido multielemento (Phased Array) que emite ondas de sonido de alta frecuencia hacia la estructura del puente. Cuando se detecta un defecto, como una grieta o corrosión, la sonda registra alteraciones en las ondas sonoras. Los datos resultantes son transmitidos de regreso al detector de defectos, que los procesa en una representación visual que permite a los inspectores identificar con precisión los defectos.
Otra técnica avanzada de END ampliamente empleada por los inspectores es el ensayo por corrientes de Foucault (EC). Este método es especialmente valioso para la detección de grietas subsuperficiales, una capacidad que los ensayos por líquidos penetrantes a menudo pasan por alto. Un aspecto destacado del ensayo por corrientes de Foucault es su capacidad para aplicarse en superficies pintadas o revestidas, lo que reduce significativamente el tiempo y los costos, ya que no es necesario eliminar los recubrimientos antes de la inspección.
Estas técnicas avanzadas de END, como el ensayo por ultrasonido multielemento y el ensayo por corrientes de Foucault, han evolucionado para superar las limitaciones de los métodos tradicionales y ofrecen una mayor calidad de datos en la inspección de puentes, respaldando la seguridad y la durabilidad de estas estructuras críticas.
Entre otras de las diversas técnicas más avanzadas de Ensayos No Destructivos (END) que se utilizan para evaluar la integridad de los puentes, la Termografía de Infrarrojo se ha destacado como una herramienta valiosa y altamente efectiva. A través de la radiación térmica emitida por los objetos se crean imágenes que representan las diferencias de temperatura en una superficie.
En el contexto de la inspección de puentes, estas diferencias de temperatura en la superficie del puente pueden revelar áreas donde se acumula la humedad o donde hay una pérdida de material aislante, lo que podría indicar problemas de corrosión o humedad en el concreto. La termografía de infrarrojo puede identificar la presencia de corrosión subsuperficial mediante la detección de patrones térmicos irregulares en la superficie; lo cual, es importante para prevenir el deterioro estructural no detectado que podría poner en peligro la seguridad de un puente.
Estas técnicas permiten a los inspectores evaluar en profundidad los defectos encontrados durante una inspección visual y también permiten llevar a cabo las inspecciones sobre elementos que no son fácilmente accesibles. Las mismas requieren de técnicos entrenados para realizar los ensayos y de un profesional con experiencia en la interpretación de los resultados.
Aplicación de las técnicas
Es importante tener en cuenta el elemento a inspeccionar a para la aplicación de la técnica
Para el caso de elementos de hormigón, se cuenta con las siguientes técnicas de inspección avanzada: métodos de resistencia, como esclerométrica y prueba Windsor; métodos de velocidad de pulso sónico, para detectar delaminaciones; técnicas de ultrasonido, que permiten obtener valores de resistencia y detectar grandes grietas y vacíos; métodos magnéticos, para la determinación de la posición de la armadura; métodos eléctricos, para determinación de la corrosión; métodos nucleares, para la determinación del contenido de humedad; termografía infrarroja, para detección de delaminaciones en tableros; radar, para detectar deterioro sobre todo en tableros; radiografía, para determinación del patrón de distribución de armaduras; endoscopia, para un examen minucioso de aquellas partes de la estructura que de otro modo no podrían ser visualizadas.
Por su parte, para los puentes metálicos se cuenta con: radiografía, para la detección de grietas o inclusiones de escoria, o porosidad en soldadura; examen de partícula magnética, para localización de defectos en superficie o cercanos a la misma; examen por corriente parásita, para detectar defectos en profundidad; examen de tinta penetrante, para defectos en superficie; examen de ultrasonido, para la detección de defectos internos.
Conclusión
Los avances en Ensayos No Destructivos han elevado significativamente la capacidad de inspeccionar y evaluar puentes y estructuras de concreto, permitiendo una detección más precisa y temprana de fallas. Estas tecnologías avanzadas no solo mejoran la seguridad de nuestras infraestructuras críticas, sino que también reducen costos a largo plazo al prevenir problemas mayores. A medida que continuamos innovando en este campo, podemos esperar una mayor eficiencia en la gestión y el mantenimiento de estas estructuras esenciales para nuestro desarrollo y seguridad.
Referencias:
Fuente propia
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