Pruebas de Integridad (Pile Integrity Tester)
Las pruebas de integridad empleando el equipo PIT (Pile Integrity Tester) consisten en producir pequeñas perturbaciones mediante impactos de martillo asentados en la cabeza y fuste del elemento.
A estos puntos de impacto se les denomina punto de tiro, los cuales sistemáticamente se realizan variando los tiempos de grabación de 16 a 128 ms para obtener el suficiente número de registros que permitan llegar a resultados confiables a través de una estadística.
Los ensayes con PIT se sustentan en la determinación de las velocidades con las que se propagan las ondas de presión a través del concreto, determinando así si existen discontinuidades o no en el medio.
Cuando se golpea un pilote, o pila, con un martillo, se genera una onda de presión que se propaga a lo largo de la estructura con una velocidad que es función exclusivamente de las propiedades dinámicas del material con que está construida la pila. La velocidad de propagación c está dada por la siguiente ecuación.
- dónde:
- E= Módulo de elasticidad
- g= Aceleración de la gravedad
- Y = Densidad del concreto de la pila
Figura 1. Esquema general de la ubicación del sensor y punto de excitación en la pila
Conforme se propaga, la onda sufre reflexiones en su trayecto que pueden ser provocadas por variaciones en las características del material, por la presencia de fricción o resistencia de punta, o bien, por el cambio de material en la punta del pilote o pila.
Bajo este contexto, la impedancia Z del elemento de cimentación se define como:
- dónde: A= Área de la sección del pilote
Cualquier variación de impedancia a lo largo del elemento de cimentación provoca reflexiones de la onda. Estas reflexiones al alcanzar el punto donde está instalado el sensor provocan una variación brusca de la velocidad de desplazamiento de la partícula en dicho punto. Un aumento de impedancia causa una reducción en la velocidad, mientras que una disminución de la impedancia genera un aumento de velocidad.
La velocidad de onda registrada se asocia con la calidad del concreto, según el criterio establecido por Whitehurts E.A. en 1967 es el que se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Calidad del concreto según la velocidad de ondas P
| Velocidad de onda longitudinal | Clasificación del concreto |
|---|---|
| V > 4570 | Excelente |
| 4570 > V > 3660 | Bueno |
| 3660 > V > 3050 | Cuestionable |
| 3050 > V > 2130 | Pobre |
| V < 2130 | Muy pobre |
En campo el procedimiento a seguir será el siguiente:
- Se deberá descubrir la cabeza de cada elemento para posteriormente colocar en la zona descubierta de los mismos, sismodetectores donde se realizaran los puntos de tiro mediante el golpeo con martillo.
- Las mediciones dinámicas de reflexión sísmica se realizarán en cada una de las pilas colocando un acelerógrafo vertical en el cabezal, como se muestra en la Figura 1. El sensor o acelerógrafo se ubicará al centro del cabezal de la pila y el punto de excitación se posicionará a un costado del sensor.
- Para la ejecución de la prueba se generarán pequeñas perturbaciones mediante impactos de martillo asentados junto al sensor. A estos puntos de impacto se les denomina puntos de tiro (PT) y se harán sistemáticamente variando la frecuencia de grabación de 50 a 150 Mhz, para obtener el suficiente número de registros que permitan llegar a resultados confiables a través de una estadística.
- Las vibraciones producidas por las pequeñas perturbaciones viajan a través del concreto en dirección vertical y son registradas en el punto de medición donde se encuentra el acelerógrafo.
En los trabajos de campo se utilizara un equipo analizador marca PDI, modelo PIT FV Starter, de dos canales, grabación en disco y selectores de filtros, amplitudes y grado de sensibilidad (ganancias). Las curvas de velocidad se grabaron en la tarjeta de memoria del equipo y posteriormente se realizará un respaldo en disco flexible para su posterior análisis a través del software PIT-W de Pile Dynamics Inc.