De un tiempo a esta parte, quizá
provocado por la situación económica en la que nos vemos inmersos, o quizá por un
desconocimiento técnico específico, han aparecido, al amparo de empresas de
dudosa fiabilidad técnica, una serie de trabajos de micropilotes,
autodenominados autoperforantes, que nos obliga e incita a explicar qué es un micropilote autoperforante, y sobretodo
qué requisitos tanto técnicos como normativos debe cumplir.
Los trabajos de micropilotes están
normalizados según la UNE EN 14199, publicada en BOE 8 de febrero de 2007. A pesar
de las interpretaciones de ciertos sectores a considerar que no es de obligado
cumplimiento, que consideramos que efectivamente lo es, en cuanto a pertenecer
a un país europeo miembro del comité CEN creador de la norma, lo que es
meridianamente claro es que el resto de documentos que versan sobre
micropilotes son recomendaciones y guías sin ningún tipo de obligatoriedad en
su uso ni cumplimiento. El lector entenderá que un documento normalizado según
estándares de calidad y legalidad de un trabajo tan especializado como los
micropilotes, sea de mayor rango de aplicación, como mínimo, que el de una
simple guía o recomendación.
Cabe mencionar las patentes de Ischebeck DE 3400182 y DE 3828335, registradas desde
1984 relativas al desarrollo del sistema autoperforante.
Criterios normativos y
técnicos a considerar
Respecto al diseño de micropilotes la
norma UNE EN 14199 referencia a los diferentes Eurocódigos de aplicación:
EN 1991-1:EC1 Bases de cálculo y
acciones sobre estructuras, para las acciones a considerar
EN 1992-3: EC2 Proyecto
estructural de pilotes de hormigón, en el caso que se considere el micropilote
como un pilote de hormigón
EN 1993:EC3 Proyecto estructural
de elementos de acero, si lo consideramos como elemento exclusivamente metálico
EN 1994:EC4 Proyecto estructural
de elementos mixtos, al considerarlo como elemento mixto
EN 1997: EC7 Proyecto geotécnico,
para el diseño geotécnico
Según la norma UNE EN 14199 se permiten los siguientes
tipos de armaduras (elementos portantes):
-
Según norma EN 10080, acero para el armado del
hormigón, cuando se utilicen barras
-
según norma EN 10210 perfiles huecos para la construcción, EN 10219, EN ISO 11960
industrias del petróleo y del gas natural, cuando se utilicen secciones huecas
(tubos)
-
Según EN 10025 productos laminados en caliente
para estructuras, cuando se utilicen
productos laminados en caliente (
secciones H)
Centrándonos en las propiedades y
características de las tuberías o barras empleadas comúnmente como elemento
portante, según el Eurocódigo 2 EN 1992, en adelante EC2 y sus tablas C1 y C2,
podemos resumir que existen cuatro requisitos a cumplir( Fig 1):
Fig 1: tablas C1 y C2 del EC2
1- Límite elástico limitado entre 4000 y 6000 kg/cm2.
La razón es la deformación que puede provocar la incompatibilidad del acero
tanto con el hormigón como con la lechada de cemento. La deformación del
cemento está limitada al 2 por mil. Así, los aceros cuyo límite elástico superan
los 6000 kg/cm2, no se
adaptan, aceptan o deben contemplarse.
2- Ductilidad/ deformación. La ductilidad es la propiedad que marca
deformaciones sin llegar a una rotura y mantener así un comportamiento
elástico. En la gráfica tensión-deformación (fig.2 ) se muestra el rango de ductilidad de
diferentes aceros. La norma requiere una ductilidad (un % Agt) por encima de
2,5 para la clase A.
Fig. 2. Gráfica tensión-deformación y % de elongación total
Agt (ductilidad) de diferentes aceros. Líena roja; aceros de tendón liso, línea
amarilla aceros tratados térmicamente, línea verde, aceros para barras
3- Doblado/ desdoblado: es una simple
prueba que se puede incluso ejecutar in situ. Si en este doblado/desdoblado se
aprecian fisuras o la barra rompe, es que esa barra no tiene suficiente
ductilidad (figura 3 )
R38 corrugada de 40 TITAN
40/16
Fig 3: diferentes tipos de barras sometidas al test
doblado/desdoblado
4- Adherencia respecto al área relativa de
corruga. El factor de corruga fR (cociente que expresa el
resultado de a/b (ver figura 4 ), es
importante de cara al reparto de fuerzas en el acero y cuerpo de cemento,
evitando la migración de fisuras hacia la cara externa del recubrimiento. La
norma exige un mínimo de fR > 0,056. Podemos apreciar en la figura 5 diferentes factores de corruga para diferentes
tipos de armado.
Fig 5: fR= o para aceros lisos fR=0.074 (barra tipo GEWI) fR= 0,21-0,33 barra TITAN
ISCHEBECK
Otra característica fundamental del
acero que deba utilizarse como autoperforante, es la tenacidad. En el proceso de perforación, el acero es sometido a
fuertes impactos, torsión y sobreesfuerzos, mediante la rotopercusión. Son ampliamente
conocidas las herramientas con aleaciones de Cr-Ni para superar este problema. Lógicamente
aceros con la aleación suficiente de Cr-Ni pueden resultar extremadamente caros.
Pero lo que está claro, es que el daño por fatiga del acero autoperforante debe
evitarse en cualquier caso.
Para medir la tenacidad del acero se
emplea el ensayo Charpy, que no es más que un péndulo que al golpear el acero,
mide la cantidad de energía liberada en ese impacto y a una temperatura
determinada. Se entiende que a valores por encima de 80 Joules a 20ºC, son suficientes para asegurar dicha
tenacidad en elementos autoperforantes.
Aceros de origen petrolero tipo
N80, no sólo no cumplen con esta propiedad, sino que además en su propia norma
ISO 11960, no se les exigen una composición química característica, por lo que
claramente no son aceptados. (ver figura 6 ). Obviamente son aceros entorno a un
30-40% más económico que el acero que sí cumple.
Fig 6. Tabla E-5, composición química de la EN ISO 11960,
tubos petroleros. Nótese la ausencia de propiedades químicas de la calidad N80
Un elemento más a tener en cuenta es la
conexión entre tramos de armadura. Las barras corrugadas se unen mediante manguitos
de unión, que deben garantizar la misma carga última del conjunto del sistema
diseñado. El sistema debe romper en la barra y no el manguito o deslizarse
dentro del mismo.
Otros elementos portantes ofrecen
uniones mediante roscas macho-hembra o manguitos de unión inadecuados, que
merman la capacidad portante del tubo o la barra de armado a utilizar.
Ischebeck TITAN, cumple
absolutamente con todo lo descrito en el presente artículo, y considera que se les
deben exigir a todas los elementos portantes, como mínimo, dichas características
y propiedades, que por otro lado la norma indica y prescribe.
Resumen
El presente artículo sintetiza las
propiedades fundamentales que se esperan y se exigen a un elemento portante, y
en especial si dicho elemento debe trabajar como autoperforante.
Ischebeck
TITAN, no sólo cumple con dichas propiedades, sino que además de haber
desarrollado diferentes patentes, posee innumerables estudios y ensayos
idependientes y/o oficiales que así lo
corroboran, ensayando además continuamente. Queda patente que aceros de origen petrolero N80, no son
aceptados y no deberían utilizarse bajo ningún concepto como armadura autoperforante,
y el porqué de su menor precio en el mercado.
A modo de resumen se proporciona
el siguiente checklist que deben cumplir las barras autoperforantes:
1- Límite
elástico entre 4000 – 6000 Kg/cm2.
2- Ductilidad
(Agt) suficiente; > 2,5% Agt.
3- Factor
de corruga o forma de la rosca que asegure la adherencia según EC2
4- Carga
total o última del sistema completo (incluyendo manguitos o roscas).
5- Tenacidad
según ensayo Charpy
6- Certificados
de fabricación y trazabilidad, no sólo de las barras, sino de la materia prima
utilizada.
7- Datos
técnicos garantizados mediante ensayos normalizados.
Conclusión
No todo lo que se está utilizando
actualmente en el mercado como armadura de micropilote es válido o aceptable,
ni normativamente, ni lo que es más grave, técnicamente. En especial, hablar de
micropilotes autoperforantes con una armadura que no tenga la tenacidad
suficiente es técnicamente inaceptable. Las propiedades físicas de este tipo de
acero pueden resultar dañadas cuando se
le proporcionan impactos y torques/pares de rotación con la herramienta de
perforación, además de no proporcionar una carga última de todo el sistema.
Por otro lado, se debe tener en cuenta
también para las barras roscadas autoperforantes los criterios que la normativa
ofrece para evitar tanto deformaciones e incompatibilidades con el recubrimiento,
como la migración de fisuras una vez puesto en carga el micropilote en cuestión
Desde Ischebeck TITAN ofrecemos las
claves y características que se le exigen mínimamente, a una barra autoperforante.
