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Control Digital a la Resistencia del Hormigón

Jorge Iván Campos|enero 25, 2022

La fuente inagotable de la tecnología a cada instante nos sorprende

Una de las tantas actividades humanas que constantemente está en la búsqueda de soluciones a los problemas que de manera cotidiana enfrenta es la de la construcción, muy a pesar de su postura conservadora. La arquitectura y la ingeniería civil, como tributarias de ella, son determinantes en esa búsqueda y para ello en no poca medida se valen de los desarrollos tecnológicos, especialmente de las hoy ya muy difundidas cibernética y digital.

Tradicionalmente el control a muchos aspectos y a las condiciones de diversos componentes de las construcciones se ha venido observando, midiendo y registrando de manera manual, sin que ello haya garantizado cabal efectividad en términos de oportunidad y utilidad. Uno de esos aspectos claves, especialmente en las grandes construcciones y más específicamente en aquellas menos convencionales o que se salen de los paradigmas ortodoxos, es el que tiene que ver con el control a la resistencia y madurez del hormigón.

Fuente: masqueingenieria.com

Este control de calidad del hormigón, como bien conoce el gremio, tiene como objetivo comprobar que las características resistentes de dicho hormigón se corresponde con las que teóricamente debería tener. Para realizar tal medición tradicionalmente se han utilizado dos métodos: El de Madurez y el de Probeta.

Sin la pretensión de ser exhaustivos, vale decir que el primero «es una técnica para estimar la resistencia del hormigón y se basa en la suposición de que las muestras de una determinada mezcla de hormigón alcanza iguales resistencias si logran el mismo valor de madurez». (Bellido De Luna, 2017). Planteado de otra forma «Este método está basado en el principio de que la resistencia del hormigón está directamente relacionada al historial de la temperatura de hidratación de la mezcla de cemento». (Bellido De Luna, 2017). Este método requiere una calibración de una mezcla de hormigón en laboratorio, antes de que pueda usarse para correlacionar la madurez con la resistencia en un proyecto, que se expresa en la curva de calibración de madurez.

Ejemplo de Curva de Calibración de Madure
Fuente: webgiatecbdl.azurewebsites.net

En la misma línea, el segundo método es el que se usa antes del hormigonado con el objetivo de comprobar que la resistencia característica real del hormigón que se va a colocar en obra no es inferior a la resistencia establecida en el proyecto, por lo que se realiza a pie de obra, mediante la práctica de ensayos y la extracción de testigos. Pero también es aplicable para determinar «la resistencia característica a compresión del hormigón en estructuras existentes (fck,is), a partir de la extracción de ensayos y testigos; cuando se evalúa la seguridad de la estructura ya sea por la presencia de patologías o por el aumento de las cargas de uso sobre las mismas, etc.». (Fernández Domínguez , 2017).

Pues bien, parece que estos métodos aplicados tradicionalmente de manera manual están siendo revaluados y superados por tecnologías electrónico-digitales. Ya no hay duda que la digitalización se está aplicando a pleno en el sector de la construcción, así que el llamado «internet de las cosas (loT) está facilitando la mejora en los procesos, y en concreto, en el control de los materiales». (Sacyr, 2021).

Como sostiene ArchDayli, hoy existen tecnologías que permiten fundir sensores directamente dentro del hormigón que conectados a un transmisor permite monitorear de forma continua y periódica la resistencia a la compresión basada en la madurez del concreto, enviando los datos de forma  inalámbrica a la plataforma en la nube. Agrega que luego el software calcula automáticamente la temperatura, madurez y la resistencia en función de los datos históricos y así se puede seguir la mezcla de hormigón y el proceso de desarrollo de la resistencia desde cualquier dispositivo y en tiempo real. De esta manera se establece el índice de madurez del hormigón lo que permite determinar el momento óptimo para realizar el postesado estructural.

La empresa Sacyr Ingeniería y Construcciones ya viene aplicando esta tecnología y con su experiencia ha descubierto que «la aplicación permite conocer en profundidad la intensidad de la reacción química producida en la mezcla de hormigón, especialmente en las primeras horas de fraguado, e incluso configurar alarmas vía correo electrónico cuando la mezcla haya alcanzado la resistencia deseada». (Sacyr, 2021).

Dispositivo electrónico-digital para control de resistencia del Hormigón
Fuente: archdaily.co

Las características de los sensores pueden variar en menor escala según del que se trate. Por ejemplo el SmartRock, presenta las siguientes: Las dimensiones son de 38x38x12mm; la longitud del cable de medición de temperatura puede oscilar entre 4 cm a 3m; el rango de medición de temperatura oscila entre los -30º C a los +80º C y la precisión es de -más-menos- 1º C; la frecuencia de medición es cada 15 minutos hasta por cuatro meses que es el tiempo estimado de duración de la batería después de instalado; el rango de alcance de la señal es de hasta 8 metros. La comunicación y análisis de datos generados y trasferidos por el transmisor incorporado se realiza con aplicaciones Móvil Android e iOS o Giatec 360 Cloud Dashboard.

El dispositivo junto con la aplicación -app-, hacen posible descargar informes en cualquier momento del proceso de endurecimiento que detallan la evolución del proceso evitando cualquier tipo de error de laboratorio, señala la misma empresa.

Fuente: facebook.com – Cortesía TecnoCementos

El complejo tecnológico conformado por los sensores, la tecnología de Maturix y la red OG, es descrita como una alternativa sencilla, de bajo consumo, y de largo alcance para conectividad en IoT. Se destaca que al estar basada en la tecnología de radio supera las ya conocidas limitaciones de otras alternativas basadas en redes de celulares o tarjetas SIM, como la escalabilidad o el poder prestar servicios en interiores y áreas rurales. La integración de las tres herramientas en últimas permite obtener información del proceso de curado y secado del concreto -con data en vivo- monitoreada directamente dentro de las estructuras.

En síntesis, la solución Maturix es la herramienta que les permite a los constructores tener el control de la resistencia del hormigón de una manera mucho más eficiente, suprimiendo los registros manuales que se usaban anteriormente que implicaba un trabajo extra de los empleados.

Por lo que respecta a la Red OG -la red de telefonía móvil previa a la celular que opera a través de la red de telefonía fija, mediante radioteléfonos, disponible como un servicio comercial, y permite la operación de la radio policía o el servicio de despacho de taxis- «sirve para recuperar datos físicos del mundo que nos rodea al más bajo costo y permite miles de millones de objetos autónomos para desempeñar un papel en la economía y el desarrollo social». (Franco, 2021).

Esta red se implementa fácilmente gracias a su infraestructura de bajo costo, por ser liviana y de baja potencia, que puede ser un complemento práctico para redes de banda ancha para aplicaciones de IoT, con funciones como el seguimiento de activos o monitoreo de condiciones especiales.

Como lo describe América Digital News, la aplicación IoT es un ecosistema cibernético conformado por cuatro componentes:

  • Hardware, que son los sensores y dispositivos que recopilan datos del entorno, por ejemplo de temperatura, humedad, etc.
  • Conectividad, que es la pista de navegación  que permite transmitir datos a la nube y recibir comandos desde esta para la realización de acciones concretas. En algunos casos, por lo general, se requiere un enrutador.
  • Software, que es el aplicativo o programa  que por lo general está en la nube y es el responsable de analizar los datos recibidos y generar acciones concretas en función de dichos datos.
  • Interfaz, que todo sistema IoT requiere para poder interactuar con él, siendo por lo general una app para Smartphone o apoyada en la web,  y que contiene un tablero que reporta tendencias.
Fuente: facebook.com – Cortesía TecnoCementos

Unas de las bondades que más se destacan de ésta red es su alto nivel de seguridad, en tanto que resulta muy efectiva para evitar ataques de denegación de servicio distribuida (DDoS), a través de lo cual se capturan y manipulan dispositivos, enviando tantos mensajes que la red se congestiona y se apaga.

Si bien es cierto que esta tecnología aplicada a la construcción ya viene siendo implementada en algunos lugares y por algunas empresas, no menos cierto es que su adopción ha sido poco generalizada pese a sus incuestionables ventajas frente a las técnicas tradicionales de probetas -destructivas de materiales-, que son más costosas en términos de tiempo, materiales, esfuerzo, y monetario.

Para Sacyr, algunas razones que lo explican tiene que ver con el cambio normativo que demanda su formalización, el costo de la tecnología, y la preferencia aún por las técnicas tradicionales que aparentemente resultan ser más económicas.

En conclusión, esta metodología que combina todas estas herramientas tecnológicas, es un avance apreciable que sugiere un invaluable cumulo de ventajas respecto de las tradicionales usadas en obra: reduce costos de ensayos en laboratorios, reduce costos de materiales y tiempos de operación, proporciona información sobre evolución de la resistencia en tiempo real, permite control continuo de la temperatura del hormigón, acelera y optimiza la producción y flujos de trabajo, proporciona información fiable de determinadas zonas estructurales críticas.

También permite establecer el momento exacto en el que alcanza la resistencia prefijada o en el que ha de hacerse una intervención restauradora, razones suficientes para que las empresas constructoras la aprovechen como una oportunidad y una gran inversión que ha de reflejarse en la calidad de sus productos, y la eficiencia y rentabilidad de sus proyectos.

Referencias

Por: Jorge Iván Campos

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