Cómo ahorrar costos en el control de calidad del hormigón con sensores inteligentes
El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo, ya que sus ingredientes, por ejemplo, agregados, agua y cemento, están disponibles en todo lugar.
Las propiedades del hormigón endurecido se rigen por varios factores tal como el diseño de la mezcla y las condiciones de curado. El hormigón se ordena a menudo para un proyecto basado en la resistencia especificada por el ingeniero estructural. Este es un parámetro crítico, ya que varias operaciones como la eliminación del moldaje y la aplicación de la carga dependen de cuándo el hormigón alcanza una resistencia específica para ejecutar esta tarea con seguridad.
Ensayo de compresión de hormigón
El método más común usado para monitorear la resistencia del hormigón es a través de la rotura de probetas (NCh1037) que en el mejor de los casos se elaboran y curan en la obra, sometidas a “las mismas condiciones” de curado que la estructura de hormigón.
Sin embargo, la mayoría de las veces estas probetas son llevadas a un laboratorio donde son curadas en condiciones ideales, muy diferentes a los cambios climáticos que tendrían en el sitio de trabajo. (ver comparacion entre ensayos de probetas y método de madurez)
Este método de autocontrol de calidad no es eficiente, ya que hay un retraso en la obtención de resultados (por el tiempo que se tarda en enviar las muestras al laboratorio, ensayarlas e informar) y no es exacto, ya que usualmente se prueba sólo una muestra.
Incluso un par de horas de retraso y la incertidumbre en los resultados genera implicaciones financieras importantes, mientras el equipo de construcción está esperando en el sitio de trabajo. Asumiendo que los resultados son aceptables.
Pull off y Martillo Smith.
Entre otros métodos no destructivos de medición de resistencia, los ensayos de pull-off y de martillo Schmidt no son fiables, ya que están muy influenciados por las condiciones materiales locales. El único método no destructivo que es ampliamente aceptado por las normas y códigos de construcción es el método de madurez del hormigón, recientemente incorporado en la norma NCh170 como único método de recomendado para la estimación de la resistencia real en obra.
En este método, la resistencia se correlaciona con la madurez del hormigón que es una función de la historia de la temperatura del hormigón curado en el sitio. ASTM C1074 (norma INN en desarrollo) y NEN 5970 describen tres especificaciones con estándar diferentes para este método.
Monitoreo mediante cables o termocuplas.
El monitoreo in situ de la temperatura, que es la parte clave del método de madurez, se realiza a menudo utilizando termocuplas cableados o conectados a un registrador de datos. Estos sistemas cableados se instalan antes de verter hormigón. Después del endurecimiento, los datos de temperatura se descargan utilizando un registrador manual de datos o conectando el registrador a la computadora para luego llevarlos a un software en la oficina. Ver comparativo
Estos datos se analizan posteriormente usando el método de madurez para calcular la resistencia del hormigón. Uno de los desafíos del uso de estos sistemas es cuidar los cables, ya que a menudo se cortan en el sitio de trabajo de la construcción. Además, la recopilación y análisis de datos requiere mucho tiempo.
Método inalámbrico con app móvil.
Recientemente, se han desarrollado sensores inalámbricos basados en equipos móviles (como Giatec SmartRock ) para un enfoque más eficiente en el monitoreo de la temperatura / madurez del hormigón. La utilización de estos sensores inteligentes inalámbricos basados en aplicaciones móviles puede reducir significativamente el tiempo y, en consecuencia, el costo del control de calidad del hormigón. He aquí un ejemplo de cálculo del ahorro de costes basado en una experiencia de proyecto real:
En un proyecto típico el proveedor de hormigón premezclado entrega todos los certificados de calidad del hormigón necesarios para, por un lado, cumplir con el muestreo normativo y, por otro, obtener la recepción municipal del proyecto en la dirección de obras Municipales, DOM. Entonces, con el uso del método de la madurez por el personal de control de calidad de la propia oficina técnica de la obra, se hace innecesaria la contratación de laboratorios de autocontrol que no serán capaces de entregar resultados a tiempo que permitan tomar las medidas correctivas para evitar un problema futuro.
Además, hay un ahorro significativo de costos como resultado de usar el método de madurez, eliminando la necesidad de tener mayor personal de control de calidad o laboratorios propios de ensayos de materiales en obra y, lo más importante, optimizando el calendario de construcción; al medir la resistencia en tiempo real se ahorran una importante cantidad de Gastos Generales.
El monitoreo con SmartRock (ver demo) permite a los gerentes de proyectos ahorrar hasta un día en el arriendo y uso de moldaje para cada piso. Incluso en los proyectos donde el ensayo de probetas es obligatorio, el concepto de madurez puede usarse para determinar el tiempo óptimo al cual las muestras deben ser enviadas al laboratorio para la prueba de ruptura. Teniendo en cuenta estas ventajas, no es de extrañar que más y más constructoras estén implementando el método de madurez en su práctica de ingeniería.