la tomografia del hormigon armado
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26 TÉCNICA • InvestIgacIón
La tomografía de hormigón armadoherramienta de La ingeniería civiL
Ver sin romper
Radiaciones penetrantes como los rayos gama o neutrones brindan
la posibilidad de examinar el interior de estructuras de hormigón o
de mampostería en forma no destructiva y obtener información in-
alcanzable con otros métodos. En particular, con los rayos gama
se pueden obtener imágenes con fidelidad fotográfica y medir la
posición y diámetro de las armaduras y su estado de corrosión con
una precisión muy superior a otras técnicas no destructivas, tales
como el ultrasonido, la pachometría, o el radar.
El uso de rayos gama para la inspección de concreto se conoce
desde hace tiempo1 pero su aplicación ha sido limitada. Más re-
cientemente, la disponibilidad de medios informáticos potentes y
métodos de digitalización, han permitido el desarrollo de la tomo-
grafía de hormigón armado2 (THA) como una eficaz herramienta
para la verificación estructural y el diagnóstico de patologías.
Mediante dicha técnica, desde 1992 se han estudiado más de un
millar de piezas estructurales en edificios públicos, viviendas, esta-
blecimientos industriales, autopistas, túneles de hormigón, puentes,
estructuras afectadas de corrosión, fundaciones, pilotes de muelles
bajo el mar, tesoros bancarios, monumentos históricos y otros. El
desarrollo tecnológico y la mayoría de sus aplicaciones han sido
realizados en la Argentina pero a partir del Premio Mercociudades
en 2001, y especialmente, el otorgado por el Tech Museum de San
José California a la “innovación en beneficio de la humanidad”, en el
2002, la THA ha sido reconocida internacionalmente. Los resultados
obtenidos con esta técnica han sido presentados en diversas con-
ferencias y publicaciones3 y se han realizado los primeros estudios
aplicados a puentes en el Reino Unido y Portugal.
Cómo funciona
En su aspecto instrumental la THA es similar a la Tomografía Compu-
tada con rayos X en medicina. Los rayos gama presentan dos ventajas
con respecto a los rayos X para su aplicación en el campo de la inge-
niería civil: son más penetrantes, lo que es un requisito para atravesar
piezas de la densidad del hormigón, y son emitidos en forma espontá-
nea por radioisótopos que no requieren, como los equipos de rayos X,
de fuente de energía externa. Los equipos son, por lo tanto, portátiles y
más adecuados para el trabajo de campo.
El equipo usado en la THA incluye una fuente radioactiva y un bastidor4
que sostiene la placa radiográfica (de 35 x 43 cm) colocados a ambos
lados de la pieza a examinar5 con los cuales se obtienen gamagrafías.
Estas son luego analizadas en el laboratorio mediante programas espe-
cíficos para obtener las tomografías de las armaduras, es decir, la re-
construcción tridimensional de éstas en los distintos sectores examina-
dos. Estos dispositivos ocupan poco espacio; no es necesario remover
revoques, y en casos de tabiques o losas de poco espesor, se pueden
realizar las mediciones sin necesidad de retirar muebles, bibliotecas, al-
fombras, etc. El tiempo de irradiación para cada gamagrafía es de unos
15 minutos. Las normas de seguridad radiológica son similares a las utili-
zadas en medicina: mientras se irradia la zona vecina a la medición debe
permanecer libre de personas. El costo de la THA es competitivo con
la alternativa del picado cuando se tiene en cuenta que el uso de esta
técnica no produce daños, ni polvo, ni obliga a interrumpir las actividades
de rutina en el lugar (salvo en el breve tiempo de la irradiación), evita
reparaciones, y además, la información que brinda sobre las armaduras
es completa (a diferencia de lo que ocurre cuando se pica).
Casos ilustrativos de la aplicación de la THA
El primer uso de la THA se llevó a cabo en el YCA en 1992, para un
estudio encomendado por el Ing. Juan María Cardoni con el doble
objetivo de averiguar si existían perfiles metálicos en el interior de
la mampostería de soporte de la torre principal, y de determinar las
armaduras en vigas y columnas. Un resultado de interés histórico
fue poder observar la caprichosa disposición de los “estribos” y la
excesiva altura de las armaduras en el tramo de las vigas en estos
primeros ejemplos de hormigón armado en el país (ca. 1910).
Una de las aplicaciones con mayor beneficio económico para el comi-
tente fue la determinación de lugares a perforar para colocar 24 tensores
transversales a las 4 vigas del puente sobre el Río Solís (Uruguay), sin
dañar las armaduras y asegurando que los 4 agujeros correspondientes
a cada tensor estuvieran alineados. Este trabajo fue solicitado por el Ing.
Raúl Husni6 una vez que la alternativa del picado resultó infructuosa.
Ejemplo de presentación de la tomografía de la armadura inferior
en una sección central de una viga de 70 cm de espesor. El informe
técnico incluye un gráfico de este tipo, una tabla con los valores de las
coordenadas y diámetros y un texto señalando en tipo de estribos y su
separación y otros datos de interés como presencia de corrosión, oque-
dades, etc. La precisión en la determinación de diámetros y posiciones,
es en general, de 1 y 5 mm respectivamente.
27TÉCNICA • InvestIgacIón
197 (June 1954) 887; J.A. Forrester, Cement and Concrete Association, Tech-
nical Report TRA/274 (Aug. 1957) y The Engineer 295, 314 (1958).
2_ T. Frigerio, M. A. J. Mariscotti, M. Ruffolo and P. Thieberger. Develop-
ment and application of computed tomography in the inspection of reinfor-
ced concrete, Journal of The British Institute of Non-Destructive Testing.
Insight, Vol. 46, Nº 12 (Dic. 2004).
3_ M. A. J. Mariscotti, F. Jalinoos, T. Frigerio, M. Ruffolo y P. Thieberger,
Gamma-Ray Imaging for Void and Corrosion Assessment, ACI Internatio-
nal, November 2009, Vol. 31 No. 11 pp. 48-53.
4_ Method and arrangement for improving tomographic determinations,
particularly suitable for inspection of steel reinforcement bars in concrete
structures, US Patent 8.064571 y AR 057580 B1.
5_ Para el caso de elementos de gran espesor, se utiliza el modo de
“fuente interna” en el cual mediante pequeñas perforaciones se introduce
la fuente en el interior de la estructura. Vigas y columnas de más de 1 m
de espesor han sido tomografiadas de este modo.
6_ Mariscotti, M. A. J., Husni, Reinforced Concrete Tomography And Its Appli-
cation To Bridge Assessment R. ASNT 2006 NDE Conference on Civil Engi-
neering, St. Louis, Missouri, EEUU. Pág. 349 (agosto 2006).
7_ M. A. J. Mariscotti, P. Thieberger, T. Frigerio, F. Mariscotti and M.
Ruffolo, Investigations with reinforced concrete tomography, Structural
Faults & Repairs - 2008, 12th International Conference and Exhibition,
Edinburgh, Scotland (jun. 2008).
8_ M. A. J. Mariscotti, F. Jalinoos, T. Frigerio, M. Ruffolo y P. Thieberger,
Gamma-ray imaging for void and corrosion assessment in PT girders,
NDE/NDT for Highways and Bridges, Structural Materials Technology,
Oakland, California, USA (Sept 2008).
9_ M. Pimentel, J. Figueiras, M.A.J. Mariscotti, P. Thieberger, M. Ruffo-
lo and T. Frigerio, Gamma-ray inspection of post tensioning cables in a
concrete bridge, Structural Faults & Repair 2010, Edinburgh, United King-
dom, June 15 to 20, 2010.
10_Mayor información puede obtenerse en www.thasa.com
La THA se utilizó por primera vez en 1999 para examinar vainas de
postensado en vigas del complejo Zárate-Brazo Largo. El estudio
reveló la presencia de severos defectos de llenado en una vaina.
Esta aplicación generó particular interés en la conferencia Structural
Faults and Repairs (Edinburgo 2008)7 donde fue objeto de una men-
ción especial y dio lugar a la invitación a la conferencia de la ASNT
en Oakland8 (California 2008), al estudio de un puente en Portugal9,
y a la firma de un contrato de colaboración con el Grupo Teixeira
Duarte para la aplicación de la THA en la península ibérica, norte de
África y Brasil. La mencionada aplicación fue utilizada también en
2010 para un extenso estudio de vainas en un tramo de la autopista
25 de Mayo de Buenos Aires.
La THA ha sido utilizada para el relevamiento de estructuras a re-
ciclar, sin documentación, o con patologías, y especialmente, si se
quiere evitar interrupciones y roturas. Fue aplicada para conocer las
armaduras de las columnas principales del edificio del diario La Na-
ción como insumo del proyecto de ampliación en altura o para el
estudio de vigas en la sala de computación en la ex Caja de Ahorro y
Seguro cuando este edificio fue transferido al Senado de la Nación,
donde de acuerdo al comitente, esta técnica permitió un ahorro equi-
valente a 20 veces el costo del servicio, pues permitió determinar la
armadura de la estructura sin afectar la tarea diaria.
En el complejo edilicio Piedrabuena, en colaboración con la Arq.
Reneé Duknowic, la Arq. Teresa Boselli y el Ing. J. M. Cardoni se
estudió el anclaje de las placas de revestimiento exterior cuyo des-
prendimiento podría tener consecuencias fatales. El estado de pilo-
tes en el fondo del océano luego de sufrir la colisión de un barco se
estudió en el puerto de Ushuaia. Tesoros bancarios cuyos tabiques
deben cumplir con ciertas normas del Banco Central han sido estu-
diados con la THA con considerables ahorros de gastos y molestias
al evitarse roturas y picados.
La THA también ha sido utilizada para la determinación del estado del
interior de estructuras de hormigón y otras en monumentos como la Ba-
sílica de Luján, el Palacio de Tribunales, el techo de la Capilla Doméstica
de los Jesuitas en Córdoba, y ornamentos en la Casa Rosada.10
Referencias
1_ I. Mullins and H.M. Pearson, Civil Engineering and Public Works Re-
view (London) 44(515) (May 1949) 256. A.C. Whiffin, The Engineer (London)
Por el dr. mario a. J. mariscotti
PRESIDENTE DE THASA.RECLUS 2017, (1609), BOULOGNE, BUENOS AIRES, [email protected]
PERFIL DEL AUTOR:
El proceso de la THA incluye las tres etapas ilustradas en esta figura de izquierda a derecha: 1) la toma de gamagrafías; 2) el análisis de éstas
mediante programas especialmente desarrollados para dicha aplicación y 3) la reconstrucción topográfica o 3D de la armadura.