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¿Qué son las imágenes y el escaneo de hormigón?
La obtención de imágenes y escaneo de hormigón se refiere generalmente a un grupo de pruebas no destructivas (NDT) que pueden localizar y cuantificar anomalías y defectos (objetivos) del subsuelo. En las últimas décadas se han desarrollado varias tecnologías de imagen y escaneo:
Radar de penetración de tierra (basado en campo electromagnético),
Tomografía ultrasónica (basada en la propagación de ondas ultrasónicas),
Resistividad eléctrica y mapeo de corrosión de media celda (propiedades eléctricas y electroquímicas basadas) y rayos X
Además, la física subyacente de la propagación de ondas ultrasónicas y electromagnéticas en sólidos se ha desarrollado para abordar ciertos desafíos en estructuras especiales, como presas de hormigón en masa y cimientos.
¿Por qué necesitamos escaneo de concreto?
El escaneo de concreto puede ser necesario en diferentes situaciones:
- inspección de la estructura y estudio del estado de los edificios existentes,
ubicar barras de acero en losas y muros,
- localizar defectos tales como vacíos y discontinuidades en losas de hormigón en pendientes
- localizar conductos activos antes de la extracción de testigos y la perforación
- Inspección y monitoreo de corrosión
Métodos NDT para escaneo e imágenes de concreto
Se han desarrollado diferentes métodos de prueba no destructivos para la obtención de imágenes y el escaneo de hormigón. En este artículo, revisaremos algunos de los métodos NDT más famosos para la obtención de imágenes y el escaneo de concreto.
1. Radar de penetración terrestre – GPR
El radar de penetración terrestre (GPR) es un método no destructivo ampliamente utilizado para escanear hormigón. GPR utiliza radiación electromagnética pulsada para escanear hormigón. GPR consta de una antena transmisora y una antena receptora y una unidad de procesamiento de señales. GPR emite pulsos electromagnéticos (pulsos de radar) con una frecuencia central específica para escanear el medio del subsuelo. Las ondas reflejadas de las capas del subsuelo y los objetos son capturados por la antena del receptor.
Aplicaciones y uso
El radar de penetración terrestre proporciona un enfoque rentable para escanear áreas grandes. Los escaneos GPR se pueden realizar a la velocidad del tráfico (ideal para áreas grandes, como el escaneo de la plataforma de un puente).
- Localizar refuerzo de acero en elementos de hormigón
- determinar la ubicación y el espaciado de las varillas
- estimar el espesor de la cubierta de hormigón
- Ubique conductos y tuberías activos
- Identificar vacíos y discontinuidades importantes en losas de hormigón.
- Inspección del revestimiento del túnel
Limitaciones de uso
- Los escaneos GPR no proporcionan información sobre las propiedades mecánicas del hormigón (es decir, resistencia del hormigón)
- Los escaneos GPR no proporcionan información sobre el estado de corrosión de las barras de acero
2. Tomografía ultrasónica: eco de pulso
La tomografía ultrasónica se puede utilizar para escanear huecos y defectos debajo de la superficie en el hormigón. La tomografía utiliza ondas de corte ultrasónicas para estudiar las propiedades multicapa del hormigón.
El concepto detrás de este método se basa en la propagación de ondas de tensión a través de los materiales. Un transmisor introduce un pulso de tensión en el objeto en una superficie accesible. El pulso se propaga al objeto de prueba y se refleja en la interfaz de los objetivos internos (vacíos de aire, barras de acero, límites). El impulso emitido y las ondas acústicas reflejadas se controlan en el transductor receptor. Los solucionadores matemáticos se utilizan para reconstruir la ubicación y el alcance de las anomalías internas.
Aplicaciones y uso
La tomografía y el eco de pulso ultrasónico (UPE) proporcionan un método eficaz para evaluar los defectos del hormigón:
- Estime el espesor de los elementos de hormigón (elementos delgados hasta espesores de rango medio)
- Detecta huecos y fallas internas.
- Detecta grietas y delaminación de poca profundidad
Limitaciones de uso
- El escaneo de concreto mediante tomografía o UPE requiere un espacio pequeño, por lo que el escaneo de áreas grandes requiere mucho tiempo.
- Las pruebas en superficies de concreto rugosas pueden ser un desafío (acoplamiento sensor-concreto)
3. Escaneo de rayos X del hormigón
La imaginación de rayos X en hormigón es muy similar a los rayos X que se utilizan en los laboratorios de imágenes. El escaneo y la obtención de imágenes concretas mediante rayos X se pueden realizar mediante métodos convencionales o el medio digital. La principal diferencia es cómo procesan la imagen. El escaneo de rayos X se puede utilizar para localizar barras de acero en elementos fuertemente reforzados.
Limitaciones de uso
- Dado que esta tecnología utiliza rayos X de alta energía, generalmente se necesita una autorización antes de realizar la prueba. Esto significa que debe observarse una distancia libre de aproximadamente 15 ma 25 m con el fin de realizar la prueba. La mayoría de los proyectos de imágenes de rayos X están programados para turnos de noche o fuera del horario de atención, para reducir el costo y los esfuerzos necesarios para preparar una autorización segura y realizar pruebas.
- Los rayos X se atenúan a medida que atraviesan el hormigón; por lo tanto, se recomienda encarecidamente limitar la profundidad de escaneo a aproximadamente 200 mm o elementos más delgados.
- Los resultados de la prueba deben ser procesados e interpretados por un técnico experimentado para mapear las imágenes en la losa de concreto.
- Otra limitación del método es que no proporciona información sobre la profundidad de los objetivos debajo de la superficie.
4. Mapeo del potencial de corrosión de media celda
El mapeo de corrosión de media celda es un método eficaz para evaluar la probabilidad de actividad de corrosión en estructuras de hormigón. La prueba de media celda se basa en la medición de la diferencia de potencial (electroquímica) de un punto arbitrario en la superficie del hormigón y una media celda portátil estándar, normalmente un electrodo de referencia estándar de Cu / CuSO4 (CSE). La prueba generalmente se realiza en una cuadrícula sistemática, y las mediciones a menudo se muestran como distribución espacial (mapas de contorno 2D) de valor potencial.
Aplicaciones y uso
- Evaluar la probabilidad de corrosión en elementos de hormigón;
- Evaluar la efectividad de la reparación del hormigón.
Limitaciones de uso
- La prueba no se puede realizar sobre revestimientos de asfalto;
- La prueba es sensible a la humedad y temperatura del hormigón.
- La prueba no se puede realizar en elementos con varilla revestida con epoxi.
5. Tomografía sísmica para hormigón en masa
La tomografía sísmica es una configuración de prueba especial basada en el concepto mismo de
velocidad de pulso ultrasónico. En este método, una serie de múltiples transductores de recepción se colocan y fijan en las ubicaciones de prueba, mientras que el transductor de envío se mueve a lo largo de una cuadrícula sistemática. Los pulsos generados por el transmisor son recibidos por los transductores receptores. Se mide la velocidad del pulso en cada trayectoria. Los resultados se demuestran en un mapa de contorno de tomografía sísmica 2D o 3D que muestra el estado del elemento de hormigón. La tomografía sísmica es ideal para probar los elementos de hormigón a gran escala.
Aplicaciones y uso
- Detecta huecos importantes y defectos internos en elementos de hormigón en masa (es decir, presas, bloques de cimentación en masa, etc.)
- Identificar ubicaciones débiles (correlación-indirecta-velocidad de la onda con la resistencia del hormigón)
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