En Construcción.

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Recopilación de Información para la Evaluación Inicial y Diagnóstico en Mantenimiento y Reparación de Estructuras Metálicas

La fase de recopilación de información es crucial en cualquier proyecto de mantenimiento y reparación de estructuras metálicas. Constituye la base sobre la cual se toman decisiones, se planifican las intervenciones y se garantiza la seguridad y eficiencia del trabajo. Esta etapa, a menudo denominada pre-planificación, permite obtener un entendimiento profundo del estado actual de la estructura, los factores que influyen en su deterioro y las necesidades específicas del cliente o propietario.

Documentación Existente

El primer paso, y uno de los más importantes, es la recopilación y revisión exhaustiva de toda la documentación existente relacionada con la estructura metálica. Esto incluye, pero no se limita a:

• Planos originales: Planos de diseño, fabricación y montaje de la estructura. Estos planos son fundamentales para comprender la geometría, los tipos de acero utilizados, las dimensiones de los elementos, las conexiones (soldadas, atornilladas, remachadas) y las especificaciones originales del proyecto. Es crucial verificar si los planos "as-built" (tal como se construyó) están disponibles, ya que pueden reflejar modificaciones realizadas durante la construcción que no aparecen en los planos originales. En Bogotá, es común encontrar estructuras antiguas donde la disponibilidad de planos es limitada, lo que exige un esfuerzo adicional en la inspección de campo.
• Informes de inspecciones previas: Si existen informes de inspecciones anteriores, estos proporcionan una valiosa línea de base para evaluar la progresión del deterioro a lo largo del tiempo. Estos informes pueden incluir datos sobre corrosión, deformaciones, fisuras, daños por impacto, etc. Se debe prestar especial atención a las recomendaciones y acciones correctivas propuestas en informes anteriores que no se hayan implementado.
• Registros de mantenimiento: Los registros de mantenimiento, si se mantienen adecuadamente, ofrecen información sobre las intervenciones realizadas en la estructura, como reparaciones, refuerzos, aplicaciones de recubrimientos protectores, etc. Estos registros ayudan a identificar áreas problemáticas recurrentes y a evaluar la efectividad de las intervenciones previas.
• Manuales de operación y mantenimiento: En algunos casos, especialmente en estructuras industriales o de infraestructura, pueden existir manuales específicos que contengan información relevante sobre los materiales utilizados, los procedimientos de mantenimiento recomendados y las cargas de diseño.
• Especificaciones técnicas de materiales: Conocer las propiedades de los materiales originales, como el tipo de acero, su resistencia, límite elástico y tratamientos anticorrosivos, es esencial para evaluar su comportamiento actual y determinar las técnicas de reparación más adecuadas.
• Historial de cargas y uso: Comprender el historial de cargas a las que ha estado sometida la estructura (cargas estáticas, dinámicas, cíclicas, accidentales) y su uso real (si ha habido cambios en la función o en las cargas operativas) es crucial para evaluar su estado actual y su vida útil remanente. Por ejemplo, un puente en Colombia que originalmente fue diseñado para un determinado flujo de tráfico, puede haber experimentado un aumento significativo en la carga debido al crecimiento urbano, lo que requiere una evaluación más detallada.

La falta de documentación completa es un desafío común, especialmente en estructuras más antiguas. En estos casos, la inspección visual y las pruebas no destructivas (END) cobran mayor importancia para suplir la información faltante.

Inspección Visual Detallada

La inspección visual es una herramienta fundamental en la recopilación de información. Debe ser realizada por personal capacitado y experimentado, capaz de identificar signos de deterioro, anomalías y posibles riesgos. La inspección visual debe ser sistemática y exhaustiva, cubriendo todos los elementos de la estructura y prestando especial atención a:

• Corrosión: Identificar el tipo de corrosión (generalizada, localizada, por picaduras, galvánica, etc.), su extensión y severidad. La corrosión es uno de los principales problemas en estructuras metálicas en Colombia, debido a las condiciones climáticas en muchas regiones del país. Se debe evaluar el estado de los recubrimientos protectores y la presencia de óxido, descamación, ampollas, etc.
• Deformaciones: Detectar cualquier deformación permanente en los elementos estructurales, como pandeo, flexión excesiva, abolladuras, etc. Estas deformaciones pueden ser indicativas de sobrecargas, fatiga o fallas en las conexiones.
• Fisuras: Identificar la presencia de fisuras, su ubicación, tamaño, orientación y propagación. Las fisuras pueden ser un signo de fatiga del material, corrosión bajo tensión o defectos de soldadura.
• Conexiones: Inspeccionar el estado de las conexiones, ya sean soldadas, atornilladas o remachadas. En conexiones soldadas, buscar fisuras, porosidad, socavaciones, falta de fusión, etc. En conexiones atornilladas, verificar el apriete de los pernos, la presencia de corrosión, deformaciones en los agujeros y el estado de las arandelas. En conexiones remachadas, comprobar si hay remaches sueltos, corroídos o faltantes.
• Daños por impacto: Identificar cualquier daño causado por impactos, como golpes, abolladuras, raspaduras, etc. Estos daños pueden debilitar la estructura y crear puntos de concentración de tensiones.
• Estado de los apoyos y cimentaciones: Verificar el estado de los apoyos y las cimentaciones, buscando signos de asentamiento, grietas, corrosión, etc. Los problemas en los apoyos pueden afectar la estabilidad general de la estructura.
• Evidencia de reparaciones previas: Evaluar la calidad y efectividad de cualquier reparación previa. Es importante determinar si las reparaciones fueron realizadas correctamente y si han resuelto el problema original.
• Acumulación de agua y suciedad: La presencia de agua estancada o acumulación de suciedad puede acelerar la corrosión y el deterioro de la estructura.

Durante la inspección, se deben utilizar herramientas adecuadas como lupas, linternas, cámaras fotográficas, galgas de espesores, medidores de grietas, etc. Es fundamental documentar todos los hallazgos mediante fotografías, videos y notas detalladas.

Condiciones Operativas y Ambientales

Las condiciones en las que opera la estructura y el ambiente al que está expuesta tienen un impacto significativo en su durabilidad y en la velocidad de su deterioro. Es crucial recopilar información detallada sobre estos factores:

• Ambiente:
  • Tipo de ambiente: Determinar si la estructura se encuentra en un ambiente rural, urbano, industrial, marino o una combinación de estos. Cada tipo de ambiente presenta diferentes agentes agresivos. Por ejemplo, en Bogotá, un ambiente urbano e industrial implica la exposición a contaminantes atmosféricos y emisiones vehiculares.
  • Humedad relativa: La humedad es un factor clave en la corrosión de los metales. Registrar los niveles promedio de humedad relativa y las variaciones estacionales. En zonas de alta humedad como la costa caribeña colombiana, la corrosión es un problema mucho más severo.
  • Temperatura: Registrar las temperaturas promedio, máximas y mínimas, así como las variaciones diarias y estacionales. Los cambios de temperatura pueden generar tensiones térmicas en la estructura.
  • Presencia de agentes agresivos: Identificar la presencia de agentes químicos agresivos, como cloruros (en ambientes marinos o industriales), sulfatos, dióxido de azufre (en zonas industriales), amoníaco, etc. Estos agentes pueden acelerar significativamente la corrosión.
  • Exposición a la lluvia y al viento: Evaluar la exposición de la estructura a la lluvia y al viento. La lluvia puede lavar los contaminantes, pero también puede acumularse en ciertas áreas y provocar corrosión. El viento puede transportar partículas abrasivas y generar cargas adicionales.
• Condiciones Operativas:
  • Cargas: Determinar las cargas estáticas (peso propio, cargas permanentes) y dinámicas (viento, sismo, tráfico, vibraciones) a las que está sometida la estructura. Es importante verificar si las cargas actuales coinciden con las cargas de diseño originales.
  • Ciclos de carga: Identificar si la estructura está sometida a ciclos de carga repetitivos, que pueden generar fatiga en el material.
  • Vibraciones: Evaluar la presencia de vibraciones, ya sean inducidas por maquinaria, tráfico u otras fuentes. Las vibraciones pueden aflojar conexiones y generar fatiga.
  • Temperatura de operación: Si la estructura opera a temperaturas elevadas (por ejemplo, en una planta industrial), es importante registrar estas temperaturas y su influencia en el comportamiento del material.

Entrevista con el Personal

Las entrevistas con el personal que opera y mantiene la estructura son una fuente invaluable de información. Este personal puede proporcionar detalles sobre:

• Problemas observados: El personal puede reportar problemas que no son evidentes durante una inspección visual, como ruidos extraños, vibraciones inusuales, deformaciones perceptibles bajo carga, etc.
• Historial de incidentes: Pueden tener conocimiento de incidentes pasados, como sobrecargas, impactos, reparaciones de emergencia, etc., que no están documentados.
• Prácticas de mantenimiento: Pueden describir las prácticas de mantenimiento que se han seguido, incluyendo la frecuencia de limpieza, inspección, aplicación de recubrimientos, etc.
• Dificultades operativas: Pueden identificar dificultades operativas relacionadas con la estructura, como limitaciones de carga, problemas de acceso para inspección y mantenimiento, etc.
• Cambios en el uso: Pueden informar sobre cambios en el uso de la estructura o en las cargas operativas que no se reflejan en la documentación.

Es importante realizar las entrevistas de manera estructurada, utilizando un cuestionario o guía para asegurar que se cubran todos los temas relevantes. Se debe fomentar un ambiente de confianza para que el personal se sienta cómodo compartiendo información, incluso si esta es negativa.

Normativa Aplicable

La recopilación de información debe incluir la identificación y revisión de la normativa aplicable al diseño, construcción, mantenimiento y reparación de estructuras metálicas. Esto es fundamental para asegurar que las intervenciones cumplan con los requisitos legales y técnicos vigentes, y para garantizar la seguridad de la estructura. En Colombia, la normativa relevante incluye, pero no se limita a:

• NSR-10 (Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente): Establece los requisitos mínimos para el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes, incluyendo estructuras metálicas. Contiene capítulos específicos sobre diseño estructural en acero, requisitos de materiales, conexiones, protección contra la corrosión, etc.
• Normas Técnicas Colombianas (NTC): Existen numerosas NTC relacionadas con estructuras metálicas, que abarcan temas como:
  • Especificaciones de materiales (aceros estructurales, elementos de fijación, etc.)
  • Soldadura (calificación de soldadores, procedimientos de soldadura, inspección de soldaduras)
  • Protección contra la corrosión (recubrimientos, preparación de superficies)
  • Ensayos no destructivos (END)
  • Fabricación y montaje de estructuras metálicas
• Códigos de Diseño Internacionales: En algunos casos, se pueden utilizar códigos de diseño internacionales reconocidos, como AISC (American Institute of Steel Construction), AWS (American Welding Society), Eurocódigo, etc., siempre y cuando sean aceptados por la autoridad competente y se complementen con la normativa colombiana.
• Reglamentaciones locales: Adicional a lo anterior, se debe verificar si en el municipio o distrito, existen reglamentos relacionados con la construccion en estructuras metalicas, que deban ser tenidos en cuenta. Por ejemplo la ciudad de Bogotá, podria tener estipulaciones al respecto.
• Normativa ambiental: Se deben considerar las normas ambientales relacionadas con el manejo de residuos, emisiones atmosféricas y protección del medio ambiente durante las actividades de mantenimiento y reparación.
• Normativa de seguridad y salud en el trabajo: Es fundamental cumplir con la normativa de seguridad y salud en el trabajo, que establece los requisitos para la prevención de riesgos laborales y la protección de los trabajadores.

Es importante tener en cuenta que la normativa puede ser actualizada periódicamente, por lo que se debe asegurar que se está utilizando la versión más reciente.

Análisis Preliminar de Riesgos

Con base en la información recopilada hasta este punto, se debe realizar un análisis preliminar de riesgos para identificar los peligros potenciales asociados a la estructura y a las actividades de mantenimiento y reparación. Este análisis debe considerar:

• Riesgos estructurales: Evaluar la probabilidad de colapso parcial o total de la estructura, debido a la presencia de daños, corrosión severa, sobrecargas, etc.
• Riesgos para los trabajadores: Identificar los riesgos para la seguridad y salud de los trabajadores, como caídas de altura, atrapamientos, exposición a sustancias peligrosas, electrocución, etc.
• Riesgos para el público: Evaluar los riesgos para el público en general, como caídas de objetos desde la estructura, interferencia con el tráfico, etc.
• Riesgos ambientales: Identificar los posibles impactos ambientales de las actividades de mantenimiento y reparación, como la contaminación del suelo, el agua o el aire.

El análisis de riesgos debe ser un proceso continuo, que se actualiza a medida que se obtiene más información y se avanza en el proyecto. Los resultados del análisis de riesgos se utilizan para definir las medidas de control necesarias para mitigar los peligros identificados.

Establecer Objetivos

Antes de proceder con la planificación detallada, es crucial establecer objetivos claros y medibles para el proyecto de mantenimiento y reparación. Estos objetivos deben estar alineados con las necesidades del cliente o propietario, los hallazgos de la inspección y la normativa aplicable. Los objetivos pueden incluir:

• Restaurar la capacidad estructural de la estructura.
• Prolongar la vida útil de la estructura.
• Mejorar la seguridad de la estructura.
• Reducir los costos de mantenimiento a largo plazo.
• Minimizar el impacto ambiental de las intervenciones.
• Cumplir con la normativa aplicable.
• Minimizar las interrupciones en el uso de la estructura.

Los objetivos deben ser específicos, medibles, alcanzables, relevantes y con plazos definidos (SMART). Por ejemplo, un objetivo podría ser: "Reducir el nivel de corrosión en los pilares principales de la estructura en un 50% en un plazo de 6 meses, utilizando técnicas de limpieza y aplicación de recubrimientos que cumplan con la NTC XXXX."

Definir Alcance

El alcance del proyecto define los límites de las intervenciones a realizar. Debe describir de manera precisa y detallada qué trabajos se incluirán y qué trabajos quedarán excluidos. El alcance debe ser coherente con los objetivos establecidos y con los recursos disponibles. Un alcance bien definido evita malentendidos, sobrecostos y retrasos en el proyecto. El alcance debe incluir, como mínimo:

• Elementos estructurales a intervenir: Especificar qué elementos de la estructura serán objeto de mantenimiento o reparación (pilares, vigas, conexiones, etc.).
• Tipos de intervenciones: Describir los tipos de intervenciones a realizar (limpieza, reparación de soldaduras, refuerzo de elementos, aplicación de recubrimientos, etc.).
• Criterios de aceptación: Establecer los criterios de aceptación para cada tipo de intervención, es decir, los requisitos que deben cumplirse para considerar que el trabajo ha sido realizado satisfactoriamente.
• Exclusiones: Indicar claramente qué trabajos o elementos no están incluidos en el alcance del proyecto.

Estimación Inicial de Recursos

Una vez definido el alcance, se debe realizar una estimación inicial de los recursos necesarios para ejecutar el proyecto. Esto incluye:

• Mano de obra: Estimar la cantidad y tipo de mano de obra requerida (soldadores, pintores, inspectores, ingenieros, etc.), así como el número de horas de trabajo para cada especialidad.
• Materiales: Estimar la cantidad y tipo de materiales necesarios (acero, elementos de fijación, recubrimientos, consumibles de soldadura, etc.).
• Equipos y herramientas: Identificar los equipos y herramientas necesarios (equipos de soldadura, equipos de limpieza, andamios, grúas, herramientas manuales, etc.).
• Subcontratos: Determinar si se requiere subcontratar algún trabajo especializado (ensayos no destructivos, análisis estructural, etc.).
• Permisos y licencias: Identificar los permisos y licencias necesarios para ejecutar el proyecto (permisos de construcción, permisos ambientales, etc.).

La estimación de recursos debe ser lo más precisa posible, considerando los precios de mercado, la disponibilidad de mano de obra y materiales, y los posibles imprevistos.

Elaboración de Cronograma Base

El cronograma base es una representación gráfica de las actividades del proyecto, su duración y sus dependencias. Permite visualizar la secuencia de trabajo, identificar las actividades críticas (aquellas que, si se retrasan, retrasan todo el proyecto) y estimar la duración total del proyecto. El cronograma base debe incluir, como mínimo:

• Lista de actividades: Todas las actividades necesarias para ejecutar el proyecto, desde la planificación hasta la entrega final.
• Duración de las actividades: Estimación de la duración de cada actividad, en días, semanas o meses.
• Dependencias entre actividades: Identificar las relaciones de precedencia entre las actividades (qué actividades deben completarse antes de que otras puedan comenzar).
• Hitos: Puntos de control importantes en el proyecto, como la finalización de una fase, la aprobación de un informe, etc.
• Recursos asignados a cada actividad: Indicar los recursos (mano de obra, materiales, equipos) asignados a cada actividad.

El cronograma base debe ser realista y flexible, permitiendo ajustes a medida que se avanza en el proyecto y se obtiene más información. Existen diversas herramientas informáticas para la elaboración de cronogramas, como Microsoft Project, Primavera P6, etc.

Ejemplo Comparativo de Métodos de Inspección

Factores de Corrosión según Ubicación Geográfica en Colombia.

Clasificación de Defectos en Soldaduras

Información Esencial de Recopilación para Diagnóstico