En construcción.

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Inspecciones y Pruebas en la Secuencia de Montaje de Estructuras Metálicas

Verificando la Calidad: Un Proceso Continuo para Garantizar la Conformidad

Las inspecciones y pruebas son actividades *fundamentales* en la secuencia de montaje de estructuras metálicas. Constituyen el *mecanismo de control de calidad* que permite *verificar* que los trabajos se realizan de acuerdo con los *planos*, las *especificaciones técnicas*, las *normas aplicables* y el *Plan de Calidad* del proyecto. No se trata de una actividad puntual al final del montaje, sino de un *proceso continuo* que se realiza *durante todas* las etapas del montaje, desde la recepción de los materiales hasta la entrega final de la estructura.

El objetivo principal de las inspecciones y pruebas es *detectar* cualquier *defecto*, *desviación* o *no conformidad* *lo antes posible*, para poder *corregirlos* de forma *oportuna* y *evitar* que se propaguen o que generen problemas *mayores*. Esto permite:

• Garantizar la calidad: De la estructura metálica, asegurando que cumpla con los requisitos de *seguridad*, *resistencia*, *durabilidad* y *funcionalidad*.
• Prevenir errores y retrabajos: Detectar y corregir los problemas a tiempo, evitando la necesidad de *desmontar* o *reparar* elementos ya instalados.
• Reducir costos: Evitando los gastos adicionales por retrabajos, reparaciones y reclamaciones.
• Cumplir con el cronograma: Asegurando que los trabajos se realicen correctamente a la primera, sin necesidad de correcciones que generen retrasos.
• Cumplir con la normativa: Asegurando que la estructura cumpla con las normas técnicas colombianas (NTC) y con el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10).
• Generar evidencia: Documentar el cumplimiento de los requisitos de calidad.

Las inspecciones y pruebas deben ser realizadas por personal *calificado* y *competente*, con conocimiento de los materiales, los procedimientos de montaje, las normas aplicables y los métodos de inspección y ensayo. Se deben utilizar *instrumentos de medición* y *equipos de ensayo* *calibrados* y en *buen estado*. Los resultados de las inspecciones y pruebas deben ser *documentados* en *registros de calidad*.

Tipos de Inspecciones y Pruebas

Existen diferentes tipos de inspecciones y pruebas que se realizan durante el montaje de estructuras metálicas, que se pueden clasificar en:

1. Inspecciones Visuales:

Son las inspecciones *más comunes* y *básicas*. Consisten en *observar* cuidadosamente los materiales, los elementos de la estructura y las conexiones para detectar *defectos visibles* a simple vista o con la ayuda de *herramientas sencillas* (lupa, linterna, etc.).

La inspección visual debe ser realizada por personal con *experiencia* y *conocimiento* de los materiales y los procesos de montaje. Se debe prestar atención a:

• Materiales:
  • Daños (golpes, abolladuras, rayones, corrosión).
  • Defectos de fabricación (laminillas, grietas, porosidad).
  • Identificación incorrecta.
  • Dimensiones incorrectas.
• Elementos de la estructura:
  • Alineación y aplomado.
  • Nivelación.
  • Posición correcta.
  • Daños (golpes, deformaciones).
• Conexiones apernadas:
  • Pernos faltantes o flojos.
  • Pernos incorrectos (tipo, grado, longitud).
  • Arandelas faltantes o incorrectas.
  • Daños en las roscas.
  • Apriete incorrecto.
• Conexiones soldadas:
  • Grietas.
  • Porosidad.
  • Socavaciones.
  • Falta de fusión.
  • Salpicaduras excesivas.
  • Tamaño y forma incorrectos de la soldadura.
  • Falta de limpieza (escoria).
• Anclajes:
  • Correcta ubicación y fijación.
  • Daños o corrosión.
• Pintura y recubrimientos:
  • Daños (rayones, descascaramientos).
  • Zonas sin cubrir.
  • Espesor insuficiente.

La inspección visual es *fundamental* porque permite detectar *muchos* defectos de forma *rápida* y *económica*. Sin embargo, *no* permite detectar defectos *internos* o *subsuperficiales*.

2. Ensayos No Destructivos (END):

Son ensayos que se realizan para *detectar defectos internos o superficiales* en los materiales o en las conexiones, *sin dañar* la pieza. Los END son *más complejos* y *costosos* que la inspección visual, pero permiten detectar defectos que no son visibles a simple vista.

Los END más comunes en el montaje de estructuras metálicas son:

• Líquidos Penetrantes (LP): Se utiliza para detectar *grietas*, *fisuras* y *porosidades* abiertas a la superficie. Se aplica un líquido penetrante sobre la superficie, se deja actuar durante un tiempo, se elimina el exceso de líquido y se aplica un revelador. El líquido penetrante que ha penetrado en las discontinuidades se hace visible con el revelador, indicando la presencia y la ubicación de los defectos.
• Partículas Magnéticas (PM): Se utiliza para detectar *grietas* y *fisuras* superficiales y subsuperficiales en *materiales ferromagnéticos* (acero). Se aplica un campo magnético sobre la pieza y se espolvorean partículas magnéticas finas. Las partículas se acumulan en las zonas donde hay discontinuidades, indicando su presencia.
• Ultrasonido (UT): Se utiliza para detectar *defectos internos* (grietas, inclusiones, falta de fusión) en materiales metálicos. Se utilizan ondas sonoras de alta frecuencia que se propagan a través del material y se reflejan en las discontinuidades. La medición del tiempo de propagación y la amplitud de las ondas reflejadas permite determinar la ubicación y el tamaño de los defectos.
• Radiografía Industrial (RT): Se utiliza para detectar *defectos internos* (grietas, porosidad, inclusiones) en materiales metálicos. Se utiliza radiación X o gamma para obtener una imagen de la estructura interna del material. Los defectos aparecen como zonas más claras o más oscuras en la imagen.

Los END deben ser realizados por personal *calificado* y *certificado*, utilizando *equipos calibrados* y siguiendo los *procedimientos establecidos* en las normas aplicables (ASNT, ISO, AWS, etc.). Los resultados de los END deben ser *interpretados* por personal *experto*.

La *selección* del END adecuado dependerá del *tipo de material*, el *tipo de defecto* que se busca y la *accesibilidad* de la zona a inspeccionar. No todos los END son aplicables a todos los materiales ni a todos los tipos de defectos.

La *frecuencia* de los END dependerá de la *criticidad* de la conexión y de los requisitos del *Plan de Calidad*. En general, se realiza un *mayor porcentaje* de END en las *conexiones soldadas* que en las conexiones apernadas, y en las *conexiones principales* que en las conexiones secundarias.

3. Ensayos Destructivos:

Son ensayos que implican la *destrucción* o el *daño* de la pieza ensayada. Se realizan en *laboratorio*, sobre *probetas* (muestras) de material, *no* sobre la estructura montada. Los ensayos destructivos se utilizan para *verificar las propiedades mecánicas* de los materiales (resistencia, ductilidad, tenacidad) y para *calificar los procedimientos de soldadura* y los *soldadores*.

Algunos ensayos destructivos comunes son:

• Ensayo de tracción: Para determinar la resistencia a la tracción, el límite elástico y la ductilidad del acero.
• Ensayo de doblado: Para evaluar la ductilidad de las soldaduras.
• Ensayo de impacto (Charpy): Para determinar la tenacidad del acero (su resistencia a la fractura frágil).
• Análisis químico: Para verificar la composición química del acero.

Los ensayos destructivos no se realizan *durante* el montaje de la estructura, sino *antes*, en la *fase de fabricación* o en la *recepción de materiales*. Sin embargo, es *importante* verificar que los *certificados de calidad* de los materiales incluyan los resultados de los ensayos destructivos, y que estos resultados cumplan con los requisitos de las normas aplicables.

4. Pruebas de Carga:

En *casos especiales*, se pueden realizar *pruebas de carga* sobre la estructura montada (o sobre una parte de ella) para *verificar su resistencia y estabilidad*. Estas pruebas consisten en *aplicar cargas* a la estructura (simulando las cargas de diseño) y *medir las deformaciones* y los *desplazamientos* resultantes. Las pruebas de carga deben ser *diseñadas* y *supervisadas* por un *ingeniero estructural*, y se deben realizar siguiendo un *protocolo estricto* para garantizar la *seguridad*.

Las pruebas de carga son *poco comunes* en el montaje de estructuras metálicas, y generalmente se realizan solo en *estructuras especiales* o cuando existen *dudas* sobre la calidad de los materiales o del montaje.

5. Controles Topográficos:

Se realizan *mediciones topográficas* para verificar la *posición*, la *alineación*, el *aplomado* y la *nivelación* de los elementos de la estructura. Se utilizan *instrumentos de medición* precisos, como *estaciones totales*, *niveles láser* y *teodolitos*. Los controles topográficos se realizan *durante* y *después* del montaje, para asegurar que la estructura cumpla con las *tolerancias* especificadas en los planos.

6. Medición de Torque:

En conexiones apernadas de alta resistencia, se debe verificar el *torque* aplicado a los pernos, utilizando una *llave dinamométrica* calibrada. Esto asegura que los pernos estén *correctamente apretados* y que la conexión tenga la *resistencia* requerida.

7. Verificación de Soldaduras (Además de END, si aplica):

Además de los END, la verificación de soldaduras puede incluir:

• Inspección visual: Como se describió anteriormente.
• Medición de dimensiones: Verificar que la longitud y el tamaño de la soldadura cumplan con los planos.
• Verificación de WPS: Asegurar que se está siguiendo el procedimiento de soldadura calificado (WPS).
• Verificación de la calificación del soldador: Asegurar que el soldador esté calificado para el tipo de soldadura y la posición.

Plan de Inspecciones y Pruebas

Se debe elaborar un *Plan de Inspecciones y Pruebas (PIP)*, también conocido como *Plan de Puntos de Inspección (PPI)*, que *documente* *todas* las inspecciones y pruebas que se realizarán durante el montaje de la estructura metálica. El PIP debe incluir:

• Elemento a inspeccionar/probar: Columna, viga, conexión, etc.
• Tipo de inspección/prueba: Inspección visual, END (líquidos penetrantes, partículas magnéticas, etc.), control topográfico, medición de torque, etc.
• Frecuencia de la inspección/prueba: Por ejemplo, 100% de las conexiones, 10% de las conexiones, por muestreo, etc.
• Criterios de aceptación: Qué características se deben cumplir (dimensiones, tolerancias, ausencia de defectos, etc.) y cuáles son los límites aceptables, según las normas y especificaciones.
• Norma de referencia: Norma técnica aplicable a la inspección o prueba (NSR-10, AWS D1.1, ASTM, etc.).
• Responsable de la inspección/prueba: Nombre o cargo de la persona que realizará la inspección o prueba.
• Registro: Formato o documento donde se registrarán los resultados de la inspección o prueba.

El PIP debe ser *elaborado* por el *responsable de calidad* del proyecto, en *coordinación* con el *jefe de montaje* y el *ingeniero estructural*, y debe ser *aprobado* por el *cliente* o su representante. El PIP debe ser *parte* del *Plan de Calidad* del proyecto.

Personal de Inspección

Las inspecciones y pruebas deben ser realizadas por personal *calificado* y *competente*, con *conocimiento* de los materiales, los procedimientos de montaje, las normas aplicables y los métodos de inspección y ensayo. El personal de inspección debe ser *independiente* del personal que realiza los trabajos de montaje, para garantizar la *objetividad* de las inspecciones.

Dependiendo del tipo de inspección o prueba, el personal puede requerir *certificaciones* específicas, como:

• Inspector de soldadura certificado (CWI): Certificado por la American Welding Society (AWS) o por una entidad equivalente. Es *obligatorio* para la inspección de soldaduras en estructuras metálicas que se diseñan y construyen según la norma AWS D1.1.
• Técnico en ensayos no destructivos: Certificado según la norma ASNT SNT-TC-1A o una norma equivalente. Es *obligatorio* para la realización de END (líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrasonido, radiografía).
• Topógrafo: Con experiencia en control topográfico de obras civiles.
• Inspector de calidad: Con experiencia en inspección de estructuras metálicas.

Es *responsabilidad* del *contratista* asegurar que el personal de inspección cuente con las *calificaciones* y *certificaciones* necesarias.

Equipos e Instrumentos de Inspección y Prueba

Se deben utilizar *equipos* e *instrumentos de medición* *adecuados* para cada tipo de inspección y prueba, y se debe asegurar que estén en *buen estado* y *calibrados*. Algunos equipos e instrumentos comunes son:

• Cintas métricas: Para medir dimensiones.
• Niveles: Para verificar la horizontalidad y la verticalidad.
• Plomadas: Para verificar la verticalidad.
• Escuadras: Para verificar ángulos rectos.
• Calibradores (pie de rey): Para medir dimensiones con precisión.
• Lupas: Para inspección visual de soldaduras.
• Linternas: Para inspección visual en zonas oscuras.
• Llaves dinamométricas: Para verificar el torque de apriete de los pernos.
• Equipos de END: Equipos de líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrasonido, radiografía.
• Equipos topográficos: Estaciones totales, niveles láser, teodolitos, GPS.
• Medidores de espesores: Para verificar el espesor de recubrimientos (pintura, galvanizado).
• Termómetros: Para verificar la temperatura del metal base antes de soldar (si aplica precalentamiento).

Los equipos e instrumentos de medición deben ser *calibrados periódicamente* por un *laboratorio acreditado*, y se deben llevar *registros* de las calibraciones.

Registros de Inspección y Pruebas

Se deben *documentar* *todos* los resultados de las inspecciones y pruebas en *registros de calidad*. Los registros deben ser *claros*, *completos*, *legibles* y *fácilmente identificables*. Deben incluir, como mínimo:

• Identificación del proyecto: Nombre, ubicación, etc.
• Identificación del elemento inspeccionado/probado: Columna, viga, conexión, etc.
• Tipo de inspección/prueba: Inspección visual, END, control topográfico, etc.
• Fecha y hora de la inspección/prueba.
• Nombre y firma del inspector/operador.
• Norma de referencia: Norma técnica aplicable.
• Criterios de aceptación: Requisitos que debe cumplir el elemento inspeccionado/probado.
• Resultados de la inspección/prueba: Descripción detallada de los hallazgos, incluyendo cualquier defecto o desviación. Se pueden incluir fotografías o esquemas.
• Conclusión: Indicar si el elemento inspeccionado/probado *cumple* o *no cumple* con los requisitos.
• Acciones tomadas: En caso de no conformidad, indicar las acciones correctivas tomadas (reparación, reemplazo, aceptación bajo concesión, etc.).
• Identificación de los equipos e instrumentos utilizados.

Los registros de inspección y pruebas son *evidencia* del *cumplimiento* de los requisitos de calidad, y son *fundamentales* para la *trazabilidad* y la *gestión de la calidad* del proyecto. Deben ser *conservados* por el contratista durante un período de tiempo *especificado* (generalmente, varios años después de la finalización del proyecto).

Consideraciones Específicas para Colombia

• NSR-10: Se debe cumplir *estrictamente* con la *NSR-10* (Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente), que establece los requisitos para las inspecciones y pruebas en estructuras metálicas.
• Normas técnicas: Se deben cumplir las *normas técnicas colombianas (NTC)* relacionadas con los materiales, los procedimientos de soldadura, los ensayos no destructivos, etc.
• Calificación del personal: El personal que realice las inspecciones y pruebas debe estar *calificado* y *certificado*, según corresponda (inspector de soldadura, técnico en END, topógrafo, etc.).
• Laboratorios: Los ensayos de laboratorio (ensayos destructivos, calibración de equipos) deben ser realizados por *laboratorios acreditados* ante el Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC).
• Documentación: Se debe llevar un registro *completo* y *detallado* de todas las inspecciones y pruebas realizadas.

Tablas

Tipos de Inspecciones y Pruebas Comunes

Ensayos No Destructivos (END) Comunes en Estructuras Metálicas

Contenido Mínimo de un Registro de Inspección/Prueba