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UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS
ESPECIALIZACIÓN EN PATOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
TRABAJO PROFESIONAL INTEGRADO
“Estudio patológico de la chimenea de la unidad 2 de la Central Termoguajira, en el
corregimiento de Mingueo - La Guajira”.
PROFESOR:
ARQUITECTO MAGISTER
WALTER MAURICIO BARRETO CASTILLO
Presentado por:
Ing. MARINO ALEXANDER DÁVILA BACARES
Ing. ANA ROVIRA MACHADO ARQUEZ
BOGOTÁ, DICIEMBRE DE 2020.
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 7
1. JUSTIFICACIÓN 8
2. OBJETIVOS 9
2.1 GENERAL 9
2.2 ESPECIFICOS 9
3. ALCANCES Y LIMITACIONES 10
4. METODOLOGÍA 11
4.1 DESCRIPCIÓN DE LA SELECCIÓN DEL PACIENTE 12
4.2 PREPARACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 13
4.2.1 Inspección preliminar del paciente 13
4.2.2 Recopilación de información necesaria para el estudio 15
4.2.3 Permisos y autorizaciones para abordar estudio al paciente 15
4.2.4 Definición de los medios para realizar la exploración 15
4.3 HISTORIA CLINICA 16
4.3.1 Responsables del estudio 16
4.3.2 Fecha de realización del estudio 16
4.3.3 Datos generales del paciente: 16
Nombre 16
Localización 16
Uso 16
Fecha de construcción 16
Sistema constructivo 16
Uso actual y previsto del sector 17
Importancia del paciente 17
Normativa actual que lo rige 17
4.3.4 En la edificación y/o construcción civil 17
Estado general de construcción 18
Información existente 18
Fidelidad de los planos 18
4.3.5 Aplicación patológica 19
Geriátrica 19
4.3.6 Datos específicos de las lesiones, Afectaciones y
levantamiento de daños 19
Zona 3 – Parte inferior de la chimenea 20
Zona 2 – Parte intermedia de la chimenea 24
Zona 1 – Parte alta de la chimenea 27
5.3.7 Suelos y Cimentaciones 30
5.3.7.1 Estudio de suelos 30
5.3.7.2 Exploración de campo 30
5. VUNERABILIDAD SISMICA DE LA ESTRUCTURA 35
5.1 Determinación de la zona de amenaza sísmica. 35
5.2 Definición del grupo de uso de la estructura 36
5.3 Cargas de la estructura 37
6.3.1 Regimen de vientos 37
5.4 Concreto Estructural 38
5.5 Mampostería Estructural 39
5.6 Estructura metálica 39
5.7 Configuración de la estructura 39
5.8 Estructura flexible 41
5.9 Cimentación 41
5.10 Estudios sísmicos 42
5.11 Mapa de vuneravilidad sísmica y fallas geológicas 43
5.12 Sistema estructural 45
5.13 Análisis de las asimetrías de la estructura 45
5.14 Distribución de masas 46
5.15 Voladizos 46
5.16 Características de entrepiso 46
5.17 Materiales de la estructura 46
5.18 Estudios de vunerabilidad sísmica 46
5.19 Determinación de elementos estructurales. 47
6. DIAGNÓSTICO 48
6.1 Generalidades 48
6.2 Tipo y origen de enfermedades 49
6.3 Daños en la estructura 50
7.3.1 Fisuración 50
7.3.2 Carbonatación 51
7.3.3 Corrosión del acero de refuerzo 51
7.4 Procedimiento para el diagnóstico 52
7.4.1 Inspección visual preliminar 52
7.4.2 Inspección visual detallada 52
7.4.3 Ensayos realizados 54
7.4.3.1 Datos obtenidos y análisis 54
7.4.3.2 Descripción y análisis de datos 55
7.4.3.3 Conclusión de los daños 56
8. METODOLOGIA DE INTERVENCIÓN 56
8.1 Dictamen general del paciente 56
8.2 Propuesta de intervención del paciente 56
8.2.1 Reparación de fisuras y grietas 56
8.2.2 Reparación de áreas deslaminadas y descascaradas 58
8.2.3 Reparación de áreas con desprendimiento en mal estado 59
Concreto
Acero de Refuerzo
8.2.3.1 Recuperación de secciones estructurales 61
Recuperación con materiales cementosos
Recuperación de secciones con espesores mayores de 12cm
8.2.4 Reconstrucción de áreas deterioradas totalmente 62
Concreto
Acero de Refuerzo
8.2.5 Limpiezas de áreas oxidadas 64
Imprimante o Anticorosivo
Barrera
Acabado Uretano
8.2.6 Mantenimiento general del fuste de la Chimenea 65
Zona 1 – parte superior
Zona 2 – parte media
Zona 3 – Parte inferior
9 PRESUPUESTO 66
10. REGISTRO FOTOGRÁFICO 67
11. CONCLUSIONES 73
12. RECOMENDACIONES 74
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Localización de la zona de estudio 10
Figura 2: Descripcion de construcción de chimenea 17
Figura 3: Esquema ejes longitudinales y transversales 20
Figura 4: zonas de Amenaza Sísmica aplicable a edificaciones 35
Figura 5: Rosa de vientos para la ciudad de Riohacha 37
Figura 6: Rosa de vientos para la ciudad de Santa marta 37
Figura 7: Planta sencilla 40
Figura 8: Planta sencilla de la cimentación 40
Figura 9: – Elevación sencilla de la estructura 41
Figura 10: Mapa geológico de la Guajira 43
Figura 11: Mapa de zonificación sísmica en Colombia 43
Figura 12: Mapa de fallas geológicas 45
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: ANALISIS DEL FUSTE – EJE A 21
Tabla 2: ANALISIS DEL FUSTE – AREA B 22
Tabla 3: ANALISIS DEL FUSTE – AREA D 23
Tabla 4: ANALISIS DEL FUSTE – AREA E 24
Tabla 5: ANALISIS DEL FUSTE – AREA G 25
Tabla 6: ANALISIS DEL FUSTE – AREA H, I 26
Tabla 7: ANALISIS DEL FUSTE – AREA I 27
Tabla 8: ANALISIS DEL FUSTE – AREA I’ 28
Tabla 9: ANALISIS DEL FUSTE – AREA J 29
Tabla 10: Arenas arcillosas de color gris y marrón 32
Tabla 11 - Arenas arcillosas de color gris y marrón 33
Tabla 12 - Arenas limosas tipo marinas color gris 33
Tabla 13: Valor de Aa y de Av 36
LISTA DE IMAGENES
Imagen 1: Exterior chimenea 12
Imagen 2: Exterior chimenea 13
Imagen 3: Daños exteriores chimenea 13
Imagen 4: Estrututra metalica exterior 15
Imagen 5: rampa de inspección de chimenea 15
INTRODUCCIÓN
La chimenea de la unidad II de la Central Termoguajira, objeto del presente estudio, está ubicada
en el corregimiento de Mingueo, La Guajira, y su función principal dentro del proceso de
generación de energía eléctrica es el de conducir a capas de aire superiores los gases producidos por
la combustión de las calderas de la Térmica. Laestructura entró en funcionamiento desde el año
1985 y desde entonces no se le ha realizado ningún tipo de intervención.
En la actualidad, la chiemenea presenta una serie de lesiones correspondientes a fisuras, grietas,
desprendimientos entre otros, que pueden afectar su funcionamiento y estabilidad dentro del proceso
de generación, por tanto se requiere realizar un estudio patológico que permita realizar el
diagnostico de daño y determinar el estado real de la estructura.
Para realizar el estudio se solicitó autorización a la empresa Gecelca, a la cual se le presentará el
presente estudio con las respectivas conclusiones y recomendaciones.
Como metodología para la realización del estudio, se recopiló toda la información existente desde
planos hasta memorias de claculo del a estructura, se realizó trabajo de campo para el levantamiento
de daños y diagnostico del paciente y finalmente se realizó una propuesta de intervención con un
presupuesto de obra y tiempo estimado de ejecución, información que le permitirá a la empresa
realizar la intervención y rehabilitación de la estructura.
1. JUSTIFICACIÓN
Las chimeneas son elementos sumamente esbeltos, por esto la estructura de concreto se ve afectada
a diferentes niveles según la exposición e influencias externas; actualmente la chimenea de la
Unidad II presenta daños, defectos y deterioros ocasionados por el ambiente altamente agresivo en
el que se encuentra, debido a su ubicación frente al mar, esta situación puede ocasionar fallas
mayores a la chimenea, lo que la convierte en una estructura con condiciones de funcionamiento
completamente inseguras, por tanto se requiere la pronta intervención, con el fin de identificar los
daños y sus posibles causas, así como la evaluación del estado de la estructura y las medidas
correctivas para garantizar las condiciones de seguridad en el funcionamiento de la chimenea.
De acuerdo con lo anterior, se hace necesaria la realización de un estudio patológico de la
estructura, el cual permitirá determinar los daños sufridos y los métodos de intervención para
garantizar las condiciones de seguridad e integridad en el funcionamiento de la chimenea.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar un estudio patológico a la chimenea de la unidad 2 de la Central Termoguajira que permita
establecer el estado actual de la estrcutra y las respectivas propuestas de intervención.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar las lesiones presentes en la estructura de la chimenea.
Realizar el diagnóstico de las posibles patologías y determinar mediante la realización de
ensayos las causas que dieron origen a las lesiones presentes en la estructura.
Establecer las medidas de intervención para corregir los daños y garantizar la estabilidad y
funcionalidad de la estructura.
3. ALCANCES Y LIMITACIONES
El presente tiene como alcance la realización de un estudio de patología a la estructura de la
chimenea de la unidad II, dentro de las instalaciones de la Central Termoguajira, de propiedad de
GECELCA S.A. E.S.P., El estudio contempla la realización de un diagnóstico de daños mediante la
recopilación de información y de la realización de ensayos que permitan determinar las causas de
los daños y los métodos de intervención para eliminar los mismos.
Para la toma de datos, inspecciónes y demás trabajo de campo requerido, el personal a cargo del
estudio deberá trasladarse a las instalaciones de Termoguajira, ubicada en la troncal del caribe a la
altura del corregimiento de Mingueo, municipio de Dibulla – La Guajira, a 90 km de la ciudad de
Santa Marta y a 75 km de la ciudad de Riohacha. En la figura 1 se muesta la localización de la zona
de estudio.
Figura 1: Localización de la zona de estudio.
4. METODOLOGÍA
La metodología a implementar durante la realización del estudio es la siguiente:
Historia clínica: En esta etapa inicial se realizaró la recopilación de toda la información existente
de la estructura, ubicación de los planos, especificaciones técnicas, informes del constructor e
interventoría, y toda la información existente que se logró ubicar. Esta información fue extraída del
archivo principal de la empresa y mediante la consulta a personal que participó o que ha estado
presente desde el proceso de construcción de la Chimenea.
Trabajo de Campo: Luego de que se ubicó la información previa, se procedió con el trabajo de
campo, el cual consistió en la realización del levantamiento del paciente, inspección visual del
mismo y la determinación y realización de los ensayos y pruebas de laboratorio requerida para el
diagnóstico de las lesiones.
Diagnóstico: En esta etapa se realizó el diagnóstico de los daños de la estructura basados en los
resultados obtenidos en los ensayos y pruebas de laboratorio realizadas.
Intervención: Por último se realizaron las respectivas propuestas de intervención del paciente,
acompañadas de los procedimientos necesarios para que sea intervenida y rehabilitada la estructura
y se implementen planes de monitoreo y mantenimiento de la estructura.
4.1 DESCRIPCIÓN DE LA SELECCIÓN DEL PACIENTE
La chimenea de la unidad II de la Central Térmica de la Guajira- Termoguajira fue construída
durante el año 1984 y entró en funcionamiento a partir del año 1985, desde entonces solo ha estado
fuera de servicio durante las paradas de mantenimiento realizadas a la caldera de la unidad de
generación. En la imagen 1 se muestra el exterior de las chimeneas de las unidades I y II de la
Central Termoguajira.
Imagen 1: Exterior de las Chimeneas de las unidades I y II.
La chimenea de la unidad I fue intervenida durante el año 2012, durante dicha intervención se
realizó la reparación de las estructuras metálicas y de la estructrura de concreto como tal, sin
embargo la unidad II no pudo ser intervenida en su momento. Actualmente la chimenea II, objeto
del presente estudio, presenta fisuras a lo largo del fuste, desprendimiento de concreto y acero
expuesto en su parte más alta y deterioro debido a la corrosión de la estructura metálica (plataformas
y escaleras).
Se seleccionó este paciente considerando que por la edad, el ambiente agresivo en el que fue
construido y por la falta de mantenimientos preventivos, presenta diferentes tipos de lesiones, lo que
nos resulta ser interesante de investigar.
4.2 PREPARACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
4.2.1 Inspección preliminar del paciente
Durante la inspección preliminar del paciente se observa la presencia de fisuras en la estructura, en
Chimenea II
Chimenea I
algunas partes se observa desprendimiento del concreto, tal como se puede ver en las imágenes 2 y
3:
Imagen 2: Exterior chimenea
Imagen 3: Daños exteriores chimenea
En las imágenes 4 y 5 se observa también el deterioro de las estructuras metálicas que conforman
las plataformas y la escalera:
Imagen 4: Estrututra metalica exterior
Imagen 5: Plataformas exteriores chiemenea.
4.2.2 Recopilación de información necesaria para el estudio.
Para la recopilación de la información del paciente nos dirigimos hacia el centro de administración
documental de la Central Termoguajira, donde se encuentran archivados los planos, informes,
bitácoras y demás documentos relacionados con la construcción de la chimenea.
4.2.3 Permisos y autorizaciones para abordar estudio al paciente.
El equipo de trabajo cuenta con la autorización por parte de la empresa GECELCA S.A. E.S.P.,
propietaria de la Central Termoguajira, para que se realicen los estudios y tomas de pruebas para
ensayos en laboratorio que sean requeridos para realizar un estudio de patología de la estructura,
completo y diciente del estado actual de la misma y de las medidas de intervención.
4.2.4 Definición de los medios para realizar la exploración.
El estudio patológico a realizar al paciente será con recursos propios de cada uno de los
profesionales que conforman el equipo; estos se apoyarán en toda la información obtenida en
documentos, planos, bitácoras, diseños, memorias de cálculo y demás información disponible, de tal
forma que se pueda obtener un panorama del estado actual de la estructura, el cual será
complementado con la información obtenida en campo mediante inspección visual y la realización
de ensayos al paciente en estudio.
4.3 HISTORIA CLINICA
4.3.1 Responsables del estudio.
La realización del estudio de patologia a la chimenea de la unidad II, estará a cargo de los
ingenieros Ana Machado y Marino Dávila, ingenieros civiles de profesión y estudiantes de la
especializacíon en Patología de la Construcción de la Universidad Santo Tomás.
4.3.2 Fecha de realización del estudio
El estudio se inció el dia 15 del mes mayo de 2019.
4.3.3 Datos generales del paciente:
Nombre: Chimenea de la Unidad II de la Central Termoguajira.
Localización: La chimenea se encuentra localizada en las instalaciones de la Central Termoguajira,
en el Corregimiento de Mingueo, municipio de Dibulla, en el Departamento de la Guajira, a 75
kilometros de la ciudad de Riohacha y a 90 kilometros de la ciudad de Santa Marta.
Uso: La chimenea de la Unidad II hace parte del sistema de generación de energía eléctrica en la
Central Termoguajira y su función principal es la de conducir a capas altas de la atmosfera los gases
producidos por la combustión de las calderas de la Térmica.
Fecha de construcción: La chimenea de la unidad II de la Central Termoguaira fue construida en el
año 1984 y puesta en servicio durante el año 1985.
Sistema constructivo: Vaciado con formaleta deslizante.
Uso actual y previsto del sector: La Central Termoguajira tiene como misión seguir generando y
comercializando energía firme y confiable, satisfaciendo las necesidades de los grupos de interés,
impulsando un crecimiento económico sostenible en el tiempo, a través de servicios de alta calidad
y eficiencia.
Importancia del paciente: La función principal de la chimenea es la conducción de los gases de
combustión producidos durante el proceso de generación de energía eléctrica, hasta capas altas de la
atmósfera. Estos gases salen por la parte más alta de la chimenea, con unos parámetros controlados
mediante la realización de muestreos isocinéticos realizados en la segunda plataforma de la
chimenea. La chimenea es una estructura importante para el sistema de generación, por tanto se
debe garantizar su estabilidad y su funcionalidad a través del tiempo.
Normativa actual que lo rige: Gecelca, propietaria de la Central Termoguajira, cuenta con el
siguiente marco normativo que regula sus actividades: Ley 143 de 1994 – Ley Eléctrica y Ley 142
de 1994 – Ley de Servicios Públicos Domiciliarios, ambas del Congreso de Colombia.
4.3.4 En la edificación y/o construcción civil:
La chimenea de la unidad II de la Central Termoguajira tiene una altura de 95 metros, y está
construida con concreto de 4000 PSI, Acero de 60000 PSI y revestida interiormente con una capa
0.11 metros de espesor en ladrillos refractarios. El fuste de la chimenea es de sección circular, que
se reduce con la altura debido a su forma troncocónica, siendo el diámetro en la parte inferior (base)
de 6.7 metros y de 4.1 metros en la corona o parte mas alta de la estructura.
El fuste descansa sobre una base o pedestal de sección octogonal construida en concreto, de dos
metros de espesor, a su vez esta se encuentra apoyada sobre 12 pilotes de 1.08 metros de diámeto
cada uno y una longitud variable entre 5.8 y 10.5 metros.
Como elementos adicionales, la chimenea cuenta con una escalera exterior de acero que permite el
acceso hasta las cuatro plataformas circulares metálicas, las cuales se encuentran ubicadas, la
primera a 23.25 metros, la segunda a 46.5 metros, la tercera a 69.75 y la cuarta y ultima a los 93
metros desde el nivel del piso.
Figura 2: Descripción de construcción de chimenea
Estado general de construcción: En estado general, la chimenea se encuentra estable, sin aparentes
daños estructurales que compromentan su estabilidad, sin embargo presenta fisuras en el concreto
exterior y grietas con acero expuesto especialmente en la parte más alta a la salida de los gases. De
igual manera su estructura metálica conformada por escaleras, plataformas y pasamanos, presenta
un evidente estado de corrosión.
Información existente: La información existente sobre la estructura consiste básicamente en planos
de construcción de la estructura.
Fidelidad de los planos: Los planos de la estructura son copia de los originales, elaborados por la
firma DISTRAL, encargada de la construcción de la Chimenea.
4.3.5 Aplicación patológica
La estructura de la Chimenea fue construída durante el año de 1984, es decir que tiene una
antiguedad de 35 años, por tanto la patología que aplica es de tipo geriátrica, ya que es la que
propone la reabilitacion de edificaciones que evidencia daño en construcciones antiguas.
4.3.6 Datos específicos de las lesiones, Afectaciones y Localización y levantamiento de daños.
Tal como se mencionó anteriormente, las chimeneas son elementos sumamente esbeltos, por esto la
estructura de concreto se enfrenta a diferentes niveles de exposición e influencias externas. Para
efecto de análisis de los deterioros presentados el fuste se dividió inicialmente en tres zonas con
características de exposición similares, como se muestra en el esquema general de ejes
longitudinales y transversales.
Para efectos del estudio sobre el estado de la chimenea de la unidad II, se esquematizó la chimenea
de la siguiente manera (ver figura 3):
Figura 3: Esquema general ejes longitudinales y transversales chimenea 2
De acuerdo al esquema anterior los daños, defectos y deterioros presentados por la chimenea II de
acuerdo a la inspección corresponden entre otros a los siguientes:
Zona 3 – parte inferior de la chimenea, ejes A, B, D, E y G.
Se observan fisuras verticales, horrmigueros superficiales, aristas descascaradas, entre otras
lesiones descritas en las siguientes tablas:
Tabla 1: Análisis del fuste – EJE A
Tabla 2: Análisis del fuste – AREA B
Tabla 3: Análisis del fuste – AREA D
Tabla 4: Análisis del fuste – AREA E
Zona 2 – parte media de la chimenea, ejes G, H e I.
Se observan fisuras verticales, horrmigueros superficiales, aristas descascaradas, oxidación
localizada, entre otras lesiones descritas en las siguientes tablas:
Tabla 5: Análisis del fuste – ÁREA G
Tabla 6: Análisis del fuste – AREAS H, I
Zona 1 – parte alta de la chimenea, ejes I y J.
Se observan fisuras verticales, horrmigueros superficiales, aristas descascaradas, oxidación
localizada, entre otras lesiones descritas en el siguiente cuadro:
Tabla 7: Análisis del fuste – AREA I
Tabla 8: Análisis del fuste – AREA I’
Tabla 9: Análisis del fuste – AREA J
4.3.7 Suelos y Cimentaciones
4.3.7.1 Estudio de suelos
En el lugar de construcción de la estructura se realizó estudio de suelos cuyo objetivo principal fue
el de evaluar las caracterisitcas geotécnicas del subsuelo de apoyo necesarias para el diseño de la
cimentación de la chimenea. Por medio de la realización de este estudio se realizaron las siguientes
actividades:
- Inspección de campo con ejecución de perforaciones por percusión asi como la extracción de
muestras alteradas para el análisas geotécnicos en laboratorio.
- Determinación de la profundidad e incidencia del nivel freáctico sobre los componentes del
proyecto.
- Establecimiento de la configuración y conformación estratigráfica del subsuelo.
- Analisis y evaluación de los principales parámetros físico-mecanicos del terreno mediante
ensayos de campo y laboratorio.
- Definir las características geotecnicas del terreno en el sitio, necesarias para el diseño de las
fundaciones.
- Identificar potenciales problemas para el proyecto derivados de la naturaleza del suelo.
4.3.7.2 Exploración de campo
De acuerdo con la tipología del proyecto y las características del lote, se programaron y ejecutaron
dos (2) perforaciones de 6.0 metros de profundidad por el método de percusión, ubicadas de forma
tal que se cubriera la mayor parte del área de interés.
Durante las perforaciones se realizaron pruebas de penetración normal (SPT) según la norma ASTM
D1586 a intervalos de 1.0 metro y se tomaron muestras de naturaleza alterada consideradas
representativas del perfil natural del terreno. Es importante resaltar que en ambas perforaciones se
detectó el nivel de aguas libres subterráneas a profundidades que variaron entre 0.95 y 2.50 metros.
4.3.7.3 Ensayos de laboratorio
Las muestras recuperadas fueron sometidas en laboratorio a ensayos principales atendiendo las
necesidades del proyecto y por la naturaleza de los suelos presentes. Se ejecutaron los siguientes
ensayos:
- Humedad natural.
- Granulometría.
- Limites de Atterberg.
- Pesos unitarios.
- Gravedad especifica.
4.3.7.4 Análisis geotécnico
Se determinaron las principales características del subsuelo, tales como la estratigrafía, nivel de
aguas libres subterráneas, propiedades físicas y mecánicas del subsuelo, los parámetros geotécnicos
para el diseño de las cimentaciones y algunas recomendaciones de carácter general.
4.3.7.5 Estratigrafía
De los registros de perforación y de los resultados de los ensayos de laboratorio se deduce que el
terreno presente está conformado por depósitos predominantemente granulares, de acuerdo con la
siguiente descripción:
Perforación 1: existencia de un relleno en arena limo arcillosa marrón con gravas y bolos de 1.5
metros de espesor, seguidamente y hasta los 5.5 metros existencia de arena arcillosa de color gris,
subyacida por una arena limosa de igual coloración tipo marina con rastros de caracoles, la cual se
extendió hasta el final de la perforación.
Perforación 2: desde la superficie hasta los 5.5 metros presencia de arena arcillosa marrón(los
primeros 0.7 metros), seguida del mismo depósito pero cambiando su coloración a gris. A los 5.5
metros y verificándose su continuidad hasta los 7 metros se detectó una arena limosa color gris tipo
marina.
4.3.7.6 Caracterización geotécnica
De acuerdo con los resultados del estudio de suelos, las arenas arcillosas presentes en la zona de
estudio poseen partículas con diámetro nominal inferior a 0.074 milimetros en porcentajes que
varían de 25.1% y 36.0%. su índice de plasticidad se determinó entre 8% y 13%, y los valores de
limite liquido entre 28% y 33%, por lo que se han clasificado las muestras como SC.
Se trata de suelos de permeabilidad relativamente baja, con mediana estabilidad volumétrica y
susceptibilidad a variar de volumen, cuando cambia el contenido de humedad. Su estado de
consistencia evaluada con base en los resultados de los ensayos de penetración normal varia de muy
suelta a media, estimándoseles angulos de fricción interna entre 27° y 34°.
El porcentaje de humedad encontrado en las arenas limosas oscila entre 24.7% y 27.4%. Debido a
que este material es no plástico, los límites de Atterberg no fueron determinados y se utilizaron las
siglas NL y NP haciendo referencia al límite líquido y al límite plástico respectivamente; el
porcentaje de finos para estas arenas varia entre 19.6% y 20.9%. Por sus características, la
clasificación en el sistema unificado es SM.
Son suelos permeables con alta estabilidad volumétrica, y nula susceptibilidad a cambiar de
volumen al variar su contenido de humedad. La compacidad relativa evaluada según los resultados
del ensayo SPT varía entre media y densa. Por lo anterior se estiman ángulos de fricción interna
entre 32° y 35.
Tabla 10 - Arenas arcillosas de color gris y marrón
El resumen de los resultados de laboratorio se presenta en las siguientes tablas:
Tabla 11 - Arenas arcillosas de color gris y marrón
Tabla 12 - Arenas limosas tipo marinas color gris
4.3.7.7 Conclusiones del estudio
Luego de realizado el estudio de suelos en la zona de ubicación de la estructura, este arrojó las
siguientes conclusiones:
- El subsuelo presente en el lote de estudio es de naturaleza friccionante conformado por arenas
arcillosas y arenas limosas.
- Sus características geotecnicas en específico su plasticidad se consideran favorables para el
proyecto. Sus propiedades de resistencia al corte y deformabilidad se consideran de regulares a
aceptables, siendo manejables estos parámetros; la clasificación regular corresponde al estado
suelto detectado del deposito areno arcilloso a profundidades entre 3.0 y 5.0 metros.
- En la fecha de la investigación se detecto nivel de aguas libres subterráneas a profundidades
comprendidas entre 0.95 y 2.50 metros; sin embargo esta condición puede variar con los
regímenes de lluvia presentes en el sector y la fluctuación de los niveles del mar Caribe.
- Desde el punto de vista constructivo, no se anticipan complicaciones, pudiéndose utilizar
métodos convenciales.
5. VUNERABILIDAD SISMICA DE LA ESTRUCTURA
5.1 Determinación de la zona de amenaza sísmica.
La chimenea objeto de estudio se encuentra localizado dentro de las instalaciones de la Central
Termoguajira, ubicada en el corregimiento de Mingueo, a 70 kilometros de la ciudad de Riohacha,
capital del departamento de La Guajira. De acuerdo con la Norma NSR-10, la zona de amenaza
sísmica de la chimenea es INTERMEDIA.
Figura 3: zonas de Amenaza Sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av
Tabla 13: Valor de Aa y de Av para las ciudades capitales de departamentos.
5.2 Definición del grupo de uso de la estructura
La función principal de la chimenea es la conducción de los gases de combustión producidos
durante el proceso de generación de energía eléctrica, gases calientes y humo a la atmósfera. De
acuerdo con lo establecido en la NSR-10, la estructura objeto de estudio clasifica dentro del grupo
IV – edificaciones indispensables, dentro de esta clasificación se incluyen todas las edificaciones de
atención a la comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación no
puede ser trasladada rápidamente a un lugar alterno ( “Edificaciones de centrales de operación y
control de líneas vitales de energía eléctrica”…y “las estructuras que alberguen plantas de
generación eléctrica de emergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas
contra incendio, y los accesos, peatonales y vehiculares…”). Teniendo en cuenta que la chimenea
hace parte del proceso de generación de energía eléctrica de la Central Termoguajira, se clasifica la
estructura dentro del grupo de uso IV.
5.3 Cargas de la estructura
De acuerdo con el tipo de estructura, se considera que las cargas a las cuales esta se encuentra
sometida son a las cargas de vientos, las cuales pueden generar volcamientos a la estructura. A
continuación se describe el régimen de vientos presente en la zona de la estructura objeto de estudio:
5.3.1 Regimen de vientos
Los vientos dominantes en el sector corresponden a los vientos Alisios del noreste.
La siguiente figura muestra la rosa de vientos para la ciudad de Riohacha, ubicada a 70 km al NE de
la Central Termoguajira. En ella se observa que la dirección dominante del viento es la dirección
Este con una frecuencia del 46% del tiempo. Le siguen la dirección Norte y Noreste con un 14%
cada una.
Figura 5: Rosa de vientos para la ciudad de Riohacha
Por su parte, la siguiente Figura muestra la rosa de vientos para la ciudad de Santa Marta, ubicada a
85 km al Oeste del sitio del proyecto. En ella se observa que la dirección dominante del viento es la
dirección Norte con una frecuencia del 26% del tiempo. Le sigue la dirección Noreste con un 15%.
Figura 6: Rosa de vientos para la ciudad de Santa Marta
La diferencia en el comportamiento obedece a la presencia de la Sierra Nevada de Santa Marta que
constituye un obstáculo en la propagación del viento y modifica considerablemente el
comportamiento del mismo. La Central Termoguajira se encuentra aproximadamente en el punto
medio entre estos dos sitios de referencia y la presencia de la Sierra Nevada de Santa Marta ejerce
su influencia en el comportamiento del patrón de vientos. Aunque no se tiene una rosa de vientos
específica para el sitio, es claro que el cuadrante dominante es el NE.
5.4 Concreto Estructural
La chimenea objeto de estudio es una estructura diseñada y construida en concreto reforzado de
4000 psi con acero refuerzo de 6000psi.
5.5 Mampostería Estructural
La estructura cuenta con un revestimiento interno en mampostería no estructural, consistente en un
muro en ladrillos refractarios de 11 cm espesor.
5.6 Estructura metálica
La chimenea cuenta con una escalera exterior de acero que permite el acceso hasta las cuatro (4)
plataformas circulares metálicas, las cuales se encuentran ubicadas, la primera a 23.25 metros, la
segunda a 46.5 metros, la tercera a 69.75 y la cuarta y ultima a los 93 metors desde el nivel del piso,
las cuales no representan ninguna dificultad sobre la estructura.
5.7 Configuración de la estructura
La estructura de la chimenea es de sección circular, que se reduce con la altura debido a su forma
troncocónica, siendo el diámetro en la parte inferior (base) de 6.7 metros y de 4.1 metros en la
corona o parte mas alta de la estructura. La cimentación de la estructura tiene una configuración de
tipo octogonal. Debido a su forma exterior, su tamaño y localización, se considera una estructura
regular de planta y elevación sencilla. Ver las siguientes figuras:
Figura 7: Planta sencilla
Figura 8: Planta sencilla de la cimentación
Figura 9: – Elevación sencilla de la estructura
5.8 Estructura flexible
La estrcutura en estudio es considerada una estructura flexible, puesto que las cargas de veinto a las
que está sometida, pueden generar algún tipo de movimiento de tal forma que se logra disipar la
energía de dichas cargas. A la hora de diseñar la estructura se tuvieron en cuenta todas las cargas, y
se diseñó de tal manera que al ser sometidas a estas, la estructura tenga la capacidad de resistir los
empujes producidos por dichas cargas sin que esta se deforme.
5.9 Cimentación
La estructura descansa sobre una base o pedestal de sección octogonal construida en concreto
reforzado, de 2 metros de espesor, a su vez esta se encuentra apoyada sobre 12 pilotes de 1.08
metros de diámeto cada uno y una longitud variable entre 5.8 y 10.5 metros.
5.10 Estudios sísmicos
La Guajira esta ubicado al norte de Colombia, donde interactúan las placas del Caribe y
Suramérica, y los eventos orogénicos que han afectado el territorio colombiano, esto ha causado que
las unidades geológicas que afloran en el área logren presentar diferentes estilos estructuras con
relación a cada uno de dichos eventos. Estas formas o bloques están constituidos por unidades de
roca que estan comprendidas por un amplio rango de edades y ambientes de formación, con edades
designadas desde el Proterozoico hasta el Reciente. Desde la parte geológico, se da a conocer la
existencia de tres bloques geológico que hacen parte del departamento:
1) Hacia el costado norte del departamento se encuentra la Falla Oca, que está comprendido en la
península de La Guajira, dividida en dos zonas catalogadas como alta y baja Guajira.
2) El área entre las fallas Oca y Santa Marta - Bucaramanga en la cual se distingue la Sierra
Nevada de Santa Marta.
3) y una zona que esta comprendida entre serranía de Perijá y el valle de los ríos Cesar y
Ranchería. Dos trenes estructurales que se dominan la tectónica regional de La Guajira: uno que
es llamado la regional de dirección N-NE a N-E, presente a todo lo largo de Los Andes de
Colombia, las evidencias superficiales dan indicios que las fallas de este sistema estuvieron
activas hasta finales del Cretácico y principios del Paleógeno. Un tren estructural que aparece
evidenciado E-W a NW-SE compuesto por fallas de movimiento dextral con una importante
componente vertical, que se caracteriza por cortar y desplazar el tren regional N-NE a N-E; una
de las mas importantes si no es la mas importante importante de este sistema es la Falla Oca que
representa el límite sur del sistema; este tren tuvo una gran actividad durante el Eoceno -
Oligoceno. Los principales recursos minerales que se explotan son carbón, sal y materiales de la
construcción. La Guajira presenta grandes ventajas para la exploración y la extracción de
recursos minerales con relación a otras regiones del país, como la variedad de litología, la
ubicación geográfica, costas sobre el océano Atlántico, un mercado potencial con los países del
Caribe y Venezuela, además de la infraestructura existente y la fácil implementación de ésta. El
Departamento de La Guajira tiene una configuración de unidades de paisaje variable desde
planicies costeras y playas hasta valles y zonas de alta montaña cada una de ellas con unidades
geomorfológicas particulares que implican un origen diferente. Por su posición geográfica,
características geológicas, tectónicas y climáticas, se encuentra expuesto a diferentes
fenómenos naturales como sismos, deslizamientos locales, inundaciones, huracanes, procesos
de desertificación y erosión, y tempestades que han causado pérdidas tanto de vidas humanas
como económicas. La evolución geológica de la región está ligada, hasta finales del Cretácico y
principios del Paleógeno, a los eventos que originaron la parte norte de Los Andes, momento en
el cual el paso de la Placa Caribe por el borde noroccidental de Suramérica causa la acreción de
algunos terrenos que corresponden a las litologías aflorantes al occidente de la Falla Sevilla y
de las fallas Simarúa - Ororio. A partir del Eoceno temprano - medio, los bloques que la 17
conforman, en particular la Sierra Nevada de Santa Marta y la península de La Guajira, tuvieron
un importante cambio causado por el choque de la Placa Caribe contra la Placa Suramericana,
que desligó parcialmente estos bloques de la evolución de la parte norte de la Cordillera de Los
Andes, y generó la apertura de la Cuenca del Bajo Magdalena y los sistemas de fallas de Santa
Marta - Bucaramanga y las de dirección E-W como Oca y Cuisa).
5.11 Mapa de vuneravilidad sísmica y fallas geológicas
Como consecuencia de las diferentes placas tectónicas vecinas y que se encuentran sobre el
territorio del país (placa del Caribe, placa de Nazca, Placa Suramericana), en Colombia se presenta
una serie de fallas geológicas de su corteza terrestre que generan zonas con diferente vulnerabilidad
sísmica; es decir zonas en las cuales la reacción de la corteza terrestre ante un sismo se presenta con
mayor o menor intensidad; a estas se les denomina zonas de alto o menor riesgo y se les clasifica
como zonas de Alta, Media y Baja amenaza sísmica.
Figura 9: MAPA GEOLOGICO DE LA GUAJIRA
Figura 10: Mapa de zonificación sísmica en Colombia
Figura 12: Mapa de fallas geológicas
5.12 Sistema estructural
La estructura objeto de estudio se considera que clasifica dentro del grupo de sistema estructural de
muros de cargas, puesto que no dispone de un pórtico esencialemente completo, por tanto las cargas
verticales y fuerzas horizontales son resistidas por la estructura completa en si la cual funciona
como un muro estructural.
5.13 Análisis de las asimetrías de la estructura
La chimenea es una estructura de forma cónica, por tanto no presenta asimetrías.
5.14 Distribución de masas
Debido a la forma de la estructuras, las masas se encuentran distribuidas de manera regular.
5.15 Voladizos
La estructura en estudio no cuenta con voladizos
5.16 Características de entrepiso
Es una estructura de 95 metros de altura, monolítica, no cuenta con entrepisos.
5.17 Materiales de la estructura
Concreto: muro exterior en concreto de 4000 PSI, acero de refuerzo con diametros 1/2" y 1", de
6000 PSI, Mamposteria muro interno con ladrillo refractario, cimentaciones en pilotes de 4000 PSI.
Plataformas, barandas y escaleras de acceso metálicas.
5.18 Estudios de vunerabilidad sísmica
La estructura de la chimenea se encuentra construída en una zona de amenaza sísmica intermedia.
Fue diseñada y construida por la firma Mitsubishi, bajo normas internacionales Sismoresistentes
vigentes en la época de su construcción. Su comportamiento a través de los años ha sido el
esperado, sin embargo se requiere ser intervenida para corregir daños atribuibles especialmente a las
actividades propias de su funcionamiento y de las condiciones climáticas y ambientales a las que se
encuentra expuesta. Pese a que la zona de amenaza es intermedia, no se registran evidencias de la
ocurrencia de sismos que pudieran afectar la funcionalidad y la estabilidad de la estructura. Además
de sismos, la esturcutra está expuesta a la ocurrencia de maremotos ya que se encuentra localizada
frente al mar.
5.19 Determinación de elementos estructurales.
Como elementos estrucurales cuenta con una estructura de 95 metros de altura en un concreto de
4000psi con refuerzo en acero de 6000 PSI, diámetros entre ½” y 1”, la cual se encuentra
construida en una sección circular, que se reduce con la altura debido a su forma troncocónica,
siendo el diámetro en la parte inferior (base) de 6.7 metros y de 4.1 metros en la corona o parte mas
alta de la estructura. El fuste descansa sobre una base o pedestal de sección octogonal construida en
concreto, de 2 metros de espesor, a su vez esta se encuentra apoyada sobre 12 pilotes de 1.08 metros
de diámeto cada uno y una longitud variable entre 5.8 y 10.5 metros. Como elementos no
estructurales la estructura cuenta con una escalera en el exterior que permite el acceso hasta el
cuarto con 4 pltaformas las cuales se encuentan ubicadas en diferentes puntos de la estructura,
también cuenta con un revestimiento en ladrillo refractariode 11cm de espesor los cuales están
ubicados internamente de la estructura.
6. DIAGNÓSTICO
6.1 GENERALIDADES
El concreto es un sólido formado al mezclar cemento, piedra, arena, agua|, aditivos y adiciones
especiales. Este sólido resultará más o menos permeable dependiendo de las caracteristicas de sus
componentes, de la cantidad y calidad de agua utilizada en su preparación y de la eficiencia de la
colocación, el transporte y el vibrado efectuado. La permeabilidad se debe a la red de poros que se
genera en el interior del concreto a partir de su endurecimiento o fraguado, Esta red junto con el aire
ocluido constituye el futuro camino de entrada a los agentes agresores. En cuanta mejor calidad
tenga el concreto menor será su permeabilidad y por tanto tendrá una mayor durabilidad. También
es posible incrementar esta cualidad utilizando revestimientos adecuados que impiden el ingreso de
los agentes agresores.
Los factores que aumentan la vida de las estructuras son:
- Especificar y colocar un recubrimiento adecuado y de acuerdo a las condiciones específicas
del sitio de la obra. Este recubrimiento puede variar entre 3 y 5 cms.
- Minimizar las grietas en el concreto mediante un diseño y despiece adecuados del acero de
refuerzo, que controlen el tamaño de las fisuras ante la imposibilidad de eliminarlas, por las
mismas características del concreto, sumado esto a la adición de fibras de polipropileno que
colaboran en un alto porcentaie en la disminución de estas fisuras.
- El uso de la menor relación agua/cemento posible, que el concreto sea denso, homogéneo,
impemeable y de alta calidad. Adicionalmente lograr una buena compactación es de gran
ayuda pan ese objetivo, lo mismo que la cuantía y el tipo de cemento indicado.
- Evitar el uso de materiales contaminados en la preparación del concreto, que puedan facilitar
la corrosión del acero embebido.
- El uso de los aditivos y adiciones para obtener propiedades de alta durabilidad.
- Colocar los recubrimientos recomendados en el acero de refuerzo para medios agresivos, así
mismo hacer mantenimiento curativo (reparar y sanear) en caso de daños y deterioros.
6.2 TIPO Y ORIGENES DE ENFERMEDADES
Las estructuras de concreto pueden ser afectadas en su integridad o su utilidad por diversas causas,
las cuales pueden dividirse en: Congénitas y Adquiridas. Las primeras son defectos que pueden
tener su origen en el diseño o concepción, en la construcción o ejecución de la obra y en el
comportamiento de los materiales (Concreto y acero).
Las adquiridas ocurren por acciones del medio ambiente o por daños causados como consecuencias
de diversos eventos como: fuego, terrernotos, inundaciones, deslizamientos, impactos,
asentamientos, sobrecargas, abrasión, vientos, etc.
La forma como se presentan las enfermedades congénitas dependen de la naturaleza del error, pero
en la gran mayoría de los casos se maniftesta en fisuras y por lo tanto incremento de la
permeabilidad. Esto conlleva a que los agentes agresores del ambiente penetren más fácilmente.
Las enfermedades adquiridas con el tiempo se manifiestan de diferentes formas, dependiendo de la
causa, del tipo de agresor, la calidad de la agresión y del tiempo de exposición. Podemos resumir las
causas en el siguiente cuadro:
CAUSA TIPO DE AGRESIÓN AGRESORES
MECÁNICA Erosión – Desgaste – Cavitación –
Disolución – Expansión – Fisuración.
Sólidos – Líquidos – Ácidos Sales –
Aguas servidas – Aceites – Bacterias
– Sulfatos.
QUÍMICA
Carbonatación – Decoloración –
Lixiviación – Deslavado – Expansión –
Figuración – Corrosión del acero.
Gases (CO2 y SO2) – Agua ácidas –
Humedad – Sales – Aguas
Carbónicas.
FÍSICA
Agrietamientos – Expansión –
Fisuración – Calcinación –
Desprendimientos.
Golpes – Vibraciones.
CONSTRUCCIÓN
INADECUADA
Baja Calidad del concreto – Porosidad –
Permeabilidad – Alta retracción –
Fisuración.
Deficiencias en la ejecución
6.3 DAÑOS EN LA ESTRUCTURA
6.3.1 FISURACIÓN
El concreto tiene excelente capacidad de resistencia a la compresión, pero una baja resistencia a la
flexión, La mayoría de los elementos de concreto estan sujetos a fuerzas que producen tensión y
aunque estos esfuerzos son absorbidos por el refuerzo que se coloca para tal fin, el concreto que lo
rodea se fisura al sobrepasarse su resistencia a la tensión. En la chimenea se logran detectar fisuras y
gritetas, para lo cual se tipificarán de acuerdo a su origen y las posibles alternativas para corregirlas.
6.3.2 CARBONATACIÓN (BAJA DE PH)
La Carbonatación del concreto es la reacción entre los gases ácidos del aire, la humedad y la pasta
alcalina del cemento. Este proceso implica una agresión química cuyo resultado es una baja del PH
del concreto, que al ser <9,5 resulta insuficiente para mantener pasiva la capa de óxido del acero que
recubren. La carbonatación progresa desde la cara exterior del elemento expuesto hacia el interior y
su velocidad de penetracón depende de los siguientes factores:
- Humedad relativa del aire
- Contenido de CO2 y SO4 en el aire
- Calidad del concreto
- El tiempo de exposición
Para determinar la profundidad de carbonatación se picó una sección al momento del ensayo y
rociarle al área expuesta una solución de Phenoltadefna al 1% en alcohol, la cual se torna violeta
cuando encuentra un PH > 10.
6.3.3 CORROSION DEL ACERO DE REFUERZO
La Corrosión del refuerzo es la degradación electroquímica del acero en el concreto. Ocurre cuando
la pasividad del acero es destruída por la carbonatación o cuando se desarrollan iones cloruros o
sulfatos.
El factor que más influye en el aceleramiento de la velocidad de corrosión es un contenido de
humedad sin saturación de poros.
La corrosión electroquímica de las armaduras trae como consecuencias:
- Corrosión det acero de refuezo y pérdida de su sección
- Expansión y ruptura del concreto
- Pérdida de adherencia acero-concreto.
La pérdida de sección del acero implica la pérdida de la capacidad estructural. El aumento de
volumen del acero provoca tensiones radiales sobre el concreto y su posterior ruptura paralela a la
barra, debido a las tensiones de tracción generadas y que han superado su cohesividad.
Estas fisuras y grietas a lo largo de la armadura han comprometido seriamente la adherencia o
anclaje entre las varillas y el concreto.
6.4 PROCEDIMIENTO PARA EL DIAGNÓSTICO
La diagnósis a realizar como alcance del presente trabajo, se basa en la evaluación y análisis de los
resultados obtenidos en las inspecciones y ensayos realizados para tal fin.
Para la elaboración del diagnóstico se realizó el siguiente procedimiento:
- Inspección visual preliminar
- Recopilación y estudio de la información de la estructura
- Inspección visual detallada (revisión y elaboración de inventario de daños)
- Ensayos de campo
- Ensayos de laboratorio.
6.4.1 INSPECCIÓN VISUAL PRELIMINAR
Se efectuó desde el 15 al 18 de Mayo de 2019 y su objeto fue conocer la naturaleza del problema y
el alcance del mismo. Permitió también efuctuar la planeación y programar el tipo y enfoque del
estudio, número y localización de los ensayos a realizar, además del personal requerido, logística
necesaria, materiales, herramientas y equipos necesarios para la elaboración del estudio.
6.4.2 INSPECCIÓN VISUAL DETALLADA
Esta inspección fue realizada entre el 20 y el 31 de mayo de 2019, se realizaron las siguientes
labores:
- Registro detallado de los daños físicos superficiales como grietas, fisuras, hormigueros,
desprendimientos, manchas de oxido, estado del acero de refuerzo etc., es decir todas las
manifestaciones anormales del concreto en la estructura de la chimenea.
- Revisión seleccionada mediante un barrido con golpeteo de martillo de posibles daños no
visibles exteriormente en la superficie de la chimenea.
- Determinación de recubrimentos del acero de refuerzo, número, disposición y dirección de
las varillas y su grado de corrosión, mediante apiques.
- Determinación de la profundidad de carbonatación mediante las lecturas de PH en apiques
hechos para tal efecto.
- Regsitro fotográfico de los daños.
6.4.3 ENSAYOS REALIZADOS
Para la realización del diagnóstico se realizaron los siguientes ensayos:
- Núcleos de concreto
- Ensayo de ultrasonido
- Contenido de ión Cloruro
- Contenido de sulfatos
- Contenido de cemento
- Porosidad
- Profundidad del acero de refuerzo
- Profundidad de carbonatación
6.4.3.1 DATOS OBTENIDOS Y ANÁLISIS DE LOS MISMOS
Del análisis de los datos obtenidos encontramos que:
Las muestras analizadas presentan un alto contenido de ION CLORURO, lo que posiblemente se
deba a la utilización de aditivos acelerantes con altos contenidos de cloruro durante la construcción
de la estructura.
El promedio de la profundidad de carbonatación es de 36mm, el espesor de los recubrimientos
encontrados fue muy irregular, este se encontró entre los 15mm y los 72mm. El promedio de lo
auscultado fue de 32mm.
En algunos tramos de la chimenea, se encontró que el acero de refuerzo está con muy bajo
recubrimiento (del orden de 10 o 15 mm).
En otros tramos, el recubrimiento está en el orden de 30mm y en otros llega a tener hasta 80 mm, sin
embargo en algunos sitios el alambre con el que se amrarró el acero presenta con el nudo hacia
afuera con solo 15mm de recubrimiento, lo que hace que se convierta en un foco de corrosión para
el resto de la armadura.
6.4.3.2 DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS DAÑOS
Los daños encontrados en la chimenea de la unidad 1 de la Central Termoguajira se resumen en los
siguientes:
- Deterioro del concreto en algunas zonas de la chimenea debido a defectos congénitos, ya sea
por malas prácticas durante la construcción de la estructura, por el uso de aditivos con bases
de cloruros, y/o debido al bajo espesor en el recubrimiento de la estructura.
- Corrosión generalizada del acero de refuerzo debido a los bajos recubrimientos y la
exposición que tiene la estructura al ambiente marino.
- Delaminaciones del concreto en los puntos de apoyo de las escaleras y plataformas, estas se
deben a la corrosión que presenta la estructura metálica.
- Las estructuras metálicas presentan alto grado de corrosión debido a la falta de
mantenimiento, a la aplicación de un sistema de recubrimiento inadecuado y a la exposición
de las estructuras al ambiente marino.
Los daños presentes en la estructura son complementarios, es decir que pueden ser cada uno causa ó
efecto del otro, dependiendo del área analizada. Los recubrimientos en general son muy bajos, el
frente de carbonatación ha sobrepasado en muchos casos el recubrimiento de concreto existente del
refuerzo, ello implica que la protección que naturalmente proporciona el concreto al refuerzo se
pierda con la entrada del Ión Cluoruro y la baja del PH del concreto.
Todo este proceso ha sido consecuencia del ataque del medio ambiente (marino e industrial) y el
tiempo de construcción, pero fundamentalmente resulta de la calidad del concreto expresada en la
densidad del material y la falta de protección (mantenimiento) que películas del recubrimiento
pudiesen impedir el acceso de los agresores al refuerzo.
La presencia de gases de los procesos industriales y las altas temperaturas de operación a las cuales
esta sometida la estructura, incrementa el riesgo de daño, el cual ya de por si es alto por la existencia
de alta humedad y el ambiente salino de la zona.
6.4.3.3 CONCLUSIÓN DE LOS DAÑOS
Toda vez que fueron identificados y analizados los daños existentes e la estructura de la chimenea
de la unidad I de la Central Termoguajira, podemos concluir sobre los factores fundamentales que
han conducido al deterioro de la estructura, los cuales describimos a continuación:
- El ambiente con alto grado de salitre debido a la ubicación de la estructura frente al mar, la
humedad relativa y la presencia de CO2 se han constituido en los elementos que han
acelerado la vulnerabilidad al ataque de Ión Cloruro y la Carbonatación del concreto de
recubrimiento, el cual representa la pérdida de protección del acero de refuerzo.
- La irregularidad en el recubrimiento colocado, el cual varía entre 15 y 72 mm, ha facilitado
el ataque de los agresores.
- Concretos con calidades y densidad media no han representado una barrera adecuada para el
acceso de los agresores, además del tiempo transcurrido desde su construcción y la falta de
pelicuals de protección periódicas (pinturas o recubrimientos).
7. METODOLOGIA DE INTERVENCION
7.1 Dictamen general del paciente.
La chimenea objeto de estudio, es una estructura cuya construcción data del año 1984, tiene
aproximadamente 35 años de estar en funcionamiento, y durante su vida útil nunca ha sido
intervenida. La estructura presenta algunos daños como lo son: carbonatación y cloruros, y muestras
de deterioro tales como hormigueros, microfisuras, fisuras, grietas, descascaramientos y
desmoronamiento en la superficie exterior del concreto. Estas patologías pueden ser intervenidas sin
afectar la funcionalidad de la estructura y así prevenir un deterioro mayor en ella, garantizar la
estabilidad de la estructura y la seguridad de los equipos, estructuras aledañas a la chimenea, y
especialmente a la integridad física del personal que transita por el área de funcionamiento de la
misma.
7.2 Propuesta de intervención del paciente.
La intervención que se debe realizar a la estructura es de tipo “curativa” ya que mediante ella se
corregirán los daños presentes en la estructura.
A continuación se realiza una propuesta de intervención a la estructura mediante la siguiente
metodología:
7.2.1 Reparación de Fisuras y Grietas.
Las fisuras que se encuentran en la superficie de la chimenea deben ser selladas para evitar que
sigan penetrando los agentes externos al hierro de refuerzo y se continúe la baja del ph del concreto.
Para el corte de las áreas a reparar, se debe demarcar cada área de trabajo, dejando un registro de su
ubicación y la profundidad a reparar.
Las fisuras a reparar, de acuerdo a su espesor y profundidad, serán divididas de la siguiente manera:
a. Fisuras superficiales
Fisuras menores de 3 mm de espesor, con profundidad menor de 5mm.
Una vez se hayan efectuado los cortes, se deberá remover todo el concreto suelto o fallado
superficialmente, escarificando por medios mecánicos hasta encontrar una superficie sólida libre de
partículas sueltas y que en todos los casos debe quedar rugosa para garantizar elementos de anclaje
al momento de aplicar los morteros de reparación. Terminada esta actividad se deberá limpiar
completamente la superficie con chorro de aire o agua a presión, dejándola de esta manera libre de
toda partícula suelta o contaminante, requisito necesario para aplicar el mortero de reparación.
Preparada debidamente la superficie, se procederá a saturarla con agua para luego resanarla
mediante la aplicación de mortero acrílico de bajo espesor.
b. Fisuras y grietas estructurales.
Fisuras de hasta 5 mm de espesor y 10mm de profundidad
Para este tipo de fisuras, se deberá escarificar la superficie por medios mecánicos hasta llegar a su
profundidad máxima o hasta que se encuentre una superficie sólida, libre de partículas sueltas y
rugosa para garantizar la completa adherencia del mortero de reparación, se limpia completamente
la superficie eliminando todo material suelto o contaminante, lavándola con chorro de aire o agua a
presión, se deja secar completamente y se procede a aplicar un aditivo o puente de adherencia y
finalmente se aplica el mortero de reparación o sello epóxico de buena tixotropía y adherencia.
Grietas mayores de 5mm y profundidades hasta el acero de refuerzo.
Se debe escarificar la superficie y retirar todo el concreto que se encuentre en mal estado, hasta
llegar al acero de refuerzo. Se evaluará el estado del hierro, el cual deberá proceder a limpiar por
medios mecánicos hasta eliminar toda la corrosión, para una correcta evaluación de éste. Si el hierro
se encuentra en un porcentaje mayor o igual al 80%, se recomienda protegerlo simplemente con
SIKA ARMATEC 110 Epocem, el cual es un recubrimiento de protección a la corrosión,
cementoso, modificado con resina epóxica y con inhibidor de corrosión; si el hierro está en un
porcentaje menor se deberá picar el concreto, hasta conseguir el traslapo suficiente para remplazar
el acero dañado. Cabe anotar que en cualquiera de los dos casos el contratista deberá proteger el
acero que resulte a la vista con el recubrimiento de protección a la corrosión. Antes de aplicar el
producto, el acero debe estar limpio, libre de óxido suelto, grasa, partes sueltas u otros
contaminantes extraños. El producto debe ser aplicado mínimo en dos capas, respetando en todos
los casos el tiempo de secado de cada capa el cual no debe ser menor a dos horas y una aplicación
por capa entre los 0,5 a 1,0 mm, según recomendaciones del fabricante.
Para las grietas cuya profundidad sea hasta 10 cm se debe saturar la superficie de agua para luego
aplicar con la mano una capa de imprimación de máximo 2 cm de espesor con SIKA TOP 122, que
es un mortero de reparación con alta resistencia mecánica y gran adherencia al soporte, especial para
reparaciones en elementos estructurales de concreto, debidamente preparado según las indicaciones
del fabricante, para crear un puente de adherencia entre el concreto nuevo y el envejecido, este
mortero se dejará entre 5 y 10 minutos antes de aplicar el mortero de reparación hasta alcanzar la
nivelación, a la cual se debe dar su acabado y posterior curado con antisol blanco.
Para las grietas cuya profundidad sea mayor a 10 cm se deberá emplear SIKADUR 32 PRIMER, un
producto adhesivo epóxico como imprimante y puente de adherencia entre concreto fresco y
endurecido. La mezcla a colocar para debe ser homogénea, con una consistencia plástica y
semifluída, a la cual se le deberá adicionar un impermeabilizante tipo SIKA 1 que permita aumentar
la durabilidad. Se deberá tener en cuenta las recomendaciones del fabricante para la aplicación de
los productos mencionados, con el fin de garantizar la adherencia entre los dos concretos.
7.2.2. Reparación de Áreas deslaminadas y descascaradas.
Para reparar las áreas deslaminadas se debe seguir el siguiente procedimiento:
Se debe escarificar la superficie y retirar todo el concreto que se encuentre en mal estado, hasta
llegar al acero de refuerzo. Se deberá evaluar el estado del hierro, el cual se deberá proceder a
limpiar por medios mecánicos hasta eliminar toda la corrosión, para una correcta evaluación de éste.
Si el hierro se encuentra en un porcentaje mayor o igual al 80%, se recomienda protegerlo
simplemente con SIKA ARMATEC 110 Epocem, un recubrimiento de protección a la corrosión,
cementoso, modificado con resina epóxica y con inhibidor de corrosión; si el hierro está en un
porcentaje menor se deberá picar el concreto, hasta conseguir el traslapo suficiente para remplazar
el acero dañado. Cabe anotar que en cualquiera de los dos casos se deberá proteger el acero que
resulte a la vista con el SIKA ARMATEC 110 Epocem. Antes de aplicar el producto, el acero debe
estar limpio, libre de óxido suelto, grasa, partes sueltas u otros contaminantes extraños. El producto
debe ser aplicado mínimo en dos capas, respetando en todos los casos el tiempo de secado de cada
capa el cual no debe ser menor a dos horas y una aplicación por capa entre los 0,5 a 1,0 mm, según
recomendaciones del fabricante. Se debe saturar la superficie de agua para luego aplicar con la
mano una capa de imprimación de máximo 2 cm de espesor con SIKA TOP 122, especial para
reparaciones en elementos estructurales de concreto, debidamente preparado según las indicaciones
del fabricante, para crear un puente de adherencia entre el concreto nuevo y el envejecido, este
mortero se dejará entre 5 y 10 minutos antes de aplicar el mortero de reparación hasta alcanzar la
nivelación, a la cual se debe dar su acabado y posterior curado con antisol blanco. Cuando la
profundidad del área a reparar sea mayor a 2 cm se deberá colocar, luego del puente de adherencia,
un mortero acrílico de bajo espesor.
7.2.3 Reparación de áreas con desprendimiento y concreto en mal estado.
Se deberá realizar el saneado para erradicar daños y eliminar o controlar agresores en la estructura;
como la estructura a reparar es en concreto reforzado, cada parte constituyente puede tratarse
teniendo en cuenta los siguientes aspectos aparte de otras recomendaciones que pudieran dar los
fabricantes de los productos:
Concreto.
En general en la estructura a reparar se observan zonas con marcado deterioro del concreto y del
acero de refuerzo en mayor o menor grado en unas zonas respecto a otras. Es notorio en la mayoría
de los casos ver la condición de deterioro donde se apoyan los elementos metálicos (barandas,
pasamanos) y ante la condición existente de aceros corroídos, desprendimiento del concreto de
recubrimiento, debe retirarse el concreto contaminado previa evaluación estructural con el
procedimiento y equipo adecuado para no fracturar el concreto bueno, hasta encontrar concreto
sano, considerado este último para cuando el pH>10 y el contenido de Ion cloruro sea aceptable
según el NSR10. Todo este trabajo debe hacerse previo apuntalamiento y sostenimiento estructural
de toda la estructura averiada con lo cual se minimice el colapso de la estructura, se protejan los
equipos de toda el área, y se erradiquen los peligros que estos trabajos constituyen para las personas
en la planta, se deberá realizar también y en todo momento cerramientos estables y seguros en el
área para aislar las personas de la zona de trabajo y proteger los equipos de acuerdo a la actividad
que se esté realizando.
Acero de refuerzo.
Saneado para el Acero expuesto o corroído.
Una vez preparada la superficie a través del picado y calificado el estado final real del acero de
refuerzo (verificación de pérdida de sección ó disminución del diámetro por efectos de corrosión),
se procederá al saneado del mismo de acuerdo con la condición de exposición a la cual estará
sometido en el sitio, ó a su restitución si se requiere.
El saneado para el acero de refuerzo existente, con indicios de corrosión, pero sin pérdida de
sección, y algún otro acero nuevo para reforzamiento y/o reposición de aquellos en muy mal estado,
inicialmente deben prepararse las superficies mediante medios manuales y luego mecánicos hasta
obtener un grado limpieza según norma SSPC - SP3.
Se deben proteger todos los equipos de impactos al retirar los concretos dañados, diseñando y
construyendo cerramientos especiales para evitar que los desechos y escombros, les caiga a los
equipos, los esquemas, prototipo y eficiencia del cerramiento deberán ser evaluados antes de iniciar
los trabajos.
De emplearse otro sistema de limpieza del hierro deberá ser verificado su eficiencia para obtener un
grado de limpieza igual al recomendado.
En caso de que el acero de refuerzo haya perdido más de 1/8 de sección deberá ser reemplazado
previo corte y soldadura o traslapo de uno nuevo. Se adicionarán las cuantías necesarias respetando
la normativa NSR10 respecto a las longitudes mínimas de traslapos ó de desarrollo según sea el
caso, ó bien implementando un procedimiento de soldadura previamente certificado por escrito y
con memorias descriptivas por un Ingeniero estructural.
Una vez se haya efectuado la limpieza sobre las barras de refuerzo, o las nuevas, se procederá a la
aplicación sobre éstas de un mortero inhibidor de corrosión tipo epoxicemento con base acuosa, el
cual actúa como una barrera de protección a la penetración del agua y de los cloruros. El mortero
debe permitir una óptima adherencia del acero al concreto u otro material de reparación.
7.2.3.1. Recuperación de secciones estructurales
Se refieren a la recuperación de la sección estructural de los elementos afectados. Cuando se
especifican profundidades se refiere a la profundidad demolida final para reparar el elemento.
Recuperación con materiales cementosos
Recuperación de secciones con espesores mayores de 5 cm y menores de 12 cm.
Efectuada la demolición del concreto deteriorado, hasta encontrar concreto sano y dejando libre el
acero de refuerzo en todo su perímetro por lo menos en una distancia equivalente a su 1,5 el
diámetro se procederá a sanear y proteger el acero existente, recuperar la sección con un mortero de
resistencia mecánica similar o mayor al concreto existente e inhibidor de corrosión integral listo más
un 25% de gravilla de tamaño máximo 3/8" lavada y saturada.
La aplicación se hará en capas sucesivas de 2 cm y máximo 6 cm/día. Al elaborar una capa se debe
dejar rugosa o rayada su cara expuesta para recibir la siguiente.
Las adiciones de acero y su procedimiento deben ser aprobados por el ingeniero estructural.
El curado se hará con sacos de fique humedecidos durante siete (7) días como mínimo para la capa
de acabado, para capas intermedias se deberá curar con agua y sacos de fique limpio y humedecido.
Todas las recuperaciones de las secciones se efectúan posteriormente al proceso de saneado,
adecuación y protección del acero.
Recuperación de secciones con espesores mayores de 12cm
Una vez saneada y preparada la superficie se procederá a la implementación de los sistemas y
procedimientos de reparación (recuperación de secciones). La magnitud de picado de estos
elementos debe contemplar que el acero de refuerzo quede libre alrededor de su perímetro en 2.5
cm., para permitirle quedar embebido en el material de reparación, previo saneado del mismo.
Verificadas las condiciones anteriores se restituirá el elemento deteriorado mediante la colocación
de un concreto, sin retracción, de alta fluidez y desarrollo de altas resistencias con formaleta.
Para la preparación del producto se podrá usar mezcladoras convencionales y su colocación debe
realizarse considerando el siguiente procedimiento:
Imprimación de la Superficie del concreto del elemento en reparación. Se aplicará a la superficie
antes preparada, un puente de adherencia epóxico para garantizar el monolitismo entre los concretos
de diferente edad. De acuerdo a las recomendaciones del Fabricante. Todas las recuperaciones de las
secciones se efectúan posteriormente al proceso de saneado adecuación y protección del acero.
Cuando por imposibilidad física o estructural o porque se requiera por los resultados estructurales a
obtener, haya necesidad de vaciar a través de orificios ejecutados con saca núcleos, se realizará los
que sean necesarios en número según recomendación del fabricante de los productos, al igual que
colocará los elementos metálicos de transición de las armaduras en el mismo acero de refuerzo u
otro material que se requieran debidamente anclados con el producto recomendado por el fabricante.
7.2.4. Reconstruccion de áreas deterioradas totalmente
Cuando un elemento estructural por su avanzado estado de deterioro sea imposible recuperar con los
tratamientos de saneado y reparación se demolerá tomando las respectivas medidas de seguridad
estructural para garantizar que no habrá fallas del resto de la estructura y se construirá nuevamente
con la calidad del concreto mejorado con un inhibidor de corrosión base amino alcohol, con el
refuerzo y las dimensiones originales del elemento, para este caso se aplicaran las especificaciones
para concreto y acero de refuerzo descritas a continuación. Para todo lo anterior se requerirán planos
y memorias de cálculo. Se usará también para cuando se requiera, reparación de daños con
espesores mayores de 12 centímetros.
Concreto
Se refiere a las especificaciones que debe cumplir el concreto mejorado que se requiera utilizar, el
concreto será de 5.000 psi. Para los materiales que entran en el concreto, para su clasificación,
mezcla, transporte, colocación y curado; para los ensayos de resistencia y durabilidad; para las
formaletas, juntas, refuerzos e incrustaciones y en general, para todo lo relacionado con
especificaciones de concreto simple y reforzado se deberán cumplir con los requisitos indicados en
las normas, códigos y especificaciones en su última versión tales como ACI, NSR 10, ASTM.
Todos los materiales y métodos de preparación y colocación del concreto estarán sujetos a revisión,
antes de iniciar la construcción, se deberá contar con muestras de materiales, el diseño de las
mezclas, los certificados sobre productos elaborados y toda la información relacionada con la
elaboración y colocación del concreto.
Durante la operación de vaciado del concreto se tomarán 3 cilindros testigos para comprobar la
resistencia a la compresión del concreto. Los cilindros se ensayarán a los 28 días de tomados, El
resultado del ensayo será el promedio de resistencia que resulte de los cilindros ensayados,
descartando los de las muestras que hayan sido tomadas o ensayadas defectuosamente.
Acero de refuerzo
Se deberá colocar la totalidad del acero de refuerzo debidamente protegido con inhibidor de
corrosión con los diámetros y longitudes indicados en los planos de construcción, incluyendo los
soportes, barras de suspensión, espaciadores, etc., necesarios para la correcta colocación del
refuerzo. El acero de refuerzo deberá tener una resistencia de 60.000 P.S.I para varillas con
diámetros mayores o iguales a ½” y de 40.000 P.S.I para varillas con diámetro menor a ½”.
El acero de refuerzo al igual que las actividades de corte, figuración y la colocación del mismo
deben cumplir con los requisitos indicados en las normas, códigos y especificaciones en su última
versión tales como NSR 10, ASTM, ACI, ICONTEC, etc., cuidando de colocar muy
específicamente los recubrimientos máximos exigidos para este tipo de ambiente.
En el momento de su colocación, el refuerzo y los elementos metálicos de soporte deberán estar
libres de escamas, polvo, lodo, pintura, aceite o cualquiera otra sustancia extraña, y se deberán
mantener en esas condiciones hasta cuando sean cubiertos completamente por el concreto.
Las varillas de refuerzo se deberán colocar en tal forma que quede una distancia libre de por lo
menos 2.5 cm entre éstas y los pernos de anclaje o elementos metálicos embebidos. A menos que
los planos indiquen algo diferente, se deberán obtener los recubrimientos mínimos especificados en
el Código de Construcciones Sismoresistentes (NSR 10).
7.2.5. Limpieza de áreas oxidadas
Para las estructuras metálicas que son parte de la chimenea (plataformas, barandas y escaleras), se
deberá realizar la limpieza manual en los sitios indicados, utilizando cepillos con cerdas de acero y
con medios mecánicos empleando equipos abrasivos, dejando la superficie libre de cualquier
mancha volviendo a colocar el esquema de pintura original.
El esquema de pintura a colocar es el tricapa el cual consiste en la aplicación de imprimante,
barrrera y acabado, el cual se describe a continuación:
Imprimante o Anticorrosivo.
Se aplica únicamente donde hubo corrosión y se eliminó por medio de la preparación de superficie
hasta dejar el metal completamente sano y expuesto. De especial cuidado son los bordes y las juntas
soldadas. Este anticorrosivo está especialmente diseñado para preparaciones de superficies Manual
Mecánicas.
Se aplica una (1) capa de Imprimante Epóxico Fosfato de Zinc, a un espesor de 101 micrones (4.0
mils) de película seca, con un rendimiento práctico de 14,6 M2 por galón a dicho espesor. Este
imprimante debe ser mayor a 60% de sólidos en volumen.
Barrera.
Se aplica a toda el área una (1) capa de Autoimprimante Epóxico HS FZ, a un espesor de película
seca de 127 micrones (5.0 mils) con un rendimiento práctico promedio de 16,38 m2 por galón a este
espesor. El porcentaje de sólidos de este recubrimiento es del 84% en volumen.
Acabado Uretano.
Se aplica una (1) capa de Esmalte Uretano, a un espesor de película seca de 76 micrones (3.0 mils)
con un rendimiento práctico promedio de 20.15 m2 por galón a este espesor, El porcentaje de
sólidos de este acabado debe ser mayor a 62% en volumen.
7.2.6. Mantenimiento general del fuste de la chimenea.
Una vez efectuado los diferentes tratamientos de rehabilitación estructural se protegerá la superficie
de la chimenea con pintura del color de las existentes (rojo y blanco) y con resistencia para
temperaturas >= a 120 ° C de la siguiente manera:
Zona 1 parte superior: se aplicará un recubrimiento epóxico de alta resistencia química aplicado
en dos capas.
Zona 2 parte media: se realizará la aplicación de recubrimiento con pintura epóxica de resistencia
mediana.
Zona 3 parte inferior: se realizará la aplicación de repelentes a base de siliconas.
Preparación de superficie:
Se lavará el fuste con agua a presión (mínimo 1.034MPa) utilizando hipoclorito para lavar áreas
demasiados contaminados. Se aplicará los diferentes tipos de pintura de acuerdo a la zona y
conservando el esquema en los colores existentes (rojo y blanco).
8. PRESUPUESTO
A continuación se describe cuadro con las cantidades y el valor estimado, de acuerdo a los precios
establecidos en la zona de ubicación del proyecto:
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD VALOR
UNITARIO VALOR TOTAL
1 PRELIMINARES
1,1
Armado de andamios y demás
dispositivos de seguridad
certificados para la instalación de
bambas, malacates, y líneas de vida,
implementación de programa de
protección contra caídas.
Global 1 $ 830.000.000,00 $ 830.000.000,00
2 ESTRUCTURA EN CONCRETO
2,1 REPARACION DE FISURAS Hasta
3 mm. m 80 $ 22.447,00 $ 1.795.760,00
2,2 REPARACION DE FISURAS Hasta 5mm.
m 80 $ 33.450,00 $ 2.676.000,00
2,3 REPARACION DE GRIETAS
2,3,1 Escarificación de la superficie y
retiro de concreto en mal estado m3 2 $ 3.375.000,00 $ 6.750.000,00
2,3,2
Limpieza con sandblasting y
protección con inhibidor de
corrosión del acero de refuerzo.
m 40 $ 51.950,00 $ 2.078.000,00
2,3,3
Retiro de acero en mal estado y
suministro e instalación de acero de refuerzo con sistema de protección
con inhibidor de corrosión.
m 50 $ 14.101,00 $ 705.050,00
2,3,4
Colocación de concreto de
reparación en las secciones
demolidas.
m3 2 $ 5.474.800,00 $ 10.949.600,00
2,4 REPARACION DE AREAS
DESLAMINADAS
2,4,1 Escarificación de la superficie y
retiro de concreto en mal estado m3 12 $ 3.375.000,00 $ 40.500.000,00
2,4,2
Limpieza con sandblasting y
protección con inhibidor de
corrosión del acero de refuerzo.
m 300 $ 51.950,00 $ 15.585.000,00
2,4,3
Retiro de acero en mal estado y
suministro e instalación de acero de
refuerzo con sistema de protección
con inhibidor de corrosión.
m 400 $ 14.101,00 $ 5.640.400,00
2,4,4 Colocación de concreto de
reparación en las secciones m3 12 $ 5.474.800,00 $ 65.697.600,00
demolidas.
2,5 EMBEBIDOS DE ESCALERA Y
PLATAFORMA und 200 $ 68.509,00 $ 13.701.800,00
2,7 REPARACION DE AREAS
DESCASCARADAS
2,7,1 Escarificación de la superficie y
retiro de concreto en mal estado m3 9 $ 3.375.990,00 $ 30.383.910,00
2,7,2
Limpieza con sandblasting y
protección con inhibidor de
corrosión del acero de refuerzo.
ml 180 $ 51.950,00 $ 9.351.000,00
2,7,3
Retiro de acero en mal estado y
suministro e instalación de acero de
refuerzo con sistema de protección
con inhibidor de corrosión.
ml 220 $ 14.101,00 $ 3.102.220,00
2,7,4
Colocación de concreto de
reparación en las secciones
demolidas.
m3 9 $ 5.474.800,00 $ 49.273.200,00
2,8 LIMPIEZA AREAS OXIDADAS m2 90 $ 30.948,00 $ 2.785.320,00
2,9 PINTURA ZONA SUPERIOR, INTERMEDIA E INFERIOR DEL
FUSTE DE LA CHIMENEA
m2 1626 $ 115.220,00 $ 187.347.720,00
2,10 ESTRUCTURA METALICA
2,10,1 Mantenimiento de escalera en mal
estado ml 95 $ 95.386,00 $ 9.061.670,00
2,10,2 Mantenimiento de plataformas UND 3 $ 2.715.990,00 $ 8.147.970,00
2,10,3 Pintura estructura metalica UND 3 $ 5.142.790,00 $ 15.428.370,00
2,11 TOTAL COSTO DIRECTO $ 1.310.960.590,00
2,12 IVA DEL 19% $ 249.082.512,10
2,13 GRAN TOTAL $ 1.560.043.102,10
9. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Mediante la realización del presente estudio patológico a la chimenea de la unidad II de la Central
Termoguajira, se detectaron las principales lesiones presentes en la estructura, las cuales son de tipo
mecánicas tales como fisuras longitudinales y transversales; lesones físicas como deslamienamiento,
desprendimiento del concreto; lesiones químicas como carbonatación, cloruros, corrosión en el
acero de refuerzo expuesto, y otras lesiones de tipo indirectas tales como detalles constructivos,
operación de la estructura, entre otras.
La realización de ensayos de extracción de núcleos, ultrasonido, contenido de ión cloruro y sulfatos
y demás realizados, permitieron determinar que la principal causa de las lesiones presentes en la
estructura está relacionada con el bajo espesor del recubrimiento de la misma; de igual manera el
comportamiento de los materiales utilizados durante la construcción y la exposición permanente de
la estructura a procesos industriales y un ambiente marino altamente agresivo, son causas que han
influído a través del tiempo en el deterioro de la estructura.
De acuerdo con los resultados del estudio, se considera que la estructura tiene un grado de
afectación medio que no influye en su funcionamiento y que no representa un riesgo para la
infraestructura, la integridad física de los trabajadores de la Central Termoguajira y/o el proceso de
generación de energía eléctrica que en ella se realiza; sin embargo, los daños observados son
progresivos, lo que significa que si no se realiza la intevención a la estructura la situación puede
empeorar y los daños pueden aumentar, generando un riesgo en la durabilidad y estabilidad de la
estructura.
10. CONCLUSIONES
- El estudio patológico realizado permitió identificar las principales lesiones presentes en la
estructura de la chimenea en estudio, a partir de la recopilación de la información existente y
de las inspecciones visuales y detalladas realizadas a la chimenea
- Se realizó el diagnóstico de las lesiones presentes en la estructura, se logró determinar
mediante la realización de ensayos, las posibles causas que originaron cada una de dichas
lesiones.
- Se establecieron medidas de intervención basadas en la implementación de técnicas
curativas que permitan la rehabilitación de la estructura.
11. RECOMENDACIONES
Realizada la rehabilitación de la estructura, se recomienda implementar una rutina de
mantenimientos preventivos consistente en la realización de inspecciones periódicas, con el fin de
detectar nuevas lesiones en la estructura.
Se recomienda también la implementación de un esquema de mantenimiento a la pintura de
recubrimiento de la estructura, de acuerdo con las especificaciones requeridas y según las
recomendaciones de los fabricantes de pintura, de tal manera que se garantice la protección ante
agentes agresores de la estructura de la chimenea.
Es importante resaltar que las actividades propuestas en este informe y en caso de ser
implementadas por la empresa, deberán ser ejecutadas por personal altamente calificado, con la
mayor experiencia posible en este tipo de rehabilitaciones y especialmente con experiencia en la
realización de trabajos en alturas; tanto el personal como los elementos de protección contra caídas,
dispositivos de seguridad y herramientas para trabajos en alturas deberán ser certificados y avalados
por el ministerio de trabajo y deberá estar bajo la normatividad legal y vigente en Colombia
(Resolución 1409 de 2012, NSR-10, etc).
La propuesta de intervención incluida en el presente informe, tiene un valor de ejecución de
$1.560’043.102 y requiere un tiempo de ejecución que puede variar entre los ocho y los diez meses
según las condiciones ambientales a las que se encuentra expuesta la estructura.
ANEXOS
ANEXO 1 - FICHAS DE LAS LESIONES
ANEXO 2 – CUADROS DESCRIPCIÓN DE DEFECTOS Y DAÑOS DE LA CHIMENEA.
ANEXO 3 – FICHA TÉCNICA DE PRODUCTOS RECOMENDADOS.
ANEXO 4 – ENSAYOS REALIZADOS
ANEXO 5 – PRESUPUESTO
ANEXO 6 – REGISTRO FOTOGRÁFICO
ANEXO 6 – REGISTRO FOTOGRÁFICO
Vista general de la chimenea II (desde la chimenea 1).
Vista general de la chimenea II (desde el nivel de piso).
Vista general de la chimenea II (desde la chimenea 1).
Desprendimiento de concreto – acero expuesto en varias zonas de la estructura.
Fisuras longitudinales y transversales
Fisuras longitudinales y transversales
Fisuras longitudinales en la estructura
Fisuras longitudinales en la estructura
Fisuras longitudinales y transversales
Fisuras longitudinales y transversales
Fisuras longitudinales y transversales
Plataformas y escaleras de la estructura
