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¿Cuánto tiempo duran las cimentaciones con pilotes helicoidales?
Conoce los factores que reducen la vida útil de un pilote helicoidal
El clima corroe, oxida o pudre casi todo lo que construimos y pocas cosas tienen una vida más dura que los cimientos bajo nuestros pies. Los cimientos debajo de edificios y estructuras se enfrentan a una gran variedad de condiciones difíciles. En vastas franjas, los suelos expansivos se contraen y se hinchan con la humedad y la sequía. Las regiones con mucha lluvia a menudo tienen suelos saturados que son propensos al movimiento, también existen suelos secos que son difíciles de excavar y construir. Gracias a la construcción moderna, hemos podido construir en prácticamente todos los entornos. Lugares que incluso hace 50 años habrían sido de difícil acceso ahora están abiertos al desarrollo.
Eso significa que exigimos más que nunca a los cimientos de nuestros edificios. No solo estamos construyendo más proyectos en más lugares, sino que nuestros plazos son más cortos que nunca. Necesitamos cimientos fuertes más rápido, pero también deben ser duraderos.
Esto nos lleva a una de las preguntas más comunes que me hacen cuando se trata de cimientos de pilotes helicoidales. Desde oleoductos y gasoductos hasta cimientos para energías renovables y servicios públicos, parece que todo el mundo quiere saber…”¿Cuánto tiempo durará mi cimentación de pilote helicoidal?” Es una gran pregunta, pero resulta que la respuesta no es tan simple.
Vida útil y durabilidad del pilote helicoidal
Me encantaría decir que hay una respuesta simple a la pregunta de cuánto tiempo puede durar una cimentación de pilote helicoidal, pero no la hay. Si hubiera una respuesta simple, ¡no habría necesitado escribir este artículo de blog!
Hay muchos factores que influyen en la vida útil final de los cimientos de un pilote helicoidal, y algunos de ellos tendrán un impacto mayor que otros. Los factores que afectan la vida útil de un pilote helicoidal son:
- Materias primas utilizadas en la fabricación de pilotes helicoidales
- Procesos de fabricación y control de calidad
- Habilidad y cuidado del instalador/contratista de cimientos
- Tipo de suelo, composición y características
- Clima y tiempo
- Profundidad de la línea de escarcha
La única forma de tener en cuenta estos factores es hacer que un experto en cimientos evalúe su proyecto y le dé recomendaciones basadas en principios de ingeniería y ciencia. Simplemente no hay forma de que pueda cubrir todas las posibilidades en una sola publicación de blog. Pero, te diré lo que puedo hacer por ti en los próximos minutos.
Al hacer algunas suposiciones sobre el tipo y las características del suelo, podemos estimar cuántas décadas podría durar un pilote helicoidal (en nuestro pequeño experimento mental). Créame, se sorprenderá de lo largo que puede ser.
Cómo afecta el suelo la vida útil de su cimentación
Anteriormente dije que hay muchos factores que determinan cuánto tiempo puede durar un pilote helicoidal en el suelo. Lo que no te dije fue que uno de esos factores juega un papel muy importante en la determinación de la longevidad de un pilote helicoidal… El suelo.
Sí, el suelo en sí mismo es el factor más poderoso cuando se trata de la vida útil de su cimentación. En gran parte, hay muchas posibilidades de que te enfrentes (hasta cierto punto) a suelos expansivos.
Los suelos expansivos, como sugiere su nombre, se expanden y contraen (encogerse y expandirse son los términos científicamente correctos) a medida que el suelo se humedece y se seca. Esta actividad de “encogimiento y expansión” causa varios problemas para los cimientos, uno de los peores es la “presión de hinchamiento” destructiva en la estructura.
Los suelos expansivos también tienden a ser suelos con mal drenaje debido a su contenido de arcilla. Cuando el suelo se satura, como después de una fuerte lluvia, la humedad puede persistir y afectar la infraestructura del suelo.
Debido a que los pilotes helicoidales están hechos de acero, tenemos una excelente comprensión de cómo interactuarán con el suelo y se degradarán con el tiempo. Pero, puede que se sorprenda al saber que la corrosión no es el peor enemigo de un pilote helicoidal. Sí, dado el tiempo suficiente, la corrosión eventualmente destruiría un pilote helicoidal. Pero eso no significa que la corrosión sea la mayor preocupación.
Factores del suelo que influyen en la corrosión del acero
- Resistividad del suelo (qué tan eléctricamente conductivo es el suelo)
- Acidez del suelo (expresada en pH)
- Contenido de agua
- Cantidad de sal disuelta
- Combinación y cantidad de minerales
- Niveles de oxígeno
- Actividad de materia orgánica como bacterias, hongos, etc.
En realidad, la mayoría de los pilotes helicoidales en aplicaciones comerciales e industriales utilizarán acero lo suficientemente grueso como para que la corrosión apenas se tenga en cuenta como consideración de diseño. Para la mayoría de sus proyectos, la corrosión no será una preocupación sobre la vida útil proyectada de la estructura.
Sin embargo, sería negligente si no compartiera algunos de los factores que pueden afectar la tasa de corrosión de los cimientos de su pilote helicoidal de acero. Es útil conocerlos para desarrollar una mejor comprensión de cómo el suelo afecta su cimentación.
Un ingeniero de pilotes helicoidales utilizará una serie de factores para calcular la vida útil de un pilote helicoidal. Estos factores se basan en un estudio cuidadoso del suelo en el sitio del proyecto y en su evaluación con respecto a los principios de ingeniería establecidos.
En las raras ocasiones en que el suelo es especialmente corrosivo, como vertederos o sitios industriales, los diseñadores pueden aumentar la protección contra la corrosión del pilote helicoidal. Hay algunas maneras de lograrlo.
Cómo proteger un pilote helicoidal de la corrosión
- Aumento del espesor del acero utilizado para el eje y las hélices
- Galvanización por inmersión en caliente del pilote para agregar resistencia a la corrosión (aunque en proyectos comerciales el espesor de sacrificio es más efectivo y económico)
- Sistemas de cátodos que usan corriente continua para desacelerar o detener el proceso de corrosión (generalmente se usan en suelos anormalmente corrosivos)
La ciencia detrás de la protección de un pilote helicoidal es un tema en sí mismo, y no es importante entenderlo hoy. Recuerde, para la mayoría de los proyectos, la corrosión de pilotes helicoidales no será un factor limitante importante.
Muy bien, eso es un montón de preámbulo. Es hora de descubrir la respuesta a nuestra pregunta: ¿Cuánto tiempo puede durar una cimentación de pilote helicoidal?
Cuánto tiempo podría durar la cimentación pilotes helicoidales
Entonces, para recapitular, estas son las suposiciones que estamos haciendo sobre las condiciones que enfrentará nuestro hipotético pilote helicoidal:
- Instalado en suelo expansivo moderado/severo, que es común
- El suelo tiene un alto contenido de arcilla y drena mal
- El nivel de pH del suelo es 7.0 (pH neutro)
- Las condiciones climáticas son inviernos fríos, primaveras húmedas, verano seco/verano tardío
- Instalado correctamente por contratistas expertos en pilotes helicoidales
En esas condiciones, y recordando que muchos factores pueden afectar este número, una estimación razonable de la vida útil de un pilote helicoidal es… Más de 180 años. Sí, eso es casi dos siglos. De hecho, para decirlo de otra manera:
Si supone que nace una nueva generación cada 25 años, 180 años equivalen a casi ocho generaciones de apoyo. Eso significa que mucho después de que te hayas ido, si la estructura sigue en pie, tus descendientes lejanos en el año 2202 aún podrían ver evidencia de tu proyecto.
Tome el faro de Carysfort Reef que se encuentra en 4-1/2 pies de agua a unas pocas millas al este de Key Largo, Florida, por ejemplo. Fue construido en 1852 sobre una cimentación de “pilotes de tornillo” (pilotes helicoidales) de hierro forjado. Hoy, 170 años después, el faro sigue en pie en Carysfort Reef. A través de tormentas, marejadas y agua de mar salada, los cimientos han superado con creces la prueba del tiempo.
Si un faro construido en 1852, sobre pilotes helicoidales de hierro forjado, en un entorno marino duro, sin ingeniería moderna, puede permanecer en pie durante 170 años, entonces puede imaginar cuánto tiempo se mantendrán firmes los pilotes helicoidales de acero de alta calidad.
Mucho, mucho tiempo.
Cuando elige una cimentación para su proyecto, lo último de lo que quiere preocuparse es si la cimentación durará o no. Diablos, en todo caso, su cimentación debería ser algo en lo que tenga la mayor confianza. Su cimentación es lo que respalda todos los demás aspectos de su proyecto.
Los pilotes helicoidales tienen una durabilidad más que suficiente para durar décadas, incluso siglos, en el futuro. Incluso si se enfrenta a condiciones especialmente difíciles, una cimentación de pilote helicoidal correctamente diseñada e instalada debería respaldar su proyecto durante incontables décadas.
By Ph.D. Carolina Hernández Valerio
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