Propuesta de conservación de puentes de viga-losa de hormigón hidráulico. Pedraplén Caibarién

Resumen

El Pedraplén Caibarién – Cayo Santa
María es una obra vial con una longitud total de casi 49
km, que enlaza la isla de Cuba con la cayería norte de
Villa Clara *Cayo Las brujas, Ensenados hasta Santa María,
donde radica uno de los más importantes polos
turísticos de país. Este Pedraplén cuenta
con 44 puentes, 19 de ellos de la tipología viga – losa de
hormigón postensado y el resto con superestructura de
losas de hormigón. A partir de 1999 en inspecciones
realizadas, especialistas de diferentes entidades del
país, detectaron síntomas evidentes de deterioro
por corrosión del acero de refuerzo y dos años
más tarde se realizó un estudio diagnóstico
a los siete puentes que se consideraban en peor estado
técnico.

Con los resultados obtenidos del estudio
diagnóstico del 2003 se realizó un proyecto de
reparación y en abril del 2007 cuando ya muchos de estos
puentes mostraban un aspecto deplorable, se iniciaron las
actividades de reparación por el puente No. 2. Estas
actividades se extendieron a los otros puentes en la medida de
las necesidades de reparación y del estado técnico
que presentan los mismos.

El presente trabajo pretende determinar las causas que
provocaron el deterioro prematuro de los puentes del
Pedraplén Caibarién- Cayo Santa María y
analizar el proyecto de reparación existente, proponiendo
una metodología de diagnóstico integral y para la
reparación de los puentes viga-losa de hormigón
hidráulico sometidos a ambientes marinos de alta
agresividad, la cual de ser aplicada extensivamente en esta obra
y otras similares existentes en el país, pudiese reportar
considerable ahorro de recursos materiales y financieros,
así como garantizar la requerida seguridad en este
importante tipo de estructura de hormigón.

Introducción

A partir de la década del 90 se comenzaron a
efectuar en Cuba diferentes inversiones destinadas al desarrollo
turístico y hotelero, con la finalidad de lograr un alza
en la economía que le permitiera al país
recuperarse del período especial en que se vio inmerso a
partir de la caída del Campo Socialista. Una de las
principales inversiones de este período fue la
ejecución del Pedraplén Caibarién-Cayo Santa
María, ubicado en la Cayería norte de la provincia
de Villa Clara, ubicado en la Bahía de Buenavista y
destinado a enlazar la isla con otros cayos de la plataforma
insular de la provincia; permitiendo el desarrollo de un polo
turístico de los más importantes del país y
un renglón económico fundamental para la
región y para Cuba.

El Pedraplén Caibarién-Cayo Santa
María (único enlace entre la isla y el polo
turístico de la cayería norte de Villa Clara) es
una obra vial que comenzó a ejecutarse a finales del
año 1989 y se terminó en 1998, con una longitud
registrada de 48.6 Km de los cuales 3,5 Km (el 7,29 %)
está cubierto con 44 puentes de hormigón
hidráulico. Los puentes fueron concebidos para garantizar
el intercambio de agua, evitar la salinización de la zona
costera y permitir la migración de los peces.

El valor patrimonial de esta obra asciende a 77,6
millones de pesos, de ellos 17,6 millones (el 22,6 %) corresponde
a los 44 puentes que se encuentran en su trazado, por tal
razón se puede aseverar que al hacer análisis de la
durabilidad de esta vía, los puentes son el factor
más importante, teniendo en cuenta que los costos y las
complejidades de los trabajos para su conservación son muy
elevados.

En los puentes del Pedraplén
Caibarién-Cayo Santa María se emplearon dos tipos
de superestructura, una formada por vigas postensadas de 20 m y
25 metros con losas prefabricadas y una losa hormigonada "in
situ" (se construyeron 19 puentes de este tipo) y otra compuesta
por losas planas prefabricadas de 6 metros de luz (25 puentes
construidos con este otro tipo de estructura).

La subestructura para ambas soluciones fue similar con
predominio de las cimentaciones indirectas, donde se
emplearon:

• Pilotes fundidos in situ del tipo pocero, con
  diámetros de 0.50 y 0.60 metros.

• Pilotes prefabricados de hormigón armado de
  0.45 x 0.45 m de sección y longitudes de 10 m a y 15
  metros.

• Pilotes de 1.00 y 1.20 m de diámetro.hechos
  con la maquina multipropósito "Benoto"

• Pilotes metálicos del tipo cajón y
  Larssen V, empleados solamente en el puente sobre el "Canal
  de los Barcos".

Los cabezales en su mayoría fueron hormigonados
en obra, a excepción de los puentes sobre el "Canal de Los
Barcos", "La Guasa" y "Canal Ancha" que fueron prefabricados. En
estos puentes se utilizaron columnas teniendo en cuenta su
altura, pues en la mayoría de los restantes, la
solución de cimentación más utilizada fue la
de pilotes columna.

El primer puente o Paso Superior en la Carretera
Caibarién-Yaguajay se comenzó a ejecutar en el
año 1990 y el último en la "Canal de La Guasa" se
terminó en 1998.

La alta agresividad del medio marino, constituye una
preocupación constantes de inversionistas, proyectistas y
constructores. Después de transcurridos 10 años de
terminados los primeros puentes, comenzaron a aflorar deterioros
en elementos componentes, provocados fundamentalmente por la
corrosión, al estar expuestos a la acción de iones
cloruro en un ambiente marino altamente agresivo.

En el año 2001, se realiza por parte de
especialistas de la EMPROY del MICONS de VC, una visita de
inspección a todos los puentes del Pedraplén
Caibarién-Cayo Santa María. De la inspección
visual realizada se definió la existencia de un grupo
significativo de ellos estaban dañados por la
corrosión de sus armaduras de refuerzo, afectando
elementos principales como: vigas, columnas, cabezales y pilotes,
con mayor incidencia en los puentes No. 2, 3, 4, 5, 6, 8, 16 y 17
donde se conjugan con mayor intensidad los factores
desencadenantes de la corrosión. Los puentes de losa en
general se encontraron en mejores condiciones que los de
viga-losa.

A partir del diagnóstico efectuado sobre la base
de la revisión organoléptica de las condiciones de
los puentes, se elaboró un proyecto de reparación
para las siete obras más afectadas por el fenómeno
de la corrosión. En este proyecto se valora la magnitud de
las afectaciones y volúmenes de trabajo y se propone una
tecnología de reparación, así como los
materiales a utilizar en los diferentes elementos
estructurales.

Transcurrido un año de la elaboración de
este proyecto, el Centro Provincial de Vialidad solicitó
al Centro Técnico para el Desarrollo de los Materiales de
Construcción (CTDMC), realizar un Estudio
Diagnóstico detallado, con el objetivo de verificar el
proyecto de reparación, comprobar el estado actual de los
puentes y el grado de deterioro, los resultados de este nuevo
estudio estuvieron listos en el año 2003.

En el Informe de Diagnóstico se presentan los
resultados obtenidos para los puentes No. 6, 16 y 17, los ensayos
y los análisis realizados en el diagnóstico
estructural, de los materiales y de la actividad corrosiva del
acero de refuerzo.

Con este estudio, se elaboró un nuevo proyecto de
reparación, teniendo en cuenta el incremento de los
volúmenes de trabajo y materiales sobre la base del estado
real de los puentes, sin embargo, a pesar del los elevados
niveles de deterioro de los puentes no fue hasta el 2007 que se
comenzaron a realizar las primeras acciones de reparación,
usando como proyecto de reparación el elaborado a partir
del estudio – diagnóstico del año 2003.

En esta monografía se pretende realizar un
análisis de los criterios, diagnósticos y del
proyecto de intervención realizado para puentes viga-losa
del Pedraplén Caibarién-Cayo Santa María y
proponer un método de diagnóstico integral y
reparación aplicable a este tipo de puentes,
pudiéndose plantear como interrogantes de la
investigación a realizar las siguientes:

¿Se podría definir un método de
diagnóstico integral y de conservación
idóneo para aplicar a puentes viga-losa de hormigón
hidráulico sometidos a las condiciones severas
prevalecientes en esta obra, así como la tecnología
y técnicas de aplicación más acertadas
teniendo en cuenta las condiciones actuales del
país?

¿Se podrá detener mediante la
reparación a los puentes el creciente deterioro de los de
los mismos sin necesidad de interrumpir el acceso a dicho
importante polo turístico?

La respuesta a estas y otras interrogantes con
relación al tema se encuentran en el desarrollo de esta
monografía.

Capítulo I:

Análisis
de estudios y criterios sobre puentes viga-losa del
Pedraplén Caibarién -Cayo Santa
María

1.1 Antecedentes

En el año 2001 se contrata a la EMPROY Villa
Clara para realizar la defectación y el proyecto de
reparación de siete puentes del Pedraplén
Caibarién-Cayo Santa María (los puentes
seleccionados fueron los No. 2, 3, 4, 5, 6, 16 y 17) escogidos en
base al Informe General emitido en 1999, con el cual se concluye
la necesidad de reparación de los mismos por presentar
evidencia de corrosión en vigas, losas, cabezales y
pilotes.

El proyecto solicitado fue entregado por EMPROY Villa
Clara a inicios del 2002. En los años posteriores se
hicieron pequeñas intervenciones de reparación en
el puente No. 6, pero no fueron significativas y no fue hasta
2007 que se inició la reparación de la losa tablero
del puente No. 2 o puente ecológico, con la
aplicación de algunos productos como: inhibidores de
corrosión, adhesivos y productos para curado.

A partir de esta fecha se realizaron reparaciones
similares en los puentes No. 3, 4 y 5, en ellos se ampliaron los
trabajos a bordillos y sustitución de barandas, cambiando
todos los elementos de las vigas hacia arriba, los trabajos
ejecutados se hicieron de forma muy lenta por carencias de
equipamiento, influyendo también otros factores (fallas en
el suministro de materiales fundamentales, organizativos, falta
de especialización de la mano de obra, etc.).

En 2009 se inició la reparación de los
elementos vigas y cabezales, donde se incorporaron otros
productos como: morteros tixotrópicos, colables e
impermeabilizantes; estos trabajos se iniciaron por en el puente
No. 3.

Ya en el 2010 se comenzaron los trabajos de
reparación de mayor envergadura con la sustitución
de vigas, éstos se iniciaron en el puente No. 5 (primera
luz) y se extendieron a los puentes No. 6, 16, 17, 8 y 42 en ese
orden. Vale aclarar que las vigas que se usaron como sustitutas
respondieron a un cambio de proyecto empleado anteriormente en el
Pedraplén Turiguanó – Cayo Coco, este
proyecto fue revisado y aprobado por los especialistas de la
EMPROY Villa Clara modificando únicamente el espaciamiento
de las vigas por diferencias en el ancho de puente de los
pedraplenes.

El nuevo proyecto modificó las vigas de
sección rectangular empleadas hasta el momento por vigas
de sección ¨T¨, cambiando también el
tablero donde se eliminaron las losas tablero prefabricadas
L–1 por losas in situ cuyo refuerzo se empalma a los aceros
salientes de vigas continuas.

En la actualidad se han reparado totalmente los puentes
No. 16 y 17 que no necesitan reparación de pilotes, en
estos puentes los pilotes se encuentran sumergidos y hasta la
fecha no muestran signos de deterioro evidentes.

Los puentes No. 5, 6, 8, 12 y 38 están
completamente reparados exceptuando los pilotes,
habiéndose reparado únicamente dos pilotes del
puente No. 5, las acciones de reparación en este tipo de
elementos se han hecho muy demoradas por la gran complejidad que
presentan.

Hoy se están reparando otros puentes que han
mostrado síntomas de deterioro avanzado, estos los puentes
No.: 4, 9, 10, 41, 44 y 43; aunque el ritmo de los trabajos de
reparación se ha incrementado considerablemente aún
no satisface garantizar el buen estado técnico de los
puentes del Pedraplén Caibarién-Cayo Santa
María.

1.2 Generalidades del inventario nacional de puentes
carretera Caibarién-Cayo Santa María año
2001

En el año 2001 la EMPROY Villa Clara realiza una
inspección a todos los puentes del Pedraplén
Caibarién-Cayo Santa María con motivo de rendir
informe en el Inventario Nacional de Puentes. De la
inspección visual practicada se concluye la existencia de
un número significativo de puentes dañados por
corrosión, encontrándose afectados elementos
principales como: vigas, columnas, cabezales y pilotes en los
puentes viga losa; con mayor incidencia en los puentes No 2, 3,
4, 5, 6, 16 y 17. En las fotos 1,2 y 3 que se muestran a
continuación, se puede observar el estado que presentaban
algunos elementos estructurales de los puentes cuando se
realizó la inspección.

Fotos 1,2 y 3: Daños de distintos
elementos estructurales de los puentes viga-losa

En este epígrafe no se brindarán detalles
de los resultados obtenidos para los puentes tipo losa por no ser
de interés en este trabajo, solamente decir que se
comprobó que los puentes de losa presentaban mejores
condiciones que los de viga–losa al mostrar necesidades de
reparación en áreas muy localizadas de los mismos
(alrededor de un 10 % del área total).

En los puentes dañados se plantea para la
reparación: impermeabilización de juntas,
reparaciones parciales en losa del tablero, defensas, y
cabezales. En las vigas dañadas (alrededor de 30) se
plantea la sustitución pues los costos de
reparación son muy elevados y no se puede tratar el
aspecto medular de su fallo, el refuerzo activo formado por
aceros de alto límite elástico (ALE). Esta
sustitución se recomienda cuando existan afectaciones
significativas en el refuerzo de forma que limiten la capacidad
portante y de servicio de las vigas.

Para los pilotes prefabricados de hormigón,
afectados en la parte coincidente con la carrera de mareas no se
consideró intervención por el grado de dificultad y
la poca efectividad de cualquier intento de reparación en
esta zona.

1.3 Generalidades del inventario nacional de puentes
carretera Caibarién-Cayo Santa María año
2005

1.3.1 Resumen general de puentes
viga-losa

El objetivo del inventario nacional de puentes carretera
Caibarién-Cayo Santa María año 2005
consistió en actualizar las fichas elaboradas en el
inventario del 2001 a todos los puentes del Pedraplén,
donde se registraron datos como: fecha de terminación,
longitud, recubrimientos de diseño y una relación
de actividades no ejecutadas como pavimentación y trabajos
en los aproches.

Esta actualización se realizó a todos los
puentes tipo losa y a ocho puentes con tablero viga-losa de los
19 existentes con esa tipología, los puentes viga-losa
seleccionados fueron los No. 1, 2, 10, 16, 17, 42, 43 y 45. En
este epígrafe no se hará mención a los
resultados obtenidos del estudio de los puentes tipo losa por no
ser de interés para este trabajo. De los ocho puentes del
tipo viga-losa inspeccionados se evaluaron cinco de buenos en
estado general, uno regular y dos mal.

En el casos de los puentes No. 16 y 17, se
recomendó hacer restricciones de carga y velocidad por
considerarse con daños severos. En los casos de los
puentes No. 2 y 42 se recomendó la reparación
urgente de huecos en la losa.

1.3.2 Aspectos particulares más
críticos

Los puentes No. 16 y 17 sin dudas, los más
deteriorados del Pedraplén Caibarién – Cayo Santa
María en ese momento, presentaban un mismo patrón
de daños. Estos daños se presentaban en vigas
(principalmente las de la primera luz), cabezales y en la losa
del tablero así como en las juntas y taludes de los
aproches.

Los puentes No. 10, 42, 43 y 45 no presentaban grandes
problemas de corrosión en las vigas (solo en el puente No.
42 con dos vigas con problemas incluso en los cables). En algunos
cabezales se observaron fisuras originadas por oxidación
de armaduras. Casi todas las juntas del tablero presentaban
daños y en ocasiones este provocó ruptura de los
extremos de la losa creando circunstancias peligrosas para el
tráfico de vehículos como fue el caso del puente
No.42. Los principales defectos detectados por tipos de elementos
se describen a continuación:

Los pilotes de los puentes No. 16 y 17
prácticamente sumergidos todo el tiempo, con poca
exposición al aire son poco propensos a la
corrosión, en tanto que la camisa metálica de los
poceros y el casi carácter de hormigón en masa de
los pilotes "Benoto" (tipos de pilotes de los restantes puentes
analizados) también los protege de la corrosión de
las armaduras interiores. Por lo antes dicho, los problemas en
los pilotes de estos puentes son hasta ahora prácticamente
inexistentes.

Algunos cabezales de puentes presentaban (sobre todo en
los puentes No. 2, 16 y 17) fisuras y grietas que indican
corrosión de armaduras. También se percibieron
manchas de oxidación producidas por puntas de alambres de
amarre no separadas del encofrado antes de colocar el
hormigón.

La losa tablero de estos puentes está formada por
una parte prefabricada (parte inferior) y otra fundida "in situ"
(parte superior). La parte prefabricada solo estaba dañada
en el puente No. 2, en el resto de los puentes, los escaso
daños que aparecieron, fueron por lo general causados por
deficiencias en la fabricación dando acceso a agentes
desencadenantes de la corrosión. La parte "in situ" solo
mostró evidencia de imperfecciones también en el
puente No. 2 aunque no se descartaban daños en el resto,
teniendo en cuenta el tiempo que permanecieron estos puentes sin
pavimentarse, de hecho, en las investigaciones realizadas en el
año 2003 a los puentes No. 16 y 17, se pudo determinar un
alto grado de despasivación en el acero de esta
parte.

Solamente los aproches de los puentes No. 2, 16 y 17
estaban deteriorados, en mayor medida debido a asentamientos
ocurridos en la zona bajo los cabezales o por los efectos de la
corriente y el oleaje; principalmente este último que
produce en ocasiones movimiento de las piedras que conforman el
aproche y arrastre de los materiales más finos.

El resto de los elementos de estos puentes (pavimento,
losas de aproche y defensas) se observaron en buen estado,
solamente en el puente No. 2 se apreció un pequeño
asentamiento de la losa de aproche que no ocasionaba molestias al
tráfico vehicular. En cuanto a las defensas, sus niveles
de corrosión eran puntuales y solo se registran manchas y
algunas fisuras en elementos cuyo recubrimiento por algún
motivo fue menor de lo establecidos en diseño. A
continuación se muestran fotos 4, 5, 6, 7 y 8:

Fotos: 4,5 y 6: vigas del puente No.17
con cables ALE partidos

Foto 7: Losa tablero del puente 2 Foto 8: Cabezal
puente 17

1.4 Criterios generales sobre los procesos de
reparación de puentes del Pedraplén
Caibarién -Cayo Santa María, del Comité de
Expertos del MICONS.

1.4.1 Criterios a tener presentes sobre la calidad
del hormigón armado de los elementos
estructurales

Para resolver la problemática de la limitada
durabilidad del hormigón, el Comité de Expertos del
Centro Técnico para el Desarrollo de los Materiales de
Construcción (CTDMC) del MICONS Nacional consideró
imprescindible en primer término el cumplimiento estricto
de las normas cubanas vigentes para ambientes de agresividad
intensos en los puentes de este Pedraplén, cuyos
parámetros principales se especifican en la NC 250:2005
"Requisitos de durabilidad para el diseño de edificios y
obras civiles de hormigón estructural" y que a
continuación se relacionan:

Tabla 1.1 Requisitos de durabilidad para el
diseño de edificios y obras civiles de hormigón
estructural

1.4.2 Otras recomendaciones a
cumplimentar:

Basados en la experiencia de obras similares y empleando
las buenas prácticas se emiten las siguientes
recomendaciones a cumplir por dicho Comité de
Expertos:

• Las vigas de los puentes deben construirse con
  refuerzo postensado para evitar fisuras por
  tracción.

• Estricto control de las inyecciones y calidad de las
  lechadas para garantizar la protección contra la
  corrosión, y un mayor aprovechamiento de las
  capacidades portantes de los cables ALE en las vigas
  postensadas.

• Uso obligatorio de aditivos reductores de agua
  (súper plastificantes).

• Disponibilidad en las plantas de prefabricado y obra
  de separadores (plásticos u otros) que cumplan con los
  requisitos de recubrimiento establecido por las
  normas.

• Aplicar protección secundaria (pintura
  impermeable) en caso de que la altura del fondo de las vigas
  sobre el nivel del mar sea inferior a los 3.0 m.

• Utilizar mazos de barras cuando no se disponga de
  los diámetros adecuados al diseño, teniendo en
  cuenta el resultado del cálculo de la
  fisuración.

• Controlar las partículas de mayor
  tamaño del árido grueso que se utilice, estas
  deben pasar libremente por la separación de los aceros
  en las vigas, con el fin de que el recubrimiento sea de
  hormigón y no de mortero.

1.4.3 Aspectos fundamentales sobre el acero de
refuerzo según el Comité de Expertos

Otros aspectos importantes que dificultan obtener buena
calidad en las vigas de estos puentes emitidos por un
Comité de expertos son las siguientes:

• Falta de disponibilidad de barras de acero de
  1?´´ con una longitud mínima de 12.0 m
  para este tipo de obras.

• Estos diámetros de barra con destino a los
  puentes deben ser soldables, que según la norma NC
  752:2010 deben cumplir con los siguientes porcentajes
  máximos de contenido de carbono
  equivalente:

Tabla 1.2 Porcentajes máximos de contenido de
carbono equivalente

1.4.4 Aspectos fundamentales durante la
fabricación de las vigas de puentes según el
Comité de Expertos

• Todo el hormigón que se produzca debe
  garantizar una porosidad menor del 10% en su masa, para lo
  cual puede usarse un aditivo reductor de agua y un porciento
  de humo de sílice (Silica Fume).

• La separación de los aceros negativos en las
  vigas que permita pasar las partículas de mayor
  tamaño de la granulometría del árido
  grueso, con el fin que el recubrimiento sea de
  hormigón no mortero.

• Producir el hormigón con consistencia entre 8
  a 10 cm medido en el cono de Abrams, que permite ser
  vibrado.

• Los hormigones que se usen tanto en prefabricado
  como en obra, deberán ser curados
  cuidadosamente.

1.5 Criterios sobre corrosión en puentes del
Consejo de Expertos.

El Comité de Expertos antes mencionado estaba
integrado por los especialistas: Ing. Ana Rosa Martín,
Ing. Guillermo Rey, Ing. Félix Dayán y el Dr.
Regino Gayoso, para analizar aspectos fundamentales sobre la
corrosión en puentes realizó los siguientes
planteamientos.

1.5.1 Espesor del recubrimiento estructural de vigas
y demás elementos

Se enfatiza las granulometrías y tamaños
máximos del árido que cumplan con el requisito de
facilitar la penetración del hormigón, una vez que
se garanticen las especificaciones mínimas del espesor del
recubrimiento para la protección contra la
corrosión.

El espesor de recubrimiento se podrá obtener en
la práctica mediante separadores con las dimensiones
especificadas en proyectos, así como el logro de la
adecuada hermeticidad en juntas y uniones en moldes a fin de
evitar los defectos originados por la fuga de pasta de cemento,
una vez que se aplica la vibración.

Esto tendrá mayor exigencia en la medida que se
introduzcan los llamados aditivos de última
generación, de mayor efectividad y los llamados auto
compactantes.

Tanto los tipos y dimensiones de separadores, para
garantizar el recubrimiento y la hermeticidad, se logran
industrialmente empleando plásticos reciclables (PVC) y
existen capacidades y desarrollo en nuestro país para
solucionar esta demanda sin importaciones.

1.5.2 Recomendaciones para la producción de
nuevos lotes de vigas postensadas de puentes

En el diseño y producción de las nuevas
vigas postensadas que se utilizarán en los puentes para su
rehabilitación se deben garantizar:

• La disponibilidad en las plantas de prefabricado de
  separadores (plásticos u otros) que cumplan con los
  requisitos de recubrimiento establecido en los
  proyectos.

• La inyección y control de calidad de las
  lechadas para garantizar la protección contra la
  corrosión, y el mayor aprovechamiento de las
  capacidades mecánicas de los cables de acero de alto
  límite elástico en las vigas
  postensadas.

• El cumplimiento de especificaciones de
  relación agua/cemento no mayor de 0.4 a 0.45, el
  empleo combinado de aditivos químicos súper
  plastificantes y adiciones minerales puzolánicas,
  preferentemente las producidas nacionalmente, en las plantas
  de Zeolita del MINBAS y la adecuada composición
  granulométrica de los áridos, que garanticen
  los hormigones de altas prestaciones de resistencia superior
  a los fck = 50 MPa, cumpliéndose con los requisitos de
  baja porosidad y permeabilidad con el fin de garantizar alta
  durabilidad con mayor economía del cemento Portland
  con rendimientos superiores a uno.

• La introducción de procedimientos
  sistemáticos de control de calidad de los materiales
  componentes y del hormigón en estado fresco y
  endurecido a fin de certificar el cumplimiento de
  especificaciones y requisitos de las vigas y elementos
  producidos en las plantas.

1.6 Causas principales del deterioro prematuro de los
puentes del Pedraplén Caibarién – Cayo Santa
María.

La mayoría de los especialistas que han estudiado
el tema coinciden en una serie de causas que provocaron el
deterioro prematuro de los puentes, estas son expuestas a
continuación:

• Puentes con rasantes muy bajas.

• Deficiente tratamiento y terminación de las
  corazas y taludes de derrame en los aproches, que generan con
  el oleaje sucesivo humedecimiento y secado de los elementos
  principales, losa, vigas, cabezales y pilotes, acelerando el
  proceso de corrosión y destrucción de los
  elementos.

• Hormigones elaborados deficientemente, con alta
  porosidad; violaciones de los recubrimientos de proyecto;
  deficientes inyecciones de mortero en los conductos de las
  vigas postensadas.

• Errores ejecutivos graves como la utilización
  de barras de acero como separadores.

• No se aplicó protección secundaria a
  aquellos puentes cuya altura del fondo de las vigas sobre el
  nivel del mar no superaba los 3.0 m.

• No se controló que las partículas de
  mayor tamaño del árido grueso pasaran
  libremente por la separación de los aceros en las
  vigas, con el fin de que el recubrimiento fuera de
  hormigón y no de mortero.

• Falta de mantenimientos
  sistemático.

1.7 Otras causas que provocan el deterioro prematuro
de puentes no tomadas en consideración por
especialistas.

A partir de un amplio análisis la autora de este
trabajo propone evaluar otros elementos fundamentales que
provocaron el deterioro prematuro de los puentes del
Pedraplén Caibarién- Cayo Santa
María.

Existe un grupo múltiple de causas que influyen
decisivamente en el fenómeno de la corrosión,
algunas de ellas inadvertidas en documentos oficiales referentes
al tema, éstas se mencionan a
continuación:

• Deficiente curado del hormigón tanto en obra
  como en plantas de prefabricado.

• Explotación de los puentes de viga-losa sin
  asfaltar durante los años que duró la
  construcción del Pedraplén.

• El recubrimiento del acero exigido en proyecto para
  vigas no cumple con las exigencias de la
  NC-250:2005.

• El recubrimiento exigido en proyecto para pilotes de
  hormigón armado no cumple con las exigencias de la
  NC-250:2005.

• La forma y geometría de los elementos
  estructurales, especialmente las vigas.

• Valores de relación agua-cemento elevados en
  las mezclas.

1.8 Criterios establecidos por la American Concrete
Institute (ACI) para evaluar la durabilidad de elementos de
hormigón armado.

En la ACI 357R. Fixed offshore concrete structures. (ACI
357R. Estructuras de hormigón ubicadas fuera de la costa)
(ACI, 2002a) se establecen valores fijos para algunos
parámetros relacionados con la composición de los
hormigones y otras características de las estructuras con
relación al medio ambiente al que estarán
expuestas; enfocadas a lograr la durabilidad de dichas
estructuras. Estos son:

• El contenido de C3A superior de 4% para proteger
  suficientemente a la armadura e inferior a 10% para obtener
  hormigones resistentes a los sulfatos.

• Contenido mínimo de cemento 356 kg de
  cemento/m3 de hormigón.

• Contenido de iones cloruro (Cl-) solubles en agua en
  el hormigón, antes de ser expuesto al ambiente,
  inferiores a 0,10% en peso de cemento para el hormigón
  armado, ni el 0,06% en peso de cemento para el
  hormigón pretensado. Un contenido de iones cloruros
  (Cl-) de hasta el 0,15 % podría ser aceptable en el
  hormigón armado, pero sólo se podría
  aplicar tras una evaluación del potencial de
  corrosión de una estructura concreta bajo determinadas
  condiciones ambientales.

• Las relaciones agua/cemento y las resistencias
  mínimas a 28 días recomendadas para las
  diferentes zonas de exposición son las
  siguientes:

Tabla 1.3: Máximas relaciones a/c y
resistencias mínimas en diferentes zonas.

Los recubrimientos recomendados para paredes gruesas de
hormigón (al menos 50 cm de espesor) son los
siguientes:

Tabla 1.4: Recubrimientos en
diferentes zonas.

Los recubrimientos no deberían ser mucho mayores
que los estipulados para restringir la anchura de las posibles
fisuras. En estructuras de menos de 50 cm de espesor se
debería intentar mantener estos mismos recubrimientos,
pero cuando no sea posible se pueden emplear la máxima de
las siguientes recomendaciones con precaución:

• 1,5 veces el tamaño máximo de
  árido.

• 1,5 veces el diámetro de la barra
  mayor.

• 20 mm de recubrimiento a cualquier armadura (incluso
  estribos).

1.9 Comparación de las normas ACI 357 R.
¨Estructuras de hormigón ubicadas fuera de la
costa¨ con respecto a las normas cubanas NC 250:2005
¨Requisitos de durabilidad para el diseño y
construcción de edificaciones ¨ y NC 120:2007
¨Hormigones
Hidráulicos-Especificaciones¨

Una comparación sencilla con relación a
los valores límites que establecen ambas normas con
relación a parámetros similares; salta a la vista
que en las normas NC 120:2007 ¨Hormigones Hidráulicos.
Especificaciones¨ y NC 250:2005 ¨Requisitos de
durabilidad para el diseño y construcción de
edificaciones y obras civiles de hormigón estructural¨
vigentes en Cuba, existen diferencias en algunos
parámetros que son objeto de análisis por estar
íntimamente ligados a la durabilidad de estructuras
sometidas a ambientes de muy alta agresividad. Estas diferencias
se tabulan en este trabajo para su mayor comprensión y se
muestran a continuación:

Tabla 1.5 Tabla comparativa entre
normas

La comparación tomara en cuenta la Norma ACI
¨Estructuras de hormigón ubicadas fuera de la
costa¨, reconocida por su calidad y pertinencia a las
condiciones climáticas cubanas en parte considerable de su
territorio sur-oriental; con climas costeros similares a
Cuba.

Como se observa en la tabla anterior varios aspectos de
la norma ACI muestran valores más estrictos que la norma
cubana actual, aunque las normas cubanas actuales son más
estrictas que las vigentes en la época de
construcción de puentes del Pedraplén
Caibarién–Cayo Santa María donde se
subvaloraron criterios de la agresividad del medio al que se
someten estas estructuras.