Un gran número de estructuras en regiones costeras o cruces de agua estan soportadas en columnas o pilotes de madera. En una serie de eventos imprevistos, nuestros logros en la limpieza de las vías fluviales de la nación han hecho posible que no se presente problema alguno al volver los gusanos marinos (Lea el artículo reciente del New York Times). Estos gusanos atacan los pilotes de madera y surge una infestación, lo cual a llevado al deterioro a estos pilotes en años recientes. La figura de abajo muestra uno de miles de puentes con pilotes o columnas de madera deteriorados. El problema no está limitado a la reducción de las estructuras; El puente Tappan Zee en New York, por ejemplo, está soportado en 303 millas de pilotes de madera.
Defectos de lo sistemas convencionales de encamisado para pilotes y/o columnas
Desafortunadamente, al enfrentar este problema, un ingeniero se da cuenta que los sistemas de reforzamiento para pilotes sumergidos está muy limitado. Varios encamisados de goma o fibra de vidrio están disponibles en el mercado. Mientras estos materiales son duraderos por sí mismos, ofrecen muy poco en el ámbito de los términos reparación y reforzamiento.
Algunos de los encamisados disponibles en América del Norte son representadas en la figura de la parte izquierda superior. La resistencia a la tensión de estos encamisados varían entre 12 a 24 ksi lo que es significativamente menor a los 60-155 ksi que ofrecen los laminados de PileMedic™. Una revisión crítica de estos sistemas hace más clara la razón por la que los otros métodos no han sido exitosos en proveer una solución sustancial y duradera a estos problemas.
Estos encamisados se construyen típicamente de dos capas hechas de fibra de vidrio o goma que se remachan o se pegan juntas y se mantienen unidas mediante dos correas para formar un encamisado alrededor de la columna o pilote. En algunos casos, la conexión puede ser mediante una especie de ranura o lengüeta que después es rellenada con epóxico en campo. Además hay otras formas donde dos mitades de cubiertas son suministradas como formas "U" en donde los lados son traslapados y adheridos juntos con epóxico o perns en campo para crear así una cubierta rectangular o cuadrada.
Todos los encamisados existentes para pilotes requieren de una planeación avanzada por parte del contratista para ordenar la medida correcta y adecuarlo a su proyecto. La mayoría de las veces los encamisados estan disponibles en medidas estándar solamente. Esto nos lleva a tener grandes espacios entre el recubrimiento y el pilote lo cual no es atractivo y le añade peso y costos mayores debido a la adición de una mayor cantidad de mortero para rellenar ese espacio. Los encamisados además son voluminosos, teniendo con esto mayores costos de envío y almacenamiento.
Desde el punto de vista de la ingeniería, La costura vertical a lo largo del encamisado, así esté pegada o atornillada en campo es una gran debilidad para el refuerzo que resulta en:
a) Un plano de debilidad que minimiza la presión de confinamiento que ofrece el encamisado.
b) Es un camino para que el oxígeno y la humedad alcancen al pilote y agilicen el proceso de corrosión.
En muchos Departamentos de Transportación, por ejemplo, se construían encamisados de 4-6 plg de espesor sólo con concreto reforzado alrededor del pilote o columna existente, igual al que se muestra en la fotografía de abajo. obviamente sólo llegaba a ser cuestión de tiempo antes de que el nuevo concreto empezara a sufrir las mismas concecuencias que el pilote original.
Reparaciones en aguas poco profundas sin ataguías
El procedimiento de reparación de pilotes en aguas poco profundas se muestra a la derecha donde un cierto números de pilotes o columnas de concreto deteriorados fueron reparados en Miami, FL. El procedimiento para reparar un pilote de madera es muy similar a los pasos mostrados aquí. Como lo indica la figura, el laminado puede ser cortado a la longitud deseada. La resina QuakeBond™ 220UR (Resina Submarina) es usada debido a que ésta cura en el agua; Esto es muy importante debido ya que con ello se evitan los costos para la construcción de ataguías. La hoja es recubierta con el epóxico QuakeBond™ 220UR (Fig. (b)).
Los trabajadores caminan hacia el agua para colocar el laminado de PileMedic™ alrededor de la pila y crear la cubierta. Las correas pueden ser usadas temporalmente para mantener la cubierta en la forma deseada. (Fig. (c)). La parte de abajo de la cubierta puede ser sellada en una gran variedad de formas. En este proyecto en particular la cubierta descanzaba sobre el suelo de la parte baja del canal. En la mayoría de los pilotes de madera usados en puentes pequeños se puede aplicar este caso. Un mortero especial resistente al agua se bombea en el espacio entre el pilote y la cubierta(Fig. (e)). A medida que el mortero alcanza la superficie, ésta va desplazando al agua hasta que el espacio queda lleno sólo del mortero.
Reparación de pilotes submarinos con uso mínimo de equipo de buceo
En cuanto a la reparación de pilotes más profundos como los que se encuentran en puertos, grandes puentes y estructuras fuera de las costas como plataformas marinas, un costo significativo para realizar las reparaciones son las de contratación de equipo especial de buceo para realizar la instalación del refuerzo. El uso de los laminados de PileMedic™ elimina o reduce significativamente la necesidad de estos equipos. Como se muestra en la figura de abajo, el equipo de trabajo puede empezar la construcción del recubrimiento directamente en la parte deteriorada del pilote a partir de una plataforma de trabajo en una barcaza. Si es necesario,se pueden colocar espaciadores al pilote para arreglar la dimensión entre el pilote y el encamisado, Fig. (a). Lo laminados de PileMedic™ pueden ser cortados en tiras estrechas de unas 12-24 pulgadas de ancho para darle así facilidad a su manejo.
El laminado de PileMedic™ es adherido al pilote o columna de manera helicoidal para crear una cubierta (Figs. (b) y (c)). Después de un par de vueltas, la cubierta tiene suficiente rigidéz para poder ir siendo bajada a la zona del agua (Fig. (d)) y el proceso continua hasta que la cubierta tenga la longitud de construcción deseada. En este punto la parte de abajo de la cubierta es sellada (Fig. (e)) y las correas se usan para asegurar la parte superior e inferior de la cubierta previniendo así que el encamisado pierda su forma. El sellado de la parte inferior de puede hacer con goma incrustada o a alguna estopa que se espanda cuando está expuesta al agua. Una vez que el espacio este totalmente rellenado, s epuede sellar la parte superior y el mortero o la resina puede ser presurizada para penetrar en el pilote o columna deteriorada.
Uso de mortero vs. resina epóxica
Un método preferencial para la reparación de columnas o pilotes de madera es la de llenar el espacio anular con QuakeBond™ 320LV el cual es una resina de baja viscosidad y resistente a la humedad. El uso de resinas de baja viscosidad es la característica única ofrecida por el sistema "sin costuras" de PileMedic™; todos los encamisados comerciales disponibles tienen conexiones de costura o con pernos a lo largo de un lado que le puede permitir a la resina escaparse del espacio anular. Por otra parte, en el sistema de encamisado sin costuras que provee el sistema de PileMedic™, el epóxico rpesurizado puede hallar su camino a todas las grietas y huecos en el pilote o clumna de madera, resultando en una reparación más fuerte y duradera.
La resina de baja viscosidad QuakeBond™ 320LV que es inyectada al espacio anular puede penetrar a todos los huecos y fisuras de la madera, produciendo una sección sólida. Como se muestra en la figura de la derecha este procedimiendo ha sido documentado exitosamente. Debido a que la resistencia del epóxico usado para la inyección es doble a la de la madera, el rellenado de los huecos o fisuras con el epóxico QuakeBond™ 320LV resulta en una ganancia neta de resistencia en la columna. Además, la resistencia de los laminados de PileMedic™ que es adherido al exterior de la columna contribuye ala resistencia a la flexión del pilote o columna. Si es necesario, se puede colocar acero de refuerzo ahogado a la columna antes de colocar el encamisado.