Con más de tres décadas de desarrollo, la hidrodemolición se erige como un método clave a la hora de entregar una mayor durabilidad a las estructuras de hormigón. En el siguiente artículo -publicado originalmente por el Concrete Repair Bulletin- se da cuenta de la evolución de esta metodología, desde la creación de los primeros equipos a los actuales, con sistemas automatizados para controlar mejor la presión del agua y realizar mejores trabajos sobre el hormigón.
Autor: Keith Armishaw, gerente de desarrollo de negocios para la subsidiaria norteamericana de Aquajet, con más de 25 años de experiencia en la industria.
Fuente: Concrete Repair Bulletin
A principios de la década de 1980, la Administración Nacional de Carreteras de Suecia (SNRA, en sus siglas en inglés) tenía un problema. La forma convencional de reparar un puente era remover el hormigón con martillos neumáticos, pero las muestras de testigos en esos proyectos revelaron microfisuraciones en las partes originales de las estructuras (1). Y, como resultó, las consecuencias de esas pequeñas fisuras eran enormes. Comprometían la calidad de la reparación, lo que reducía su durabilidad y finalmente acortaba la vida de la estructura.
Según el Instituto Europeo de Chorro de Agua, esto llevó a la SNRA a iniciar un proyecto para buscar una solución basada en la ciencia. De ese proyecto, surgió un nuevo método no destructivo de remoción de hormigón: la hidrodemolición.
Para aquellos no familiarizados con el término, la hidrodemolición es una técnica que utiliza un chorro de agua a alta presión para remover capas de hormigón. Es un proceso sin impacto, eliminando el golpe responsable de las microfracturas (Fig. 1).
Mientras que el objetivo principal de la iniciativa SNRA era remover las microfisuras de la ecuación, los líderes de la industria identificaron beneficios adicionales con el tiempo. Al controlar mecánicamente el chorro de agua, el proceso de remoción de hormigón se volvió más rápido y preciso. Estos hallazgos alentadores estimularon toda una nueva industria que ha estado preservando estructuras de hormigón por más de 35 años.
Aumentando la presión
En la actualidad, un sistema completo de hidrodemolición incluye un robot, una bomba de alta presión y una planta de tratamiento de agua completamente automatizada. Los primeros sistemas incluían un robot semiautomático para controlar un chorro de agua recién desarrollado y una bomba de alta presión, que ya existía para otros tipos de herramientas de chorro de agua.
Las bombas han evolucionado para ser más confiables y ofrecer una salida de presión de agua cada vez mayor. Cuando la hidrodemolición estaba en sus comienzos, por ejemplo, se utilizaban bombas de 14.000 psi (965 bar). Pero en el mundo de la alta presión, 14.000 psi (965 bar) es ahora el rango bajo para bombas que llegan hasta 40,000 psi (2.760 bar).
El mayor rango de presión es deseable porque permite mayor flexibilidad y precisión. La presión del agua, junto con el flujo, son factores principales que afectan la profundidad y velocidad de la remoción. Si un propietario de activos o un ingeniero quiere sólo remover hormigón deteriorado y dejar intacto el hormigón sano, podría elegir operar a 15.000–20.000 psi (1.034–1.380 bar) para lograr esa remoción selectiva. Si el operador está encargado de la preparación de una superficie de hormigón, por ejemplo, entonces puede elegir usar 30.000–40.000 psi (2070–2760 bar) para lograr ese objetivo.
Tener la opción de utilizar la bomba correcta para el proyecto, ya sea de mayor o menor presión, hace que la hidrodemolición sea una opción aún más atractiva para la remoción de hormigón y preparación de superficie.
Para lograr estas ganancias de presión, los fabricantes de equipos tuvieron que mejorar el diseño de las bombas y la durabilidad de los componentes, lo que también aumentó la confiabilidad. Las bombas más sofisticadas de hoy son unidades de larga duración que encierran el sistema de bomba, protegiendo a los trabajadores si una manguera se rompe, por ejemplo. Las bombas cerradas también protegen a los trabajadores del ruido excesivo. Es posible pararse junto a una bomba silenciosa de alta presión cerrada funcionando a sus RPM más altas y mantener una conversación en tono normal de voz (Fig. 2).
Junto con bombas más refinadas y avanzadas, los actores de la industria aprendieron mucho más sobre el agua de ultra alta presión. A través de décadas de experiencia y los esfuerzos educativos de organizaciones como la Asociación de Tecnología y Chorro de Agua y el Instituto Europeo de Chorro de Agua, aquellos que realizan el trabajo son expertos en su campo.
Aumentando las capacidades
Cuando se fabricaron por primera vez los robots de hidrodemolición, la idea básica era controlar el chorro de agua de alta presión para aplicar energía constante sobre toda la superficie del hormigón y de esta forma, controlar la profundidad de remoción.
Con el aumento de la demanda para llevar la hidrodemolición a más tipos de proyectos, los fabricantes diseñan las máquinas de hoy para especializarse en una amplia gama de trabajos de remoción y reparación de hormigón que van más allá de las aplicaciones planas para las que fueron diseñadas inicialmente. Están diseñadas con las capacidades para realizar eficientemente hidrodemolición en techos, en paredes, o bajo nivel en carreteras y puentes, túneles, presas, pilares, estructuras submarinas e interiores de edificios, sólo por nombrar algunos (Fig. 3, 4).
En los primeros días de la hidrodemolición, la mayoría de los robots eran controlados por válvulas hidráulicas manuales y relés básicos. Las máquinas tenían un número limitado de componentes electrónicos—no tenían computadoras para realizar funciones automatizadas. Y cuando ocurría un problema, la operación necesitaba a alguien con buen conocimiento mecánico para solucionar problemas de la máquina.
Con el tiempo, los fabricantes han recopilado retroalimentación de clientes y realizado investigaciones para llevar a los robots de hidrodemolición de máquinas rudimentarias a equipos increíblemente avanzados. Los robots ahora se construyen con controladores lógicos programables, sensores y una interfaz de operador. Sus sistemas cuentan con configuraciones para cortar diferentes formas como círculos, triángulos y romboides. Incluso pueden ser programados para cortar sin problemas a diferentes profundidades en una pasada sin detenerse. Las lanzas de alta presión en sí mismas han mejorado con mejores boquillas y mejor dinámica de flujo.
Históricamente, las lanzas se movían en movimiento oscilante o rotatorio—pero en años recientes, algunos fabricantes descubrieron que combinar los dos movimientos para crear un patrón con forma de 8 proporciona producción óptima sin hacer agujeros de tubería. El patrón con forma de 8 crea una velocidad constante sobre la superficie del hormigón que resulta en mayor producción y un producto terminado rugoso pero uniforme, dejando una superficie de unión ideal para el hormigón nuevo. Esto permite reparaciones de mayor duración de las que podrían haberse logrado con herramientas de impacto manuales.
A pesar de los avances tecnológicos, los robots de hidrodemolición se han vuelto mucho más simples de utilizar, con muchas más funciones automatizadas. Algunos incluso permiten a los usuarios saber cuándo ocurre un error para hacer la solución de problemas más simplificada.
Actualmente, los robots de hidrodemolición están diseñados para trabajar de manera confiable por largas horas a la vez en el sitio de trabajo. Un equipo fiable y asociarse con un fabricante receptivo con repuestos disponibles ayuda a asegurar el máximo tiempo de actividad para completar proyectos a tiempo.
Ha habido increíbles avances desde el primer robot de hidrodemolición hasta las máquinas de hoy. Y la evolución sólo continuará. Utilizar el equipo más avanzado da a los contratistas una ventaja para obtener los resultados de mayor calidad y completar las reparaciones de mayor duración.
Respetuoso con el medio ambiente
El trabajo de hidrodemolición no puede completarse sin considerar la gestión del agua y cómo tratar el agua de manera responsable, siguiendo las regulaciones locales. La hidrodemolición, por su naturaleza, utiliza agua, por lo que la industria ha diseñado soluciones para ayudar a los contratistas a tomar un enfoque proactivo para manejar, tratar e incluso reutilizar las aguas residuales adecuadamente.
En un comienzo, antes de que existiera una solución fabricada, los contratistas a menudo hacían grandes esfuerzos para armar un sistema que capturase y tratase las aguas residuales. Era un proceso que consumía mucho tiempo y mano de obra, a menudo requiriendo productos químicos para tratar el agua y ensayos manuales continuas. Algunos contrataban a un tercero para recolectar y tratar el agua, lo que incrementaba el costo del proyecto.
Los sistemas de tratamiento de agua de hoy son compactos y completamente automatizados, simplificando el proceso. Los sistemas tratan las aguas residuales de hidrodemolición para pH y remueven sólidos suspendidos, por lo que los contratistas pueden liberarla en alcantarillas sanitarias o pluviales, o pueden recircular el agua tratada a través del equipo. Al reciclar el agua de esta manera, disminuyen notoriamente la cantidad que necesitan, lo que se traduce en un buen manejo ambiental y reduce los costos del agua. El monitoreo automático y continuo hace mucho más fácil cumplir con las regulaciones locales y proporcionar documentación de que se cumplen los requisitos (Fig. 5).
Una solución de tratamiento de agua manufacturada era una pieza muy necesaria del rompecabezas y un cambio de juego en la evolución de la hidrodemolición.
La hidrodemolición como estándar de oro
Durante más de tres décadas, la industria de la hidrodemolición ha logrado muchos hitos. El conocimiento general sobre reparación de hormigón ha aumentado, gracias a organizaciones como el Instituto Internacional de Reparación de Concreto (ICRI, en sus siglas en inglés).
Los fabricantes continúan desarrollando los equipos, haciendo avances en productividad, seguridad, operabilidad y reduciendo el impacto ambiental. Y los contratistas de hidrodemolición continúan perfeccionando su experiencia, ofreciendo la mejor solución a un problema de décadas.
Eso lleva al hito más esquivo. El objetivo para todos los interesados siempre ha sido dar a las estructuras de hormigón la mayor durabilidad posible. Después de más de 35 años, la hidrodemolición sigue siendo el único método mecánico sin impacto para remover hormigón, lo que debería convertirla en el estándar de oro. Aún no hemo llegado ahí, pero seguimos optimistas de que la industria logrará este momento definitorio.
Referencias
1.- EWJI. (N.D.). “The background, history of the hydrodemolition development.” European Water Jetting Institute (EWJI). https://www.ewji.org/information/guide-why-use-hydrodemolition/23027-2
