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1
MEDIOS PARA LA GESTION DE LA
CALIDAD EN PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN
M. Sc. Marlon Valarezo A.
mfvalarezo@gmail.com
Resumen: Al inicio del documento se presenta de manera general los principales
lineamientos de un sistema de gestión de la calidad para proyectos de
construcción, luego se hace referencia a los recursos y procesos empleados en el
modelo de gestión que se ejecutó durante la construcción del proyecto
hidroeléctrico Coca Codo Sinclair ubicado en el oriente ecuatoriano. El objeto del
trabajo es ofrecer una visión general de los primordiales aspectos que se deben
considerar al momento de determinar los medios requeridos para ejecutar un
programa de gestión de la calidad.
La gestión de la calidad implica una correcta administración de aspectos como: la calidad del
producto o servicio, la satisfacción del cliente y los medios necesarios para obtenerlos. Para
garantizar la calidad del producto en el sector de la construcción generalmente se recurre a
normas o especificaciones técnicas que son verificables de cumplimiento luego de la ejecución
de pruebas de laboratorio o campo; de esto se puede colegir que la calidad de una obra o
proyecto está definida por sus especificaciones técnicas. La satisfacción del cliente se consigue
con el cumplimiento de estas especificaciones, el control estadístico de los procesos que tolera
una reducción de los niveles de inspección y la solución de los problemas generados por
cualquier desviación de la calidad durante el proceso constructivo.
Para ejecutar los aspectos descritos anteriormente y tener un adecuado control sobre su
desarrollo se requiere de los medios necesarios, los que principalmente son recursos y
procesos que se convierten en la base de todo sistema de gestión de la calidad. A
continuación, se describen a manera de ejemplo los principales recursos y procesos empleados
durante la construcción del proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
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2
SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD.
En el proyecto se adoptó un sistema de gestión de calidad basado en la ISO 9000 e ISO 9001,
encaminado a satisfacer los requerimientos de calidad de las obras civiles. Este sistema de
gestión incluye un Programa de Control de Calidad (PCC) con su respectivo Manual de Control
de Calidad (MCC), el mismo que comprende procedimientos y documentos utilizados para
verificar y asegurar la calidad de las obras [1]. Este plan de aseguramiento de la calidad
desarrollado y ejecutado durante la construcción del proyecto incluye criterios sobre el diseño,
producción, muestreo, prueba y toma de decisiones referentes a todos los materiales
requeridos en la obra civil, con el objeto de garantizar que los materiales empleados durante la
construcción de la central hidroeléctrica cumplan con las especificaciones técnicas requeridas
para este tipo de infraestructura.
Figura 1. Área para pruebas mecánicas de materiales, Laboratorio del frente Captación, sitio San Luis.
Para cumplir con este objetivo tanto la materia prima, como los productos elaborados que son
utilizados en la obra civil, se sometieron a pruebas de aceptación inicial y pruebas de control
periódicas, basadas principalmente en las normas internacionales emitidas por la American
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Society for Testing and Materials - ASTM. La mayoría de estas pruebas se ejecutaron en
laboratorios completamente equipados dentro del proyecto y algunas que por su complejidad
no se pueden ejecutar en obra, se realizaron en laboratorios de reconocidas universidades del
país o en laboratorios internacionales acreditados. El principal objetivo de los laboratorios de
campo es realizar las pruebas rutinarias para asegurar la calidad de los materiales, como:
acero, cemento, puzolana y áridos; así como para verificar los diseños de mezcla, control de
dosificación y producción de hormigón, control de lechadas de cemento, verificación de
uniones mecánicas en el acero de refuerzo, control de materiales para pedraplén, terraplén,
escollera, bases y sub-bases, entre otros.
Figura 2. Máquina Universal de Ensayos, Laboratorio del frente Embalse Compensador, km 7 Vía Simón
Bolívar-Embalse Compensador.
En el proyecto se han instalado cinco laboratorios principales para atender los requerimientos
de los frentes de trabajo: Captación, Túnel de Conducción, Embalse Compensador, Tubería de
Presión y Casa de Maquinas. Cada uno de los laboratorios está provisto de una máquina
universal de ensayo para las pruebas mecánicas al acero, uniones y otros materiales; también
disponen del equipo e instrumentación para un laboratorio de hormigón tipo C, considerado
apropiado para una producción centralizada de hormigón mayor a 380000 m3
según la
clasificación del United States Bureau of Reclamation – USBR y el Concrete Manual [2]. Desde
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su ingreso al laboratorio y con una periodicidad anual todos los equipos de medida han sido
calibrados por el Laboratorio de Metrología del Instituto Ecuatoriano de Normalización - INEN,
garantizando de esta manera la fiabilidad y trazabilidad de las mediciones realizadas. Con esta
infraestructura, equipos de laboratorio, equipamiento tecnológico y personal calificado
sumado al cumplimiento del PCC, se establecen las directrices para ejecutar el control de
calidad de los materiales, productos elaborados y productos ingresados a la obra civil.
Las tolerancias con respecto a los objetivos planteados por las necesidades del diseño se basan
en análisis estadísticos de variaciones de los materiales, procesos, muestreo y pruebas
realizadas. Los procesos de muestreo se realizaron de forma aleatoria a lotes definidos con
anterioridad y determinados sistemáticamente. Se desarrolla también un control mediante
herramientas estadísticas como curvas de distribución principalmente para el hormigón y
cartas de control para áridos y otros materiales.
Áridos y rocas.
La principal materia prima del proyecto son los áridos, los mismos que se obtuvieron en su
mayoría del río Coca en dos lugares de explotación: el sitio El Salado y el sector Casa de
Máquinas. En estos lugares son ilimitadas las cantidades de los depósitos de material granular
de origen aluvial (bolones, grava, arena con granulometría bien graduada) y que de acuerdo
con las pruebas de laboratorio se han encontrado aptos para la fabricación de hormigón,
terraplenes, zonas de transición y filtros [3]. Otra fuente de abastecimiento es la Mina 8
ubicada en el kilómetro 7 de la vía Simón Bolívar – Embalse Compensador, este material fue
empleado en la fabricación de hormigones para el Túnel de Conducción (tramo TBM 2),
Embalse Compensador, Tuberías de Presión (tramo horizontal superior, tramo vertical y codo
superior TP1) y la Vía de acceso al Embalse Compensador - VEC. Para los enrocados se ha
utilizado material de los afloramientos de roca cercanos al proyecto, como es la Mina 18
conformada por rocas intrusivas de microgranodiorita, material empleado para la presa CFRD
del Embalse Compensador. El material procedente de los afloramientos de las rocas volcánicas
de la formación Misahuallì fue colocado en la presa CFRD de la Captación y en los enrocados
del canal de descarga del vertedero; materiales que de acuerdo con las pruebas de laboratorio
ejecutadas presentan una buena calidad como material de construcción y cumplen con las
especificaciones del diseño.
En el proceso de explotación de áridos se utilizó tres plantas de trituración con una capacidad
de producción real de 75 m3
/hora cada una; logrando obtener así la cantidad, tamaños y
distribución granulométrica requeridos para su uso en obra. Con el objeto de remover
cualquier material fino u orgánico presente en los áridos, todas las plantas incluyen equipos
para lavar los áridos después de su separación en varios tamaños. Los principales productos y
tamaños de árido producidos durante la ejecución del proyecto se presentan en la tabla 1.
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Tabla 1. Plantas de trituración de áridos en el proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
No. UBICACIÓN MATERIAL PRODUCIDO
1 El Salado
ARENA
< 4,75 mm
GRAVA
9,5 mm
GRAVA
19 mm
GRAVA
37,5 mm
GRAVA
75 mm
Material 2A y
2B para presa
CFRD Captación
2 Casa de Máquinas
ARENA
< 4,75 mm
GRAVA 19
mm
GRAVA
37,5 mm
- -
3
Km 7 Vía Simón
Bolívar - Embalse
Compensador
ARENA
< 4,75 mm
GRAVA
9,5 mm
GRAVA
19 mm
GRAVA
37,5 mm
-
Material 2A, 2B
y 3A para presa
CFRD Embalse
Compensador
Nota: La capacidad de producción nominal de las plantas de trituración es de 90 m3/hora.
Figura 3. Operaciones de Montaje de la Planta de Trituración ubicada en el sitio El Salado.
Todos los áridos empleados para la fabricación de hormigón y mortero son aprobados luego de
verificar el cumplimiento de los requisitos de la norma ASTM C33 y las especificaciones
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técnicas del proyecto, de acuerdo con los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio.
El material granular empleado como base y sub-base es el mismo árido que cumple con los
requisitos de la ASTM C33 a excepción de la granulometría, la misma que está acorde con los
requisitos de la ASTM D448.
El árido debidamente preparado y aceptado es almacenado bajo cubiertas metálicas para
protegerlo de la lluvia, conservando así sus condiciones de humedad y evitando la
contaminación con materiales extraños. El control de calidad de los áridos en la planta de
trituración y en los sitios de almacenamiento se realiza de manera periódica (diaria, semanal y
mensual) de acuerdo con el MCC del proyecto. En general el árido empleado en todas las
etapas de construcción de la obra es limpio, duro, sano y durable; con una distribución
granulométrica uniforme durante toda la producción.
Figura 4. Almacenamiento de árido triturado, Planta de trituración de áridos del frente Casa de Máquinas.
Acero
Los pernos y barras de anclaje para el soporte de roca se realizaron con acero de alto
contenido de carbono, lo que eleva su resistencia a la tracción; estos aceros cumplen con las
normas ASTM A615 y ASTM A663. Como acero de refuerzo para las estructuras de hormigón
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armado se utilizó un acero más dúctil, de baja aleación, que cumple con la norma ASTM A706.
La aceptación del acero para su uso en obra se desarrolla en función de los certificados de
calidad emitidos por el fabricante y a las pruebas de verificación de sus propiedades mecánicas
realizadas en los laboratorios del proyecto, que principalmente comprenden: resistencia de
fluencia, resistencia de rotura, elongación y doblado. Adicionalmente, los anclajes para
soporte de roca fueron verificados luego de su instalación en obra, con pruebas de tensado
utilizando gatos hidráulicos provistos de manómetros para determinar exactamente las
tensiones de ensayo. Este procedimiento de control de calidad “in situ” fue elaborado
teniendo como base la norma ASTM D4435 “Standard Test Method for Rock Bolt Anchor Pull
Test”; de esta manera se verifico el cumplimiento de las especificaciones de diseño.
Cemento, Puzolana, Agua y Aditivos.
El hormigón es el principal material elaborado en la obra y está compuesto principalmente
por: árido, cemento, puzolana, agua y aditivos. El cemento empleado para la fabricación del
hormigón es un cemento clasificado como HE (High Early-Strength) de acuerdo con la
especificación ASTM C1157. Para la fabricación de las lechadas de inyección se utilizó un
cemento GU que es del tipo fino y cumple con la misma especificación.
Para mejorar las características de impermeabilización del hormigón y disminuir la generación
de calor en las estructuras de hormigón masivo, se utilizó en algunos diseños de mezcla,
puzolana natural clase N (ASTM C618) como cementante suplementario, reemplazando hasta
un 18% del peso de cemento. La puzolana procede principalmente del cantón Pillaro en la
Provincia de Tungurahua y del cantón Pujili en la provincia de Cotopaxi. Además, en las
mezclas de hormigón utilizadas en la estructura del cuenco del canal de lavado de la Obra de
Captación donde se requiere un alto grado de impermeabilidad y altas resistencias (60 MPa) se
utilizó microsílice que cumple con la norma ASTM C1240.
El agua utilizada en la mezcla y en el curado del hormigón ha sido limpia y fresca, libre de
residuos orgánicos y otras sustancias dañinas para el hormigón; se ha controlado
permanentemente el contenido de cloruros, sulfatos y sales de magnesio. Con el objeto de
asegurar un hormigón plástico, trabajable y apropiado para las condiciones específicas de
colocación de cada una de las diferentes estructuras que comprenden el proyecto, se han
utilizado algunos aditivos, principalmente reductores de agua de alto rango tipo F (ASTM C494)
en porcentajes de hasta 1,2%. En algunos diseños y de acuerdo con los requerimientos de
colocación en obra se ha utilizado también aditivos inclusores de aire (ASTM C260) como es el
caso de la mezcla de hormigón empleada para la conformación de la tubería de presión
vertical, en donde por las exigencias de colocación (caída vertical de 550 m aproximadamente)
se requirió un hormigón adecuadamente trabajable que cumpla con los requisitos de
durabilidad y resistencia de diseño (50 MPa).
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Figura 5. Silos de almacenamiento para cemento y puzolana, sitio El Salado.
Otros materiales empleados en las mezclas de hormigón como son: fibra de acero y bentonita
han sido aceptados de acuerdo con el cumplimiento de las especificaciones demostrado por
las pruebas de laboratorio. La bentonita utilizada principalmente en las mezclas para la
conformación de los diafragmas plásticos (resistencias entre 0,5 MPa y 5 MPa) y en las mezclas
para inyecciones de impermeabilización y consolidación, ha sido aprobada luego de verificar el
cumplimiento de los requisitos de límite plástico, límite líquido, índice de plasticidad y
contenido de finos [4]. La fibra de acero clasificada como tipo II de acuerdo con los requisitos
de cumplimiento de la ASTM A820, se empleó en algunos diseños de hormigón lanzado en
Casa de Máquinas y en el hormigón convencional de 32 MPa colocado en estructuras del canal
de lavado de la Obra de Captación.
El control de calidad del cemento, puzolana y bentonita se ha realizado con los certificados de
calidad emitidos por el fabricante para cada lote y comprobado con pruebas de laboratorio al
ingreso del material al proyecto. El control rutinario de estos materiales se realiza
mensualmente verificando las propiedades físicas y mecánicas de los materiales existentes en
los sitios de almacenamiento.
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Encofrados.
Los encofrados utilizados para confinar el hormigón y darle la forma requerida han sido
principalmente de acero y de madera contrachapada con un acabado liso que permite cumplir
con los requerimientos de acabado de las superficies de hormigón para estructuras hidráulicas
señalado en el Concrete Manual. La fabricación de los encofrados se ha realizado en el mismo
sitio del proyecto; luego de realizar los diseños de detalle, cálculos estáticos y construcción de
las estructuras, se ha verificado sus dimensiones y operatividad para su uso dentro del
proyecto.
Tabla 2. Encofrados fabricados en el Proyecto Coca Codo Sinclair.
ENCOFRADO USO FRENTE DE OBRA
Deslizante Cara inclinada de hormigón de presa CRFD.
Embalse Compensador (EC).
Captación.
Trepante circular Revestimiento de hormigón del pozo vertical. Tuberías de Presión (TP).
Curvo
Revestimiento de hormigón de la solera de los
túneles de sección circular.
Tuberías de Presión (TP).
Túnel de Conducción (tramo DBM).
Telescópico
deslizante
Revestimiento de hormigón en hastiales y
bóveda de túneles con radio (R) de: R = 2,20
m Túnel de Descarga, sección tipo herradura
(EC); R = 2,90 m (TP); R = 4,10 m TC (Ventana
2); R = 4,50 m TC (Ventana 1), Túnel de
descarga, sección tipo herradura (CM).
Embalse Compensador (EC).
Tuberías de Presión (TP).
Túnel de Conducción (TC), tramo DBM.
Casa de Máquinas (CM)
Circular curvo
Conformación del codo inferior TP 1, codo
superior TP 1 y codo inferior TP 2.
Tuberías de Presión (TP).
Vertical trepante Muros de hormigón en altura.
Captación.
Tuberías de Presión (TP).
Los tipos de encofrado que se fabricaron se describen en la tabla 2, siendo de estos el
encofrado telescópico deslizante y el encofrado vertical trepante los más representativos por
su importancia y uso dentro del proyecto. Los encofrados tipo telescópico deslizante fueron
construidos como estructuras auxiliares móviles que combinan la estructura de soporte con el
encofrado que da forma a la bóveda. Están formados por una subestructura interior y paneles
que cubren y se unen de forma solidaria a dicha subestructura, ambos de naturaleza metálica,
conformando un carro de encofrado ajustado a la geometría de la sección del túnel, su avance
lo realizada a través de rieles. Dispone además de sistemas hidráulicos para el centrado del eje
transversal y el plegado de los hastiales y bóveda. El encofrado está compuesto por dos
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paneles hastiales y un panel clave. Los hastiales tienen ventanas de hormigonado e inspección
y soportes para vibradores de encofrado e instalación neumática para alimentación de los
vibradores, mientras que los paneles clave están dotados de bocas para hormigonado. El
encofrado vertical trepante es una estructura de geometría vertical, conformado por
elementos y componentes metálicos que se unen de forma solidaria. Su estabilidad depende
de la estructura vertical de hormigón armado, mediante la utilización de anclajes.
Figura 6. Taller de fabricación de encofrados, San Luis.
Hormigón.
En el proyecto se han realizado 154 diseños de mezclas de hormigón de acuerdo con las
recomendaciones del documento ACI 211.1 “Standard Practice for Selecting Proportions for
Normal, Heavyweight, and Mass Concrete”, para diversas resistencias que van desde 21 MPa
hasta 60 MPa. También se han realizado diseños de mezcla para hormigón poroso, hormigón
con árido pre-colocado y hormigón auto-nivelante. Esta variedad de diseños sumada al
adecuado manejo y protección del hormigón en obra ha permitido satisfacer las necesidades
de resistencia, durabilidad, impermeabilidad y alta densidad requeridas para cada una de las
estructuras de este proyecto.
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La producción de hormigón se realiza en mezcladora central estacionaria, todo el hormigón es
completamente mezclado en planta y para satisfacer la demanda del proyecto se dispone en
obra de diez plantas HZS con una capacidad de producción media de 90 m3
/h. Todas las
plantas disponen de un sistema de control automático de dosificación PLD-2000 para mezclar
automáticamente dosificaciones diferentes, logrando así cubrir los requerimientos del
proyecto tanto en calidad como en tiempo de ejecución. Los equipos de pesaje de las plantas
han sido calibrados al inicio de las operaciones y con una periodicidad anual por el Laboratorio
de Metrología del INEN y en cumplimiento de los requerimientos de la norma ASTM C94
“Standard Specification for Ready-Mixed Concrete”.
Tabla 3. Plantas de producción de hormigón en el Proyecto Coca Codo Sinclair.
No.
PRODUCCIÓN
NOMINAL m3/h
UBICACIÓN FRENTE DE OBRA
EQUIPAMIENTO
ESPECIAL
1 90
El Salado
CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN
(Ventana 1)
Sistema de
enfriamiento de agua2 120
10 120
3 90 San Luis
CONDUCCIÓN (Ventana 2A, 2B
y fábrica de dovelas para TBM
1)
Sistema de
enfriamiento de agua
4 90
Km 30 Vía Simón Bolívar
- Casa de Máquinas
CASA DE MÁQUINAS
Planta de hielo y
sistema de
enfriamiento de agua
5 60
Km 25 Vía Simón Bolívar
- Embalse Compensador
TUBERIA DE PRESIÓN (tramo
horizontal superior y tramo
vertical)
Sistema de
enfriamiento de agua
6 90
Km 7 Vía Simón Bolívar -
Embalse Compensador
CONDUCCIÓN (Fabrica de
dovelas TBM 2 y Via Embalse
Compensador)
-
7 - Embalse Compensador Embalse Compensador
Fabricación de
lechada de cemento y
mortero
8 60
Km 26 Vía Simón Bolívar
- Embalse Compensador
Embalse Compensador -
9 - Embalse Compensador Embalse Compensador
Fabricación de
lechada de cemento y
mortero
El transporte del hormigón desde cada una de las plantas hasta el sitio de colocación se realizó
mediante camión mezclador (mixers) operado a velocidad de agitación. La disposición final del
hormigón en los encofrados se realiza con la ayuda de bandas transportadoras, sistemas de
bombeo, tolvas de sección rectangular y circular, tubos, canaletas y equipos de pavimentación.
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Durante la ejecución de estas operaciones se han seguido las prácticas recomendadas por el
American Concrete Institute (ACI) en lo referente a transporte, manejo, colocación,
compactación, acabado, curado y protección del hormigón.
Figura 7. Planta de producción de hormigón, El Salado.
La calidad del hormigón se ha controlado periódicamente de acuerdo con lo señalado en el
MCC utilizando probetas de 150 mm x 300 mm para determinar la resistencia. Por cada
muestra se han preparado 12 probetas que se han ensayado a 7, 14, 28 y 90 días, así mismo
para cada muestra se han realizado los ensayos de campo como asentamiento, contenido de
aire y temperatura. Con el objeto de obtener información acerca del endurecimiento del
hormigón para remover encofrados también se han tomado probetas para ser ensayadas a los
3 días. Todas las muestras de hormigón se han tomado en el sitio de colocación por cada 200
m3
. Eventualmente también se han empleado las probetas de 100 mm x 200 mm
principalmente para los hormigones superiores a 40 MPa, siguiendo los procedimientos
adecuados para la fabricación y ensayo de este tipo de probetas [5]. Los reportes diarios y las
gráficas de distribución normal demuestran el cumplimiento de los niveles de resistencia de
todos los hormigones colocados dentro del proyecto, con lo que se garantiza la durabilidad de
las estructuras y se consigue el cumplimiento de las especificaciones técnicas.
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13
Figura 8. Colocación de hormigón mediante bombeo en estructura del Vertedero, Obra de Captación.
Para evitar paralizaciones durante la colocación, debido a la alta pluviosidad de la zona del
proyecto, se colocaron cubiertas sobre todos los sitios de trabajo donde se ha requerido
colocar hormigón a cielo abierto. La compactación se realizó principalmente con vibradores de
inmersión y vibradores de encofrado, estos últimos utilizados para consolidar el hormigón de
revestimiento en los túneles. En las superficies de hormigón horizontales, luego del periodo de
fraguado la superficie es cubierta con una manta de protección para prevenir la rápida
evaporación y conservar las condiciones de humedad y temperatura en su interior. En cambio,
en las superficies de hormigón verticales (muros) se ha colocado un compuesto formador de
membrana para evitar la evaporación.
Otras acciones importantes implementadas durante el colado de las estructuras masivas
incluyen el sistema post-enfriamiento del hormigón con la inserción de tuberías de
enfriamiento, aplicado en la conformación de la estructura del vertedero de la Obra de
Captación y en el revestimiento de la Tubería de Presión (ramal horizontal inferior). La
eficiencia de esta y otras acciones aplicadas para controlar la temperatura del hormigón, se
verificó comparando la temperatura y el diferencial térmico obtenido en la obra, con los
valores asumidos como límite dentro del diseño [6].
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14
El hormigón de 32 MPa fabricado con fibra de acero y colocado en algunas estructuras de la
Captación, presentara desgaste durante su vida útil debido al arrastre de solidos por el agua
del rio. Por ello, tanto los diseños de mezcla como el hormigón colocado fueron sometidos a
pruebas de abrasión bajo agua de acuerdo con la norma ASTM C1138 “Standard Test Method
for Abrasion Resistance of Concrete (Underwater Method)”. La prueba de resistencia al
desgaste por abrasión bajo agua es considerada por el USBR como una prueba de durabilidad
obligatoria en elementos sometidos a flujo de agua con arrastre de sólidos, por eso fue
incluida dentro de nuestro programa de control de calidad de mezclas de hormigón.
Figura 9. Probeta de hormigón con adición de micro sílice luego de la prueba de abrasión bajo agua.
Aunque se han realizado las consideraciones de diseño necesarias y las acciones rigurosas
aplicadas en campo para el adecuado manejo y colocación del hormigón, se han presentado
agrietamientos y algunas deficiencias en la superficie de los elementos terminados. Frente a
ello, se han adoptado los métodos de reparación determinados por el USBR y por el Comité
E706 del ACI que permiten aplicar algunas metodologías de reparación para el hormigón, las
mismas que han sido incluidas a los procedimientos del proyecto y ejecutadas cuando han sido
requeridas.
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15
La integridad estructural de elementos terminados como los pilotes de hormigón colocados en
la cimentación del desarenador de la Obra de Captación y en la cimentación de la estación
superior del teleférico (Embalse Compensador), ha sido verificada con métodos Non-
destructive Testing (NDT), especialmente “cross hole” desarrollado de acuerdo con la norma
ASTM D6760. Los resultados de los NDT indican que no se presentan anomalías en las
estructuras analizadas, demostrando que los mismos cumplen con los requisitos de diseño.
El hormigón lanzado utilizado en revestimientos, rellenos de cavidades y protecciones
permanentes de túneles y superficies de excavación realizadas a cielo abierto y en subterráneo
fue preparado, aplicado y controlado cumpliendo con las recomendaciones del ACI 506 “Guide
to Shotcrete”. En cuanto al hormigón poroso utilizado como medio filtrante, este ha sido
sometido a pruebas de permeabilidad y resistencia a la compresión en probetas de 100 mm x
200 mm. También se ha utilizado hormigón con árido pre-colocado para el relleno de la
cavidad entre la roca y las dovelas colocadas con la máquina TBM durante la excavación y
revestimiento del Túnel de Conducción. Para este material se desarrollaron pruebas de
colocación, pruebas de inyectabilidad, control del tamaño de los áridos pre-colocados, control
de la lechada de inyección (pruebas de resistencia, densidad, viscosidad) y pruebas de
verificación posterior a la colocación como extracción de testigos y resistencia a la compresión.
Los bloques de hormigón y el mortero empleados para la mampostería fueron controlados con
igual rigurosidad que el hormigón y sus componentes. El árido fino empleado en la fabricación
de mortero fue arena con tamaño menor a 4,5 mm proveniente de las canteras del proyecto y
que cumple con la especificación ASTM C144. En algunas mezclas de mortero también se
incluye cal hidráulica (ASTM C207) como regulador del fraguado de la mezcla de mortero. Los
bloques de hormigón que se utilizaron en todo el proyecto para las paredes no sometidas a
carga fueron calificados de acuerdo con la norma ASTM C129 y presentaron siempre una
resistencia a la compresión mayor a 4,5 MPa determinado en laboratorio.
Otros materiales.
Materiales como las bandas PVC para juntas de impermeabilización (waterstop), sellos de
lámina de cobre, material de relleno para juntas de expansión/contracción, compuestos
selladores de junta, placas de neopreno, laminas EPDM, pintura epoxica para pisos, cerámicas,
material de puertas contra fuego, ventanas, pinturas y otros han sido aprobados para su
ingreso a la obra luego de verificar el cumplimiento de las especificaciones técnicas del
proyecto, normas ASTM referentes a cada material y las pruebas de laboratorio requeridas.
De esta manera con el conjunto de acciones descritas y otras que no han sido incluidas en este
artículo, se ha logrado asegurar la calidad de los materiales utilizados durante la construcción
del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
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16
REFERENCIAS
1. Hidroeléctrica Coca Codo Sinclair E.P. (2013). Manual de Calidad del Proyecto
Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair, Sinohydro Corporation. Tercera Edición.
2. United States Bureau of Reclamation – USBR. (1992). Concrete Manual: A Water
Resources Technical Publication. Ninth Edition.
3. Electroconsult – ELC. (2009). Estudio de Factibilidad para 1500 MW del Proyecto
Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
4. Hidroeléctrica Coca Codo Sinclair S. A. (2009). Especificaciones Técnicas Obras Civiles
del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
5. Valarezo M. (2012). Control de calidad del hormigón con probetas cilíndricas de
100x200 mm. DOMUS, 27, No.151:32-33.
6. Valarezo M. (2014). Instrumentación de bloques de concreto masivo para verificar el
sistema de enfriamiento: Caso Práctico. Boletín informativo ACI Sección Centro y Sur de
México, 196:3-10.

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Medios gestion

  • 1. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 1 MEDIOS PARA LA GESTION DE LA CALIDAD EN PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN M. Sc. Marlon Valarezo A. mfvalarezo@gmail.com Resumen: Al inicio del documento se presenta de manera general los principales lineamientos de un sistema de gestión de la calidad para proyectos de construcción, luego se hace referencia a los recursos y procesos empleados en el modelo de gestión que se ejecutó durante la construcción del proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair ubicado en el oriente ecuatoriano. El objeto del trabajo es ofrecer una visión general de los primordiales aspectos que se deben considerar al momento de determinar los medios requeridos para ejecutar un programa de gestión de la calidad. La gestión de la calidad implica una correcta administración de aspectos como: la calidad del producto o servicio, la satisfacción del cliente y los medios necesarios para obtenerlos. Para garantizar la calidad del producto en el sector de la construcción generalmente se recurre a normas o especificaciones técnicas que son verificables de cumplimiento luego de la ejecución de pruebas de laboratorio o campo; de esto se puede colegir que la calidad de una obra o proyecto está definida por sus especificaciones técnicas. La satisfacción del cliente se consigue con el cumplimiento de estas especificaciones, el control estadístico de los procesos que tolera una reducción de los niveles de inspección y la solución de los problemas generados por cualquier desviación de la calidad durante el proceso constructivo. Para ejecutar los aspectos descritos anteriormente y tener un adecuado control sobre su desarrollo se requiere de los medios necesarios, los que principalmente son recursos y procesos que se convierten en la base de todo sistema de gestión de la calidad. A continuación, se describen a manera de ejemplo los principales recursos y procesos empleados durante la construcción del proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
  • 2. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 2 SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD. En el proyecto se adoptó un sistema de gestión de calidad basado en la ISO 9000 e ISO 9001, encaminado a satisfacer los requerimientos de calidad de las obras civiles. Este sistema de gestión incluye un Programa de Control de Calidad (PCC) con su respectivo Manual de Control de Calidad (MCC), el mismo que comprende procedimientos y documentos utilizados para verificar y asegurar la calidad de las obras [1]. Este plan de aseguramiento de la calidad desarrollado y ejecutado durante la construcción del proyecto incluye criterios sobre el diseño, producción, muestreo, prueba y toma de decisiones referentes a todos los materiales requeridos en la obra civil, con el objeto de garantizar que los materiales empleados durante la construcción de la central hidroeléctrica cumplan con las especificaciones técnicas requeridas para este tipo de infraestructura. Figura 1. Área para pruebas mecánicas de materiales, Laboratorio del frente Captación, sitio San Luis. Para cumplir con este objetivo tanto la materia prima, como los productos elaborados que son utilizados en la obra civil, se sometieron a pruebas de aceptación inicial y pruebas de control periódicas, basadas principalmente en las normas internacionales emitidas por la American
  • 3. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 3 Society for Testing and Materials - ASTM. La mayoría de estas pruebas se ejecutaron en laboratorios completamente equipados dentro del proyecto y algunas que por su complejidad no se pueden ejecutar en obra, se realizaron en laboratorios de reconocidas universidades del país o en laboratorios internacionales acreditados. El principal objetivo de los laboratorios de campo es realizar las pruebas rutinarias para asegurar la calidad de los materiales, como: acero, cemento, puzolana y áridos; así como para verificar los diseños de mezcla, control de dosificación y producción de hormigón, control de lechadas de cemento, verificación de uniones mecánicas en el acero de refuerzo, control de materiales para pedraplén, terraplén, escollera, bases y sub-bases, entre otros. Figura 2. Máquina Universal de Ensayos, Laboratorio del frente Embalse Compensador, km 7 Vía Simón Bolívar-Embalse Compensador. En el proyecto se han instalado cinco laboratorios principales para atender los requerimientos de los frentes de trabajo: Captación, Túnel de Conducción, Embalse Compensador, Tubería de Presión y Casa de Maquinas. Cada uno de los laboratorios está provisto de una máquina universal de ensayo para las pruebas mecánicas al acero, uniones y otros materiales; también disponen del equipo e instrumentación para un laboratorio de hormigón tipo C, considerado apropiado para una producción centralizada de hormigón mayor a 380000 m3 según la clasificación del United States Bureau of Reclamation – USBR y el Concrete Manual [2]. Desde
  • 4. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 4 su ingreso al laboratorio y con una periodicidad anual todos los equipos de medida han sido calibrados por el Laboratorio de Metrología del Instituto Ecuatoriano de Normalización - INEN, garantizando de esta manera la fiabilidad y trazabilidad de las mediciones realizadas. Con esta infraestructura, equipos de laboratorio, equipamiento tecnológico y personal calificado sumado al cumplimiento del PCC, se establecen las directrices para ejecutar el control de calidad de los materiales, productos elaborados y productos ingresados a la obra civil. Las tolerancias con respecto a los objetivos planteados por las necesidades del diseño se basan en análisis estadísticos de variaciones de los materiales, procesos, muestreo y pruebas realizadas. Los procesos de muestreo se realizaron de forma aleatoria a lotes definidos con anterioridad y determinados sistemáticamente. Se desarrolla también un control mediante herramientas estadísticas como curvas de distribución principalmente para el hormigón y cartas de control para áridos y otros materiales. Áridos y rocas. La principal materia prima del proyecto son los áridos, los mismos que se obtuvieron en su mayoría del río Coca en dos lugares de explotación: el sitio El Salado y el sector Casa de Máquinas. En estos lugares son ilimitadas las cantidades de los depósitos de material granular de origen aluvial (bolones, grava, arena con granulometría bien graduada) y que de acuerdo con las pruebas de laboratorio se han encontrado aptos para la fabricación de hormigón, terraplenes, zonas de transición y filtros [3]. Otra fuente de abastecimiento es la Mina 8 ubicada en el kilómetro 7 de la vía Simón Bolívar – Embalse Compensador, este material fue empleado en la fabricación de hormigones para el Túnel de Conducción (tramo TBM 2), Embalse Compensador, Tuberías de Presión (tramo horizontal superior, tramo vertical y codo superior TP1) y la Vía de acceso al Embalse Compensador - VEC. Para los enrocados se ha utilizado material de los afloramientos de roca cercanos al proyecto, como es la Mina 18 conformada por rocas intrusivas de microgranodiorita, material empleado para la presa CFRD del Embalse Compensador. El material procedente de los afloramientos de las rocas volcánicas de la formación Misahuallì fue colocado en la presa CFRD de la Captación y en los enrocados del canal de descarga del vertedero; materiales que de acuerdo con las pruebas de laboratorio ejecutadas presentan una buena calidad como material de construcción y cumplen con las especificaciones del diseño. En el proceso de explotación de áridos se utilizó tres plantas de trituración con una capacidad de producción real de 75 m3 /hora cada una; logrando obtener así la cantidad, tamaños y distribución granulométrica requeridos para su uso en obra. Con el objeto de remover cualquier material fino u orgánico presente en los áridos, todas las plantas incluyen equipos para lavar los áridos después de su separación en varios tamaños. Los principales productos y tamaños de árido producidos durante la ejecución del proyecto se presentan en la tabla 1.
  • 5. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 5 Tabla 1. Plantas de trituración de áridos en el proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair. No. UBICACIÓN MATERIAL PRODUCIDO 1 El Salado ARENA < 4,75 mm GRAVA 9,5 mm GRAVA 19 mm GRAVA 37,5 mm GRAVA 75 mm Material 2A y 2B para presa CFRD Captación 2 Casa de Máquinas ARENA < 4,75 mm GRAVA 19 mm GRAVA 37,5 mm - - 3 Km 7 Vía Simón Bolívar - Embalse Compensador ARENA < 4,75 mm GRAVA 9,5 mm GRAVA 19 mm GRAVA 37,5 mm - Material 2A, 2B y 3A para presa CFRD Embalse Compensador Nota: La capacidad de producción nominal de las plantas de trituración es de 90 m3/hora. Figura 3. Operaciones de Montaje de la Planta de Trituración ubicada en el sitio El Salado. Todos los áridos empleados para la fabricación de hormigón y mortero son aprobados luego de verificar el cumplimiento de los requisitos de la norma ASTM C33 y las especificaciones
  • 6. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 6 técnicas del proyecto, de acuerdo con los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio. El material granular empleado como base y sub-base es el mismo árido que cumple con los requisitos de la ASTM C33 a excepción de la granulometría, la misma que está acorde con los requisitos de la ASTM D448. El árido debidamente preparado y aceptado es almacenado bajo cubiertas metálicas para protegerlo de la lluvia, conservando así sus condiciones de humedad y evitando la contaminación con materiales extraños. El control de calidad de los áridos en la planta de trituración y en los sitios de almacenamiento se realiza de manera periódica (diaria, semanal y mensual) de acuerdo con el MCC del proyecto. En general el árido empleado en todas las etapas de construcción de la obra es limpio, duro, sano y durable; con una distribución granulométrica uniforme durante toda la producción. Figura 4. Almacenamiento de árido triturado, Planta de trituración de áridos del frente Casa de Máquinas. Acero Los pernos y barras de anclaje para el soporte de roca se realizaron con acero de alto contenido de carbono, lo que eleva su resistencia a la tracción; estos aceros cumplen con las normas ASTM A615 y ASTM A663. Como acero de refuerzo para las estructuras de hormigón
  • 7. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 7 armado se utilizó un acero más dúctil, de baja aleación, que cumple con la norma ASTM A706. La aceptación del acero para su uso en obra se desarrolla en función de los certificados de calidad emitidos por el fabricante y a las pruebas de verificación de sus propiedades mecánicas realizadas en los laboratorios del proyecto, que principalmente comprenden: resistencia de fluencia, resistencia de rotura, elongación y doblado. Adicionalmente, los anclajes para soporte de roca fueron verificados luego de su instalación en obra, con pruebas de tensado utilizando gatos hidráulicos provistos de manómetros para determinar exactamente las tensiones de ensayo. Este procedimiento de control de calidad “in situ” fue elaborado teniendo como base la norma ASTM D4435 “Standard Test Method for Rock Bolt Anchor Pull Test”; de esta manera se verifico el cumplimiento de las especificaciones de diseño. Cemento, Puzolana, Agua y Aditivos. El hormigón es el principal material elaborado en la obra y está compuesto principalmente por: árido, cemento, puzolana, agua y aditivos. El cemento empleado para la fabricación del hormigón es un cemento clasificado como HE (High Early-Strength) de acuerdo con la especificación ASTM C1157. Para la fabricación de las lechadas de inyección se utilizó un cemento GU que es del tipo fino y cumple con la misma especificación. Para mejorar las características de impermeabilización del hormigón y disminuir la generación de calor en las estructuras de hormigón masivo, se utilizó en algunos diseños de mezcla, puzolana natural clase N (ASTM C618) como cementante suplementario, reemplazando hasta un 18% del peso de cemento. La puzolana procede principalmente del cantón Pillaro en la Provincia de Tungurahua y del cantón Pujili en la provincia de Cotopaxi. Además, en las mezclas de hormigón utilizadas en la estructura del cuenco del canal de lavado de la Obra de Captación donde se requiere un alto grado de impermeabilidad y altas resistencias (60 MPa) se utilizó microsílice que cumple con la norma ASTM C1240. El agua utilizada en la mezcla y en el curado del hormigón ha sido limpia y fresca, libre de residuos orgánicos y otras sustancias dañinas para el hormigón; se ha controlado permanentemente el contenido de cloruros, sulfatos y sales de magnesio. Con el objeto de asegurar un hormigón plástico, trabajable y apropiado para las condiciones específicas de colocación de cada una de las diferentes estructuras que comprenden el proyecto, se han utilizado algunos aditivos, principalmente reductores de agua de alto rango tipo F (ASTM C494) en porcentajes de hasta 1,2%. En algunos diseños y de acuerdo con los requerimientos de colocación en obra se ha utilizado también aditivos inclusores de aire (ASTM C260) como es el caso de la mezcla de hormigón empleada para la conformación de la tubería de presión vertical, en donde por las exigencias de colocación (caída vertical de 550 m aproximadamente) se requirió un hormigón adecuadamente trabajable que cumpla con los requisitos de durabilidad y resistencia de diseño (50 MPa).
  • 8. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 8 Figura 5. Silos de almacenamiento para cemento y puzolana, sitio El Salado. Otros materiales empleados en las mezclas de hormigón como son: fibra de acero y bentonita han sido aceptados de acuerdo con el cumplimiento de las especificaciones demostrado por las pruebas de laboratorio. La bentonita utilizada principalmente en las mezclas para la conformación de los diafragmas plásticos (resistencias entre 0,5 MPa y 5 MPa) y en las mezclas para inyecciones de impermeabilización y consolidación, ha sido aprobada luego de verificar el cumplimiento de los requisitos de límite plástico, límite líquido, índice de plasticidad y contenido de finos [4]. La fibra de acero clasificada como tipo II de acuerdo con los requisitos de cumplimiento de la ASTM A820, se empleó en algunos diseños de hormigón lanzado en Casa de Máquinas y en el hormigón convencional de 32 MPa colocado en estructuras del canal de lavado de la Obra de Captación. El control de calidad del cemento, puzolana y bentonita se ha realizado con los certificados de calidad emitidos por el fabricante para cada lote y comprobado con pruebas de laboratorio al ingreso del material al proyecto. El control rutinario de estos materiales se realiza mensualmente verificando las propiedades físicas y mecánicas de los materiales existentes en los sitios de almacenamiento.
  • 9. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 9 Encofrados. Los encofrados utilizados para confinar el hormigón y darle la forma requerida han sido principalmente de acero y de madera contrachapada con un acabado liso que permite cumplir con los requerimientos de acabado de las superficies de hormigón para estructuras hidráulicas señalado en el Concrete Manual. La fabricación de los encofrados se ha realizado en el mismo sitio del proyecto; luego de realizar los diseños de detalle, cálculos estáticos y construcción de las estructuras, se ha verificado sus dimensiones y operatividad para su uso dentro del proyecto. Tabla 2. Encofrados fabricados en el Proyecto Coca Codo Sinclair. ENCOFRADO USO FRENTE DE OBRA Deslizante Cara inclinada de hormigón de presa CRFD. Embalse Compensador (EC). Captación. Trepante circular Revestimiento de hormigón del pozo vertical. Tuberías de Presión (TP). Curvo Revestimiento de hormigón de la solera de los túneles de sección circular. Tuberías de Presión (TP). Túnel de Conducción (tramo DBM). Telescópico deslizante Revestimiento de hormigón en hastiales y bóveda de túneles con radio (R) de: R = 2,20 m Túnel de Descarga, sección tipo herradura (EC); R = 2,90 m (TP); R = 4,10 m TC (Ventana 2); R = 4,50 m TC (Ventana 1), Túnel de descarga, sección tipo herradura (CM). Embalse Compensador (EC). Tuberías de Presión (TP). Túnel de Conducción (TC), tramo DBM. Casa de Máquinas (CM) Circular curvo Conformación del codo inferior TP 1, codo superior TP 1 y codo inferior TP 2. Tuberías de Presión (TP). Vertical trepante Muros de hormigón en altura. Captación. Tuberías de Presión (TP). Los tipos de encofrado que se fabricaron se describen en la tabla 2, siendo de estos el encofrado telescópico deslizante y el encofrado vertical trepante los más representativos por su importancia y uso dentro del proyecto. Los encofrados tipo telescópico deslizante fueron construidos como estructuras auxiliares móviles que combinan la estructura de soporte con el encofrado que da forma a la bóveda. Están formados por una subestructura interior y paneles que cubren y se unen de forma solidaria a dicha subestructura, ambos de naturaleza metálica, conformando un carro de encofrado ajustado a la geometría de la sección del túnel, su avance lo realizada a través de rieles. Dispone además de sistemas hidráulicos para el centrado del eje transversal y el plegado de los hastiales y bóveda. El encofrado está compuesto por dos
  • 10. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 10 paneles hastiales y un panel clave. Los hastiales tienen ventanas de hormigonado e inspección y soportes para vibradores de encofrado e instalación neumática para alimentación de los vibradores, mientras que los paneles clave están dotados de bocas para hormigonado. El encofrado vertical trepante es una estructura de geometría vertical, conformado por elementos y componentes metálicos que se unen de forma solidaria. Su estabilidad depende de la estructura vertical de hormigón armado, mediante la utilización de anclajes. Figura 6. Taller de fabricación de encofrados, San Luis. Hormigón. En el proyecto se han realizado 154 diseños de mezclas de hormigón de acuerdo con las recomendaciones del documento ACI 211.1 “Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete”, para diversas resistencias que van desde 21 MPa hasta 60 MPa. También se han realizado diseños de mezcla para hormigón poroso, hormigón con árido pre-colocado y hormigón auto-nivelante. Esta variedad de diseños sumada al adecuado manejo y protección del hormigón en obra ha permitido satisfacer las necesidades de resistencia, durabilidad, impermeabilidad y alta densidad requeridas para cada una de las estructuras de este proyecto.
  • 11. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 11 La producción de hormigón se realiza en mezcladora central estacionaria, todo el hormigón es completamente mezclado en planta y para satisfacer la demanda del proyecto se dispone en obra de diez plantas HZS con una capacidad de producción media de 90 m3 /h. Todas las plantas disponen de un sistema de control automático de dosificación PLD-2000 para mezclar automáticamente dosificaciones diferentes, logrando así cubrir los requerimientos del proyecto tanto en calidad como en tiempo de ejecución. Los equipos de pesaje de las plantas han sido calibrados al inicio de las operaciones y con una periodicidad anual por el Laboratorio de Metrología del INEN y en cumplimiento de los requerimientos de la norma ASTM C94 “Standard Specification for Ready-Mixed Concrete”. Tabla 3. Plantas de producción de hormigón en el Proyecto Coca Codo Sinclair. No. PRODUCCIÓN NOMINAL m3/h UBICACIÓN FRENTE DE OBRA EQUIPAMIENTO ESPECIAL 1 90 El Salado CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN (Ventana 1) Sistema de enfriamiento de agua2 120 10 120 3 90 San Luis CONDUCCIÓN (Ventana 2A, 2B y fábrica de dovelas para TBM 1) Sistema de enfriamiento de agua 4 90 Km 30 Vía Simón Bolívar - Casa de Máquinas CASA DE MÁQUINAS Planta de hielo y sistema de enfriamiento de agua 5 60 Km 25 Vía Simón Bolívar - Embalse Compensador TUBERIA DE PRESIÓN (tramo horizontal superior y tramo vertical) Sistema de enfriamiento de agua 6 90 Km 7 Vía Simón Bolívar - Embalse Compensador CONDUCCIÓN (Fabrica de dovelas TBM 2 y Via Embalse Compensador) - 7 - Embalse Compensador Embalse Compensador Fabricación de lechada de cemento y mortero 8 60 Km 26 Vía Simón Bolívar - Embalse Compensador Embalse Compensador - 9 - Embalse Compensador Embalse Compensador Fabricación de lechada de cemento y mortero El transporte del hormigón desde cada una de las plantas hasta el sitio de colocación se realizó mediante camión mezclador (mixers) operado a velocidad de agitación. La disposición final del hormigón en los encofrados se realiza con la ayuda de bandas transportadoras, sistemas de bombeo, tolvas de sección rectangular y circular, tubos, canaletas y equipos de pavimentación.
  • 12. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 12 Durante la ejecución de estas operaciones se han seguido las prácticas recomendadas por el American Concrete Institute (ACI) en lo referente a transporte, manejo, colocación, compactación, acabado, curado y protección del hormigón. Figura 7. Planta de producción de hormigón, El Salado. La calidad del hormigón se ha controlado periódicamente de acuerdo con lo señalado en el MCC utilizando probetas de 150 mm x 300 mm para determinar la resistencia. Por cada muestra se han preparado 12 probetas que se han ensayado a 7, 14, 28 y 90 días, así mismo para cada muestra se han realizado los ensayos de campo como asentamiento, contenido de aire y temperatura. Con el objeto de obtener información acerca del endurecimiento del hormigón para remover encofrados también se han tomado probetas para ser ensayadas a los 3 días. Todas las muestras de hormigón se han tomado en el sitio de colocación por cada 200 m3 . Eventualmente también se han empleado las probetas de 100 mm x 200 mm principalmente para los hormigones superiores a 40 MPa, siguiendo los procedimientos adecuados para la fabricación y ensayo de este tipo de probetas [5]. Los reportes diarios y las gráficas de distribución normal demuestran el cumplimiento de los niveles de resistencia de todos los hormigones colocados dentro del proyecto, con lo que se garantiza la durabilidad de las estructuras y se consigue el cumplimiento de las especificaciones técnicas.
  • 13. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 13 Figura 8. Colocación de hormigón mediante bombeo en estructura del Vertedero, Obra de Captación. Para evitar paralizaciones durante la colocación, debido a la alta pluviosidad de la zona del proyecto, se colocaron cubiertas sobre todos los sitios de trabajo donde se ha requerido colocar hormigón a cielo abierto. La compactación se realizó principalmente con vibradores de inmersión y vibradores de encofrado, estos últimos utilizados para consolidar el hormigón de revestimiento en los túneles. En las superficies de hormigón horizontales, luego del periodo de fraguado la superficie es cubierta con una manta de protección para prevenir la rápida evaporación y conservar las condiciones de humedad y temperatura en su interior. En cambio, en las superficies de hormigón verticales (muros) se ha colocado un compuesto formador de membrana para evitar la evaporación. Otras acciones importantes implementadas durante el colado de las estructuras masivas incluyen el sistema post-enfriamiento del hormigón con la inserción de tuberías de enfriamiento, aplicado en la conformación de la estructura del vertedero de la Obra de Captación y en el revestimiento de la Tubería de Presión (ramal horizontal inferior). La eficiencia de esta y otras acciones aplicadas para controlar la temperatura del hormigón, se verificó comparando la temperatura y el diferencial térmico obtenido en la obra, con los valores asumidos como límite dentro del diseño [6].
  • 14. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 14 El hormigón de 32 MPa fabricado con fibra de acero y colocado en algunas estructuras de la Captación, presentara desgaste durante su vida útil debido al arrastre de solidos por el agua del rio. Por ello, tanto los diseños de mezcla como el hormigón colocado fueron sometidos a pruebas de abrasión bajo agua de acuerdo con la norma ASTM C1138 “Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete (Underwater Method)”. La prueba de resistencia al desgaste por abrasión bajo agua es considerada por el USBR como una prueba de durabilidad obligatoria en elementos sometidos a flujo de agua con arrastre de sólidos, por eso fue incluida dentro de nuestro programa de control de calidad de mezclas de hormigón. Figura 9. Probeta de hormigón con adición de micro sílice luego de la prueba de abrasión bajo agua. Aunque se han realizado las consideraciones de diseño necesarias y las acciones rigurosas aplicadas en campo para el adecuado manejo y colocación del hormigón, se han presentado agrietamientos y algunas deficiencias en la superficie de los elementos terminados. Frente a ello, se han adoptado los métodos de reparación determinados por el USBR y por el Comité E706 del ACI que permiten aplicar algunas metodologías de reparación para el hormigón, las mismas que han sido incluidas a los procedimientos del proyecto y ejecutadas cuando han sido requeridas.
  • 15. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 15 La integridad estructural de elementos terminados como los pilotes de hormigón colocados en la cimentación del desarenador de la Obra de Captación y en la cimentación de la estación superior del teleférico (Embalse Compensador), ha sido verificada con métodos Non- destructive Testing (NDT), especialmente “cross hole” desarrollado de acuerdo con la norma ASTM D6760. Los resultados de los NDT indican que no se presentan anomalías en las estructuras analizadas, demostrando que los mismos cumplen con los requisitos de diseño. El hormigón lanzado utilizado en revestimientos, rellenos de cavidades y protecciones permanentes de túneles y superficies de excavación realizadas a cielo abierto y en subterráneo fue preparado, aplicado y controlado cumpliendo con las recomendaciones del ACI 506 “Guide to Shotcrete”. En cuanto al hormigón poroso utilizado como medio filtrante, este ha sido sometido a pruebas de permeabilidad y resistencia a la compresión en probetas de 100 mm x 200 mm. También se ha utilizado hormigón con árido pre-colocado para el relleno de la cavidad entre la roca y las dovelas colocadas con la máquina TBM durante la excavación y revestimiento del Túnel de Conducción. Para este material se desarrollaron pruebas de colocación, pruebas de inyectabilidad, control del tamaño de los áridos pre-colocados, control de la lechada de inyección (pruebas de resistencia, densidad, viscosidad) y pruebas de verificación posterior a la colocación como extracción de testigos y resistencia a la compresión. Los bloques de hormigón y el mortero empleados para la mampostería fueron controlados con igual rigurosidad que el hormigón y sus componentes. El árido fino empleado en la fabricación de mortero fue arena con tamaño menor a 4,5 mm proveniente de las canteras del proyecto y que cumple con la especificación ASTM C144. En algunas mezclas de mortero también se incluye cal hidráulica (ASTM C207) como regulador del fraguado de la mezcla de mortero. Los bloques de hormigón que se utilizaron en todo el proyecto para las paredes no sometidas a carga fueron calificados de acuerdo con la norma ASTM C129 y presentaron siempre una resistencia a la compresión mayor a 4,5 MPa determinado en laboratorio. Otros materiales. Materiales como las bandas PVC para juntas de impermeabilización (waterstop), sellos de lámina de cobre, material de relleno para juntas de expansión/contracción, compuestos selladores de junta, placas de neopreno, laminas EPDM, pintura epoxica para pisos, cerámicas, material de puertas contra fuego, ventanas, pinturas y otros han sido aprobados para su ingreso a la obra luego de verificar el cumplimiento de las especificaciones técnicas del proyecto, normas ASTM referentes a cada material y las pruebas de laboratorio requeridas. De esta manera con el conjunto de acciones descritas y otras que no han sido incluidas en este artículo, se ha logrado asegurar la calidad de los materiales utilizados durante la construcción del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair.
  • 16. Medios para la gestión de la calidad en proyectos de construcción by Marlon Valarezo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. 16 REFERENCIAS 1. Hidroeléctrica Coca Codo Sinclair E.P. (2013). Manual de Calidad del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair, Sinohydro Corporation. Tercera Edición. 2. United States Bureau of Reclamation – USBR. (1992). Concrete Manual: A Water Resources Technical Publication. Ninth Edition. 3. Electroconsult – ELC. (2009). Estudio de Factibilidad para 1500 MW del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair. 4. Hidroeléctrica Coca Codo Sinclair S. A. (2009). Especificaciones Técnicas Obras Civiles del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair. 5. Valarezo M. (2012). Control de calidad del hormigón con probetas cilíndricas de 100x200 mm. DOMUS, 27, No.151:32-33. 6. Valarezo M. (2014). Instrumentación de bloques de concreto masivo para verificar el sistema de enfriamiento: Caso Práctico. Boletín informativo ACI Sección Centro y Sur de México, 196:3-10.