BOLETÍN INFORMA INFORMATIVO TIVO ASOCEM 2011 ACTUALIDAD ACTUALID AD NACIONAL N° 1 / JUNIO 2011
Propuesta Normativa para los Concretos Usados en Obras Hidráulicas en base a las Normas Internacionales ACI-350 y del Bureau Of Reclamation-USA. Ing. Clifton Paucar y Montenegro (*)
El Ing. Clifton Paucar presento la presente contribución al IV Congreso Internacional Obras de Saneamiento Hidráulico y medio Ambiente, organizado por el Instituto de Construcción y Gerencia. Por considerar que es un tema de interés para los especialistas del concreto y que puede contribuir a la normatividad nacional, lo presentamos presentam os para su discusión.
RESUMEN Teniendo en consideración que en los
distintas presentaciones, clara, turbia, con
procedimientos de diseño de concretos en contacto permanente con agua deben
transporte de sedimentos o material orgánico propio de las aguas negras y condiciones de
establecerse consideraciones para cubrir
exposición climática sever severa. a.
requerimientos requerimien tos de servicio y baja permeabilidad
De ésta forma las instituciones públicas del país a
en primer orden y las de resistencia-estabilidad
nivel nacional, regional y local exigirán a sus
complementaria mente, en el presente trabajo se
unidades operativas de ejecución la elaboración
propone la inclusión de párrafos de texto en la
de reglamentación técnica interna caracterizada a
Norma E.060 capítulo 4 referido a requisitos de
las solicitaciones de servicio de la obra hidráulica
durabilidad del C° A° y el correspondiente a
y condiciones de exposición climática de la zona
Información Básica de la Norma OS.100: Consideraciones básicas de diseño de Infraestructura Sanitaria del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), aprobada mediante D.S.N°
(') Candidato a Maestro en Ciencias con mención en
011-2006-VIVIENDA (Ref.1) en vigencia a la fecha,
Ingeniería Hidráulica UNI, Ex Director y Ex Decano
que obliguen a las instituciones públicas a usar
de la FIC y Arquitectura de la UNHEVAL, Auditor
concretos con diseños que cubran las
externo especialista (SOA:TH) para la Contraloría
características básicas de servicio requeridas
General de la República. Cursos de Especialización
como estructuras de conducción o
Philadelphia Pennsylvania EE.UU, Sevilla España,
almacenamiento temporal de agua cruda en sus
Representante Representan te de la Empresa CPyM INGENIEROS.
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de influencia del proyecto, las que se cumplirán con acciones de implementación de condiciones mínimas de equipo y personal técnico especializado para el diseño y obtención de un concreto de resistencias adecuadas que impidan su rápido desgaste y obsolescencia, característica recurrente a la fecha en la mayoría de obras evaluadas, propiciando el deterioro parcial o total en periodos cortos de uso, sin que logren cumplir en la mayoría de casos ni siquiera con el 50% del periodo de diseño establecido atentando contra la rentabilidad del proyecto y consecuentemente en perjuicio económico del estado.
1. INTRODUCCIÓN Las consideraciones técnicas exigidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) para concretos en contacto con agua son de carácter general y no tienen carácter imperativo, por ejemplo para concreto armado: Norma E.060 referida a requisitos de durabilidad -Capítulo 4 (Ref.1) soslaya la exigencia de requisitos para concretos en exposición al agua al incluir el término de: "concreto que se pretende tenga baja permeabilidad" que deja a criterio del proyectista su aplicación, cuyo procedimiento de análisis debe ser obligatorio a todo estructura que
En base a la identificación de las causas que
conduce o almacena agua si se tiene en cuenta la
generan el rápido deterioro de las estructuras de
experiencia de performance en obras con
concreto de los proyectos hidráulicos de pequeña
concretos de resistencias entre 100 Kg/cm2 y 210
y mediana envergadura se concluye que éstas se
Kg/cm2 de uso común en obras hidráulicas en
generan al no cumplir en forma estricta con los
nuestro país y la referencia normativa establecida
procedimientos de evaluación existentes en las
para países con mejor capacidad operativa y
propuestas de diseño, colocación en obra, controles y evaluación periódica de daños para el
tecnológica como EE.UU, cuyas recomendaciones técnicas establecen resistencias mínimas del
desarrollo de actividades de reparación y
orden de 4000 Lb/pg2. (283 Kg/cm2) para evitar
mantenimiento de acuerdo a un plan pre
agrietamientos en éste tipo de concretos. De igual
establecido con la asignación presupuestal
forma en la Norma OS.100 (Ref.1) referida a
correspondiente, por lo que se ha elaborado una
consideraciones básicas de diseño de
matriz estratégica de gestión en sus diferentes
infraestructura sanitaria se exige al proyectista
fases de desarrollo a fin de superar éstos
implementar como información básica para
problemas en base a la aplicación de las
previsión contra desastre y otros riesgos el
recomendaciones de los autores nacionales para
informe de evaluación de la vulnerabilidad del
el diseño, preparación, control y mantenimiento
sistema y sus componentes solo frente a
del concreto en éste tipo de obras, las que deben
situaciones de emergencia, debiendo ser
ser caracterizadas al entorno geográfico,
obligatorio para las condiciones de uso en
climático y de tecnología constructiva por las
contacto con los diversos tipos de agua, por la
áreas ejecutaras de las instituciones públicas en
destrucción generalizada parcial o total de éste
nuestro país, complementadas con las normas y
tipo de obras en diversas zonas del país,
recomendaciones técnicas internacionales para
ocasionadas por no haber tenido la previsión de
el diseño de concreto en contacto con agua del ACI-350 (Ref.2 y 3) y del USBR (Ref. 4).
estimar características de concreto que afronten con éxito solicitaciones de uso, erosión del agua
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escurrida o transportada incluyendo sólidos de
evaluación económica de componentes
arrastre, material orgánico, sustancias químicas o
estructurales de concreto simple y/o armado con
variaciones de presiones.
mayor costo inicial, teniendo como contrapartida
Por lo que es necesario e imprescindible exigir que las características del concreto en obras de conducción o almacenamiento de agua sometidos a fuerzas de fricción Y presión constante deberán cubrir las expectativas de condiciones de uso e intemperie según la envergadura del proyecto, prohibiéndose que se ejecuten éste tipo de obras por los gobiernos nacionales, regionales y locales y/o empresas constructoras que no dispongan previamente en la zona de ejecución del proyecto del equipamiento y las condiciones necesarias de obtención del tipo de concreto con la calidad y características adecuada al servicio y clima de la zona establecidas en el reglamento interno operativo del área de Infraestructura institucional elaborado en base a referencias experimentales, como las características físicas, química y mecánicas de los agregados de la canteras disponibles, del terreno de empotramiento del
una mayor durabilidad en el horizonte de diseño cuya incidencia deberá reflejarse en los resultados del procesamiento de cálculo del flujo de inversión del proyecto cuando se elaboran los estudios de pre inversión determinando su viabilidad en base a los indicadores económicos de rentabilidad de la evaluación económica del PIP, permitiendo la consecución de una obra hidráulica durable y eficiente durante el periodo de diseño establecido, características que se obtienen al usar materiales apropiados que garanticen la durabilidad frente a las solicitaciones predominantes de uso y servicio y donde prevalezca la interacción entre la estructura hidráulica propuesta y las características naturales y antropomórficas del entorno (Ref.5).
2. METODOLOGÍA
concreto, del agua a usar, diseño de mezclas,
La metodología empleada para el desarrollo del
pruebas de control de calidad y otras
presente trabajo comprende cuatro fases;
complementarias; exigencias y condiciones que
Identificación del problema, causas y efectos;
deberán formar parte de los términos de
Recopilación del marco de referencia técnica
referencia debidamente cuantificadas para la
existente en el país; Implementación de una
suscripción de convenios por encargo o la
matriz de gestión estratégica-operativa en las
formulación de bases para la adjudicación de
diferentes fases de formulación y ejecución del
obras por contrato o reglamento interno para la
proyecto hidráulico, para la obtención de un
ejecución de obras por administración directa.
concreto que cumpla con los requisitos de
Con estas acciones se pretende establecer el cumplimiento obligatorio de procedimientos de
servicio y baja permeabilidad que son parámetros de suma importancia en estructuras en contacto
diseño en las diferentes fases de elaboración de
permanente con agua en sus diferentes
los estudios que sustenten y sirvan de base para
presentaciones, complementariamente a los de
formular los expedientes de ejecución de las obras hidráulicas en el país, permitiendo la
resistencia y estabilidad exigidos habitualmente para toda estructura y finalmente ensayar la propuesta normativa incluyente al RNE, tomando
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como referencia recomendaciones y reglamen-
servicio por erosión o desestabilización
tación nacional e internacional, acondicionada a
ocasionados por los sólidos transportados
la capacidad instalada y tecnológica con que
consistentes en materiales de fondo, saltación y
cuentan nuestras instituciones públicas y
suspensión; problema y efectos originados por las
privadas en el país para desarrollar este tipo de
causas siguientes:
obras.
1) Número insuficiente de estaciones de medición hidrométrica, pluviométrica, de transporte de
2.1 Identificación de problemas frecuentes y las
sedimentos, sísmico y otros en la zona en estudio.
causas que lo provocan en las estructuras de
2) Inadecuado tratamiento y aplicación de la
concreto de obras hidráulicas construidas en
información hidrológica obtenida.
diversas zonas del país
3) Inexistencia de un catastro y registro de datos de compatibilización de parámetros de diseño
2.1.1 En la etapa de Planeamiento
empleados en las diversas estructuras de toma construidas en la zona, usándolas como
a) Proyectos hidráulicos con componentes
estaciones de control obligatorio y los eventos
estructurales de concreto de baja resistencia que
extremos producidos tanto en sequías como en avenidas.
se deterioran parcial o totalmente en los primeros años de servicio; problema y efecto generado por las siguientes causas:
c) No se desarrollan planes de operación y mantenimiento de acuerdo a las condiciones de
1) Falta de diagnósticos locales y regionales de
funcionamiento de las estructuras hidráulicas,
performance de servicio de las obras hidráulicas
originando su rápida destrucción; problema y
construidas por las instituciones públicas en base
efecto originado por la causa siguiente:
a informes anuales de la entidad usuaria.
1) La falta de términos de referencia precisos y
2) Inexperiencia de los formuladores de estudios
presupuestados para la elaboración de éste tipo
de Pre inversión.
de estudios de operación y mantenimiento, tanto
3) Inexistencia de estudios de simulación
en las etapas de pre inversión como de inversión y
hidráulica que permitiría conocer el comportamiento fluvial de los ríos en las diversas regiones
la casi nula habitualidad de desarrollarlos por las instituciones públicas en obras de pequeña y
del país, sus características que son muy variada~,
mediana envergadura.
su estabilidad, el dimensionamiento y diseño de obras estructurales y no estructurales para mantenerla estable en el tiempo. 4) Inexistencia de trabajos de riesgos y vulnerabilidad de origen fluvial.
2.1.2. En la etapa de Diseño a) Las especificaciones técnicas de los expedientes para la ejecución de obras hidráulicas no contemplan características del
b) Incidencia en la destrucción parcial o total de
concreto bajo condiciones de servicio con agua,
las obras hidráulicas en los primeros años de
que exige baja permeabilidad lo que obligaría a
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cumplir con parámetros mínimos en el diseño de mezclas como relación a/c, asentamiento de mezcla, resistencias a compresión, procesos de mezcla, curados especiales, etc.; problema originado por las siguientes causas: 1) La norma para obras sanitarias no contempla requisitos para concretos en contacto con agua en sus diversos tipos de presentación.
2.1.4. En la etapa de Operación y Mantenimiento a) Las estructuras hidráulicas no cumplen con el periodo de diseño establecido, deficiencia generada por la siguiente causa: 1) Inexistencia de planes y formulación de manuales de operación y mantenimiento correspondiente a las diversas estructuras y componentes que conforman una obra hidráulica.
2) Las Instituciones públicas locales y regionales no desarrollan reglamentos internos específicos para éste tipo de obras
2) Carencia de términos de referencia y normas que determinen obligaciones contractuales para la formulación de planes operativos de los profesionales
b) Las estructuras hidráulicas no cumplen con el
responsables del planeamiento, diseño y
periodo de diseño establecido, deficiencia
construcción de proyectos hidráulicos.
generada por las siguientes causas: 1) No se cumplen con los requisitos mínimos de diseño referidos a resistencia, estabil idad, servic io y baja
REFERENCIAS GRÁFICAS DE EFECTOS DE LA PROBLEMÁTICA TRATADA: REF.FOT.No.01 y 02.- Problemas típicos de
permeabilidad. 2) No se desarrollan estudios en detalle del riesgo y vulnerabilidad. 3) No se establecen planes de contingencia para eventualidades.
ruptura, erosión y desgaste en estructura de concreto en obras de derivación y toma de pequeños y medianos proyectos hidráulicos ejecutados en la zona sierra. REF.FOT.No.03 y 04.- Problemas típicos de obsolescencia temprana del concreto en obras
2.1.3. En la etapa de Construcción a) Las estructuras hidráulicas se deterioran en los primeros años de servicio parcial o totalmente, problema generado por la siguiente causa: 1) Inexistencia de recomendaciones de carácter constructivo similar a la existente
hidráulicas por condiciones de exposición en la zona selva que generan debilitamiento de la estructura y filtraciones. 2.2 Referencia Normativa existente en el Perú para el Concreto usado en obras Hidráulicas Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) (REF.1)
en la normativa internacional para la resistencia del concreto en contacto con
Norma e.060
Concreto Armado
Capítulo 4
Requisitos de Durabilidad
el agua, tanto para grandes y pequeñas
Norma os.100
Consideraciones básicas
obras hidráulicas (USBR. ACI).
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de diseño de infraes-
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tructura sanitaria
estructuras hidráulicas de uso sanitario,
2.3 Referencia Normativa Internacional
conducción, almacenamiento de agua de diversas
existente para el Concreto usado en Obras
características y defensa ribereña, referidas a
Hidráulicas
servicio (durabilidad) y baja permeabilidad.
2.3.1 AC1.350R.89 - ACI.350.06:
De acuerdo a las recomendaciones del Comité
Environmental Engineering Concrete Structures (Ref. 03)
350 del ACI (Environmental Engineering Concrete Structures), uno de los aspectos más importantes que debe cumplir la dosificación del concreto está
En resumen la norma ACI-350 en sus
relacionado a la máxima relación "agua/material
publicaciones revisadas el año 1989 y 2006
cementante (a/c), que es el mejor indicador para
implementa recomendaciones básicas para el
lograr concretos de buen desempeño. Una
diseño estructural de obras hidráulicas que
manera de lograr esa relación "a/c" de manera
comúnmente se usa para contener agua
indirecta es utilizar concretos de resistencia
industrial o doméstica o para tratamiento de aguas de desecho, requiriéndose un concreto
elevada, no porque se requiera, sino más bien
denso e impermeable, con una alta resistencia al
garantizando que la relación "a/c" sea baja. Por lo
ataque de productos químicos. Tomándose en
tanto la calidad de concreto tendrá las siguientes
cuenta que se minimicen la posibilidad de
características y condiciones de uso.
debido a que al dosificar estos concretos se está
agrietamiento, espaciamiento entre juntas, indicándose las proporciones que deben tener la mezcla de concreto, su colado, curado y
Calidad de Concreto:
protección contra productos químicos,
- Resistencia del concreto expuesto a condiciones
referenciando sus recomendaciones a normas
severas: l' c=280Kg/cm2 (mín.).
como el ACI 318, ACI 223, ACI 224 entre otros. Las principales propiedades de las estructuras hidráulicas sanitarias diseñadas con las consideraciones establecidas en las normas ACI
- Resistencia del concreto expuesto a condiciones normales: f' c=245Kg/cm2 (mín.). Condiciones de exposición:
350 y el USBR son:
- Normal
a)Extremadamente impermeables para
Cuando los líquidos tienen un ph>5 o está
minimizar la contaminación del abastecimiento
expuesto a solución de sulfatos con menos de
del agua o del medio ambiente.
1500 ppm.
b)Proporcionan la máxima resistencia al ataque
- Severa
de sustancias químicas.
Cuando los límites anteriores se exceden.
c)Proporcionan superficies lisas con el objeto de
2.3.2 USBR: Design of Small Canal Estructures
minimizar la resistencia al flujo.
(Ref. 04)
Con lo que se cumplen con las condiciones
En resumen la norma de diseño estructural de
mínimas de diseño que deben tener las
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canales pequeños del Bureau of Reclamation
debe usar en la construcción de las estructuras
(USA) ACI-350 en sus publicaciones revisadas
hidráulicas de conducción de agua concretos con
desde el año 1995 implementa recomendaciones
las siguientes resistencias en función a los
básicas para el diseño hidráulico, estructural y de
métodos de diseño empleados
estabilidad de pequeños canales para conducción de agua con secciones estandarizadas cuyo
Método del esfuerzo del trabajo:
caudal de transporte se encuentra limitado a 100
Resistencia del concreto a los 28 días: f" c = 4,000
pie3/ s. (2.83 m3/s.), siendo los conceptos y
Lb /pg2 = 283 Kg/cm2 (mín.).
métodos abordados aplicables a estructuras algo
Resistencia del refuerzo de acero: f" y = 60,000 Lb
mayores.
/pg2 = 4,241 Kg/cm2 (mín.).
Las principales propiedades de los canales y
Esfuerzo permisible de compresión al concreto: f'
estructuras hidráulicas diseñadas con las
c = 1,800 Lb /pg2 = 127 Kg/cm2 (mín.).
consideraciones establecidas en las normas de la USBR son:
Esfuerzo permisible de compresión del refuerzo de acero: l' y = 24,000 Lb /pg2 =1, 696 Kg/cm2
a) La metodología empleada en el diseño hidráulico, provee de adecuada capacidad de descarga para las estructuras alineadas con el
(mín.). Método del último esfuerzo:
canal, una adecuada disipación de energía y pérdidas de carga mínimas.
Usados para tuberías de presión prefabricadas de
b) La metodología empleada en el diseño
Resistencia del concreto a los 28 días: f" c = 4,500
estructural, provee espesores de concreto y
Lb /pg2 = 318 Kg/cm2 (mín.).
refuerzos de fierro para resistir los esfuerzos bajo
Resistencia del refuerzo de acero: f" y = 40,000 Lb
cargas razonables sobre las estructuras.
/pg2 = 2, 827 Kg/cm2 (mín.).
concreto armado.
c) La metodología empleada en el diseño de estabilidad, provee dimensiones adecuadas de las estructuras para resistir el deslizamiento y el
3. RESULTADOS
volteo, prevenir que el agua de percolación
En base a las evaluaciones de campo realizadas
remueva el material de la fundación y que las
tanto en la zona sierra y selva en obras hidráulicas
presiones sean menores que las permitidas.
de pequeña y mediana envergadura y el
Con lo que se cumplen con las condiciones mínimas de diseño que deben tener las estructuras hidráulicas de uso sanitario, conducción, almacenamiento de agua de diversas características y defensa ribereña, referidas a resistencia estabilidad, servicio (durabilidad) y baja permeabilidad.
diagnóstico de las causas que la provocan, se ha elaborado el cuadro matriz de gestión estratégico-operativo básico en las diferentes etapas de planeamiento y consecución de este tipo de obras, en forma específica para la obtención de mezclas de concreto en contacto permanente con agua, las que deben cubrir requisitos mínimos de servicio y características
De acuerdo a las recomendaciones de la USBR, se
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físicas de baja permeabilidad complementarias a las habituales exigidas de resistencia y estabilidad para cualquier tipo de estructura, con la finalidad de que logren cubrir las expectativas de diseño en el periodo de obsolescencia establecido para sus diversos componentes correspondientes a durabilidad y eficiencia en la función que desempeñan en el proyecto integral, los cuadros matrices presentados en la presente publicación son complementarios a los recomendados a usar en todo proyecto hidráulico en forma general indistintamente de las características de los materiales usados, con ocasión del 111 Congreso de Hidráulica Hidro-2009 realizado en Lima (Ref.6) y el Congreso Nacional de Ingeniería Civil XVII-CONtC 2009, realizado en la ciudad de Chiclayo (Ref.7) 3.1 Matrices de gestión estratégica operativa para la obtención de concretos de baja permeabilidad y óptima serviciabilidad en proyectos hidráulicos EJES ESTRATÉGICOS DE DESARROLLO OBLIGATORIO EN UN PROYECTO HIDRÁULICO - Planeamiento - Diseño - Construcción -Operación - Mantenimiento
REFERENCIAS GRÁFICAS DE EFECTOS DE LA PROBLEMÁTICA TRATADA: Ref. Foto Nº 1 y 2. Problemas típicos de ruptura, erosión y desgaste en estructura de concreto en obras de derivación y toma de pequeños y medianos proyectos hidráulicos ejecutados en la zona sierra.
Ref. Foto Nº 3 y 4. Problemas típicos de obsolescencia temprana del concreto en obras hidráulicas por condiciones de exposición en la zona selva que generan debilitamiento de la estructura y filtraciones.
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Cuadro No. 01: En la fase de Planeamiento y Diseño
Objetivo
1. Establecimiento de metodologías regionales propias en el planeamiento de obras hidráulicas que logren la interacción plena estructura-naturaleza y condiciones de servicio
Acción
Operadores
1. Elaboración de reglamentos internos para la ejecución de obras por especialidades en base a las características zonales, determinando parámetros de diseño mínimos en base al RNE y otros complementarios debidamente justificados. 2. Conocimiento pleno de la oferta y demanda de agua en el horizonte de diseño del proyecto, del entorno físico geomorfológico, condiciones de uso y exposición que incluye entre otros aspectos, comportamiento hidrológico, la hidráulica pluvial, características físicas, químicas y bacteriológicas del agua a transportar, volúmenes máximos de sólidos en las zonas de toma y conducción o transvase, as pectos que determinan la ubicación, tipo y dimensionamiento de estructuras a proponer. 3 En el caso de los componentes de C oncreto de la Estructura Hidráulica a proponer deberán determinarse en primer orden las características de permeabilidad y durabilidad a las solicitaciones de uso en forma racional y objetiva, usando información de nivel secundario o primario según corresp onda de los parámetros cuantitativos de ataques al concreto según el siguiente listado, (Ref.8):
Direcciones Técnicas con participación de Ingenieros Especialistas y asesores legales.
3.1 Ataques de agua en contacto con Cº - Del agua pura - Del agua casi pura - Del agua ácida - Del agua de pantano - Del agua de mar - Del agua de desagüe 3.2 Ataques de químicos por ácidos 3.3 Ataques de bases ( P H > 7) 3.4 Ataques de sulfatos 3.5 Ataques de sustancias diversas 3.6 Ataques biológicos 3.7 Congelación 3.8 Ataques de gases 3.9 Ataques por reacciones Alca1í-Agregado 3.10 Desgaste superficial 3.11 Altas temperaturas 3.12 Corrosión 3.13 Acciones accidentales 3.14 Ataques por materiales de protección superficial En segundo orden evaluar las condiciones de resistencia del concreto a la compresión a los 28 días y la estabilidad, teniendo en consideración los resultados de la evaluación efectuada inicialmente.
Unidades de control y seguimiento
Gerencias
Especialistas responsables de la Formulación del Estudio a nivel de Pre inversión e Inversión.
Gerencias y/o Direcciones Técnicas
Especialistas responsables de la Formulación del Estudio a nivel de Pre inversión e Inversión.
Gerencias y/o Direcciones Tecnicas
4. Desarrollar el Plan y Manual de Operación y mantenimiento de cada componente de conc reto según condiciones de exposición y uso establecido para el Proyecto Hidráulico (Flujo de caja).
Especialistas responsables de la Formulación del Estudio a nivel de Pre inversión e Inversión.
Gerencias y/o Direcciones Tecnicas
5. Incluir en el Plan de de operación y Mantenimiento, debidamente caracterizado y presupuestado la adquisición, operación de equipos y desarrollo de actividades periódicas de control de desgaste, erosión, y ataques de sustancias diversas al concreto (Flujo de caja).
Especialistas r esponsables de la Formulación del Estudio a nivel de Pre inversión e Inversión.
Gerencias y/o Direcciones Tecnicas
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Cuadro No. 02: En la fase de CONSTRUCCIÓN Acción
Operadores
Unidades de control y seguimiento
Antes de iniciar la ejecución de obras, evaluar al detalle las características geográficas y ambientales de la zona, las propiedades físicas, químicas y mecánicas de agregados de las canteras disponibles; del agua a transportar en sus diferentes estados de presentación que incluye el estudio bacteriológico; las fuerzas erosivas laterales y de fondo que desarrolla el agua en situaciones críticas de servicio; espectro de presiones; simulaciones de los diversas combinaciones de estados de cargas estáticas y dinámicas entre otros parámetros necesarios
Proyectista Residente Supervisor
Gerencias y/o Direcciones Técnicas
Proyectista Residente Supervisor
Gerencias y/o Direcciones Técnicas
Objetivo
Desarrollar procesos constructivos con el empleo de equipo, mano de obra e insumos adecuados, permitiendo obtener propiedades mínimas de baja permeabilidad y durabilidad en el periodo de diseño frente a solicitaciones extremas de uso de los diversos componentes que conforman el proyecto hidráulico.
Cumplir con las recomendación de proporcionamiento del concreto que permita la obtención de las características esperadas empleando el equipo y personal técnico adecuado, desarrollando las siguientes actividades (Ref. 8): -
Ensayos de los agregados (Informes y resultados). Proporcionamiento de las mezclas. Cálculos de la mezcla; graduación de los agregados, cantidad de materiales por cada tanda Contenidos de aire, rendimientos.
CONSIERACIONES GENERALES Para todos los materiales; identificación, c an tidades, aceptabilidad, u niformidad , condiciones de almace namiento, métodos de transporte, programa o plan previo de muestreo, desperdicios, proceso de ensayos. Cemento: Ensayos de laboratorio, protección contra el almacenamiento, máximo periodo de almacenamiento Agregados: Ensayos de aceptación, granulometría, materia orgánica, sustancias deletéreas, estabilidad de volumen , resistencia a la abrasión, resistencia a la compresión en morteros o concreto. Aditivos: Tipo, cantidad empleada, razones de empleo Adiciones: tipo, cantidad empleada, razones de empleo Fibra: calidad y clase empleadas, cantidad, razones de empleo Ensayos de control: Humedad, absorción, peso específico, peso unitario, contenido de vacíos.
Cuadro No. 03: En la fase de OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Objetivo
Acción
Operadores
Unidades de control y seguimiento
1. Instaurar como requisito obligatorio la formulación de planes y manuales de operación de cada uno de los componentes del proyecto hidráulico.
1. PATOLOGIA DEL CONCRETO ( Ref.8). Diagnóstico periódico correcto (con sus causas) y pronósticos del comportamiento de la estructura bajo las condiciones de servicio esperadas para el futuro, de carácter preliminar y profunda o detallada, acc iones que deben encontrarse descritas y presupuestadas en el Plan Operativo y de mantenimiento del proyecto Hidráulico, determinando los factores de los defectos o daños observados, al identificación y su caracterización (tipo y magnitud).
Proyectista Residente Supervisor
Gerencias y/o Direcciones Técnicas
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3.2 Propuesta de párrafos normativos para su inclusión en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)
condiciones zona les de uso. Los reglamentos internos institucionales son de carácter obligatorio para la ejecución de éste tipo
Con el objetivo de obtener concretos de baja permeabilidad y óptima serviciabilidad en
de obras, además de contar con el equipamiento y personal técnico calificado para la obtención de
proyectos hidráulicos tomando como referencia
concretos con características de baja
las normas americanas ACI 350 y las publicaciones
permeabilidad y resistencia al desgaste.
de la USBR para el diseño estructural de pequeños canales y obras complementarias de conducción de agua se propone incluir en las siguientes
4.1 Relación Agua-Material Cementante (Peso
Normas del RNE los siguientes acápites y párrafos:
del cemento s/NTP 334.009, 334.082, 334.090 ó 334.156; Peso de las cenizas volantes y otras puzolana s/NTP 334.104; Peso de la escoria
NORMA E.060: CONCRETO ARMADO CAPITULO 4 : REQUISITOS DE DURABILIDAD
s/ASTM C 989; Peso de la micro sílice s/NTP 334.087).
4.0. Alcance Esta norma no incluye disposiciones para las condiciones de exposición especialmente
4.2 Exposición a ciclos de congela miento y deshielo
severas, tales como exposiciones a ácidos o a altas temperaturas, no cubre condiciones estéticas tales como el acabado de las superficies de concreto. Estas condiciones, que están fuera del alcance de esta Norma, deberán estar cubiertas de manera particular en las especificaciones del
4.2.1 (Referido al contenido de aire para concreto resistente al congelamiento en función al tamaño máximo del agregado y condiciones de exposición).
proyecto elaboradas obligatoriamente bajo responsabilidad por las instituciones públicas que ejecutan provectos en éstas condiciones.
4.2.2 Los concretos expuestos a las condiciones
Los componentes del concreto y sus proporciones
4.2, deben cumplir con las relaciones máximas
deben ser seleccionados de manera que se pueda
agua-material cementante y con la resistencia
cumplir con los requisitos mínimos establecidos
mínima f`c señaladas en ésta. Además el concreto
en esta Norma y con los requisitos adicionales de
que va a estar expuesto a productos químicos de
los documentos del proyecto elaboradas en base
congelantes debe cumplir con las limitaciones
a la disposiciones técnicas contenidas en el
indicadas en 4.2.3.
especiales de exposición señaladas en la Tabla
reglamento interno de cada institución pública que ejecutan obras de concreto en contacto con agua en sus diferentes presentaciones y condiciones, formuladas de acuerdo a las
Tabla 4.2: Requisitos para condiciones especiales de exposición
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(*) Cuando se utilicen las tablas 4.2 y 4.4 simultáneamente, se debe utilizar la menor relación máxima agua-material cementante aplicable y el mayor re mínimo. (**) Conversión agregada por el AUTOR de la presente publicación. 4.3 Exposición a sulfatos (Requisitos para concreto expuesto a soluciones de sulfatos: Tipo de cemento, relación a/c, f`c mínimo). 4.4 Protección del refuerzo contra la corrosión (Contenido máximo de iones cloruro para la protección contra la corrosión del refuerzo).
REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (RNE) (Ref.1) NORMA OS.100: CONSIDE-RACIONES BÁSICAS DE DISEÑO DE INFRAES-TRUCTURA SANITARIA
1. INFORMACIÓN BÁSICA 1.1. Previsión contra ataques, desastres y otros riesgos En base a la información recopilada el proyectista deberá evaluar la vulnerabilidad de cada uno de los componentes del sistema ante situaciones de intemperie, ataques de sustancias transportadas, acciones accidentales y emergencia, diseñando sistemas flexibles en su operación, sin descuidar el aspecto económico. Se deberá solicitar a la empresa de agua la respectiva factibilidad de servicios. Todas las estructuras deberán contar con libre disponibilidad para su utilización.
Condiciones de la exposición Concreto de baja permeabilidad en exposición al agua Concreto expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo en condiciones húmedas o a productos químicos descongelantes Para proteger de la corrosión el refuerzo de acero cuando el concreto está expuesto a cloruros provenientes de productos descongelantes, sal, agua, soluble, agua de mar o a salpicaduras del mismo origen
Relación máxima aguacementante (en peso) para concretos de peso normal (*)
F`c mínimo (MPa) para concretos de peso normal o con agregados ligeros
0.5
28 (285.6 Kg/cm ) (**)
0.45
31
0.4
35
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BOLETÍN INFORMATIVO ASOCEM 2011 ACTUALIDAD NACIONAL N° 1 / JUNIO 2011
1.2. Periodo de Diseño
requiere la implementación de recomendaciones
Para proyectos de poblaciones o ciudades, así como para proyectos de mejoramiento y/o ampliación de servicios en asentamiento existentes, el período de diseño será fijado por el proyectista utilizando un procedimiento que
normativas específicas institucionales de cumplimiento obligatorio, formuladas en base al marco técnico normativo internacional contrastado con experiencias e investigaciones locales.
garantice los periodos óptimos para cada
· Es de suma importancia para la ingeniería
componente de los sistemas que incluye, tasa de
nacional establecer en los siguientes años
retorno de capital de inversión, capacidad de
metodologías de diseño locales y regionales de
servicio, factores escalares de incidencia de los
los diversas estructuras de un proyecto
costos de operación v mantenimiento
hidráulico, que permita que se cumpla con
determinados en el plan de O&M aprobado en
eficiencia y eficacia los objetivos para los que
forma conjunta con el expediente técnico de obra
fueron concebidos durante el periodo de diseño
con incidencia cuantitativa en el flujo de costos
establecido, evitando gastos significativos en
anuales que determinan la rentabilidad del
trabajos de reforzamiento, rehabilitación o
proyecto,
reconstrucción, tal como ocurre actualmente en este tipo de obras según el resultado de las evaluaciones desarrolladas para la presente
Nota.- El texto subrayado es el propuesto para su inclusión en el RNE.
exposición. ·Exigir a las instituciones públicas elaborar un diagnóstico de las obras hidráulicas ejecutadas en
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES · El empleo de concreto en las obras hidráulicas en el país, requieren del empleo de metodologías de
su jurisdicción para que se usen como base para la formulación de reglamentos técnicos de diseño ejecución, operación y mantenimiento
diseño y procedimientos constructivos distintos para los establecidos para concretos que no se encuentran en contacto permanente con agua en
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
sus diferentes estados y presentaciones, además de que en la mayoría de casos éste tipo de obras
1. MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCIÓN Y
se encuentran en la intemperie enfrentándose a
SANEAMIENTO; Reglamento Nacional de
condiciones de exposición severa de carac-
Edificaciones (RNE), aprobada mediante D.S.N.
terísticas particulares para cada zona y región del
011-2006-VIVIENDA; Instituto de Construcción y
país.
Gerencia (ICG), Lima 2009.
· Con la finalidad de revertir el acelerado desgaste y destrucción parcial o total de estructuras de concreto antes de cumplir con el periodo de diseño establecido en los proyectos hidráulicos se
2. RIVERA FEIJOO, JULIO; Diseño estructural de obras hidráulicas, Revista del Ingeniero civil W116, Lima Mayo-Junio 2000.
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3. REPORTE BY ACI COMMITTEE 350; Code
aprovechamiento hidráulico, construidas en la
requeriments for environmental engineering
sierra y selva central del Perú entre 500 y 3000
concrete structures and comentary (ACI 350R-
m.s.n.m. e implementación de propuestas y medidas correctivas; Hidráulica-Instituto de
89)(ACI 350-06), EE,UU.1989-2006.
Construcción y Gerencia (ICG), Lima 2009. 4. BUREAU OF RECLAMATION (USA), Design of small canal structures, EE.UU,1995-2003.
7. PAUCAR Y MONTENEGRO, CLlFTON; Determinación del tipo de toma y su predimensionamiento en obras de aprovecha-miento
5. ROCHA F, ARTURO; La Bocatoma, Revista
hidráulico en base a la capacidad de arrastre de
Técnica de la Facultad de Ingeniería Civil-UNI,
sólidos del río; Ponencias XVII Conic-2009-
Lima 2003.
Capítulo de Ingeniería Civil del Consejo Departamental de Lambayeque del Colegio de
6. PAUCAR Y MONTENEGRO, CLlFTON; Análisis de fallas frecuentes en las estructuras de captación
Ingenieros del Perú e Instituto de Construcción y Gerencia (ICG), Chiclayo 2009.
(derivación y toma) superficial en las obras de
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