Cuando el terreno sobre el que se construye una estructura experimenta cambios, ya sea por cambios estacionales, actividad sísmica, carga excesiva o problemas de drenaje, puede provocar que la estructura se asiente de manera desigual, resultando en la aparición de grietas o movimientos estructurales no deseados.
En este caso, el problema principal consistía en deficiencias en el funcionamiento normal de apertura o cierre de las puertas (paradas y averías), debido a deformaciones y a diferencias de nivel del carril sobre el que ruedan. Este problema repercutía en la producción de las estaciones, dando lugar a un riesgo para la fabricación de la aeronave.
Las patologías estaban representadas por movimientos verticales y grietas en la zapata corrida sobre la que se sitúan las puertas corredizas, así como en el piso adyacente a las mismas. Dichos movimientos estaban provocando la dificultad de apertura-cierre de las puertas
INYECCIONES DE RESINA URETEK GEOPLUS PARA SOLUCIONAR EL PROBLEMA
La solución que se propuso desde Uretek fue realizar una inyección de material de características especiales en el terreno para:
- Alcanzar la planeidad inicial en el firme necesaria para el buen funcionamiento de las puertas
- Compensar la deficiencia de la capacidad estructural de la viga soporte
- Mejorar la resistencia del terreno
La intervención de consolidación en cuestión se configuró como una intervención local. De hecho, no modificaría significativamente el comportamiento general de la construcción, sino que tendría como finalidad restaurar, frente a la configuración previa al daño, las características iniciales del suelo objeto del tratamiento, mejorando sus características de resistencia, y previniendo mecanismos de colapso local en la zona de intervención.
En el caso concreto, el objetivo principal de la intervención era limitar los fenómenos de contracción e hinchazón del suelo, reduciendo consecuentemente los movimientos/hundimientos que se establecerían en la estructura tras periodos de lluvia y/o sequía prolongada. Además de lo que se acaba de especificar, la intervención daría lugar a un aumento de los parámetros de resistencia y deformabilidad del suelo. Igualmente se diseñó una intervención de inyección de resina expansiva Geoplus® para “levantar” la viga de cimentación, siempre y cuando no existiera rozamiento entre ésta y la solera-losa interior de la estación.
EMPLEO DE LA TECNOLOGÍA URETEK DEEP INJECTIONS®
Para la consolidación del terreno en cuestión se eligió la tecnología Uretek Deep Injections®.
Esta tecnología consiste en la densificación del suelo en profundidad y bajo cimentación mediante la inyección en el mismo de resinas de poliuretano Geoplus® a media/alta presión de hinchamiento que, expandiéndose, transmiten al volumen sólido circundante una acción de compactación que produce el aumento de la consistencia.
El procedimiento Uretek Deep Injections® se puede utilizar para las siguientes aplicaciones:
- Aumento de la capacidad de carga del suelo en la base de los cimientos existentes;
- Consolidación del terreno con vistas a un aumento de las cargas del edificio;
- Consolidación del terreno preparatorio para la construcción de un nuevo edificio;
- Llenado de huecos entre el suelo y los cimientos existentes;
- Limitar el fenómeno de contracción/hinchazón en suelos de matriz arcillosa;
- Posible levantamiento de estructuras cedidas.
URETEK MULTIPOINT, UN SISTEMA DE INYECCIÓN HOMOGÉNEO
Para el trabajo en cuestión, se había previsto el sistema de inyección patentado Multipoint - Difusión capilar - que proporciona la inyección de resinas en el suelo a través de una cánula especial con varios orificios laterales (12÷14), llamada "multi-agujero".
Este sistema permite la realización en el suelo de una malla de inyección muy densa y garantiza un tratamiento homogéneo. De hecho, la resina saldrá al mismo tiempo de todas las aberturas de la cánula de inyección gracias al diseño de la disposición de los orificios, calibrada y de tamaño creciente con la profundidad. También se ubicará cerca de los orificios de salida evitando dispersiones, o discontinuidad del tratamiento, gracias a la posibilidad de realizar inyecciones de forma intermitente y su capacidad para solidificarse rápidamente.
Distribución de la malla de inyección y los puntos de difusión de resina
MONITORIZACIÓN Y CONTROL EN TIEMPO REAL DE TODA LA INTERVENCIÓN
En la intervención de consolidación de terrenos se empleó un sistema de monitoreo específico para restaurar la estructura de manera segura y controlada.
Este sistema se aplica en todas las obras de construcción de Uretek y consta de:
- Monitoreo láser local. Esta instrumentación con una precisión de ± 0,5 mm está compuesta por un emisor láser colocado a una distancia adecuada del área de trabajo y una serie de receptores, conectados rígidamente a las paredes, que registran los movimientos verticales.
Los levantamientos registrados son una indicación de la eficacia del tratamiento. La resina que se expande primero ejerce un empuje hacia las zonas donde el confinamiento, o el estado tensional, es menor, para luego ejercer su acción principalmente en dirección horizontal compactando el suelo. Una vez conseguida la igualdad entre las tensiones horizontales y verticales existentes en obra, la resina continúa su acción expansiva ejerciendo una presión vertical que se transmite a la cimentación, y es señalada por los receptores láser como desplazamiento vertical de la estructura. - Monitorización de las cantidades de resina inyectadas. Para cumplir con los requisitos del proyecto, los volúmenes de resina inyectados en el suelo se registran a través de lecturas en el camión-taller.
- Pruebas penetrométricas. El resultado positivo de la intervención se controlará con pruebas penetrométricas dinámicas comparativas que permitirán apreciar el aumento de los parámetros mecánicos de los volúmenes de suelo inyectado.
Intervención Uretek Deep Injection®:el operador inyecta la resina en el suelo controlando los levantamientos de la estructura a través de la instrumentación láser local. El aumento de los parámetros mecánicos del suelo se verifica a través de ensayos penetrométricos comparativos
EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN URETEK MULTIPONT
El diseño de las cánulas y la optimización del proceso de inyección han sido objeto de una serie de estudios y experimentos en colaboración con los profesores Manassero y Dominijanni del Politécnico de Turín.
El estudio incluyó inicialmente el análisis de datos de pruebas de inyección realizadas en aire libre en tuberías con diferentes esquemas de perforación. A partir de los resultados obtenidos, se identificó el mejor esquema a considerar para la búsqueda de una nueva configuración que permitiera distribuir homogéneamente la cantidad de resina inyectada a diferentes profundidades a lo largo del tubo. Finalmente, se analizaron los efectos de la entrada de caudal de resina en el tubo y la viscosidad de la resina en la distribución del caudal a las diferentes profundidades de salida del tubo multiperforado.
Distribución de la malla de inyección y los puntos de difusión de resina (imagen de arriba), secuencia de marcos que resaltan la difusión de la resina en expansión alrededor de la cánula de inyección (imagen de abajo)