diseÑo de muelles industriales

7/28/2019 DISEO DE MUELLES INDUSTRIALES

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TESIS PUCP

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERA

rea de Construccin

REPARACIN GENERAL DEL MUELLE INDUSTRIAL DE SOUTHERN

COPPER CORPORATION DE LA CIUDAD DE ILO

Tesis para optar el Ttulo de

Ingeniero Civil

Presentada por:

Hugo Ora Bulln

2008


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RESUMEN

REPARACIN GENERAL DEL MUELLE INDUSTRIAL DE SOUTHERNCOPPER CORPORATION es el desarrollo del proceso de rehabilitacin de una

estructura de concreto armado con ms de 50 aos de servicio a su estado dediseo original, utilizando tcnicas ya conocidas, en el caso del tablero y vigastransversales y tcnicas poco utilizadas, pero efectivas.

Este trabajo se inspir en la reparacin parcial que durante el ao 2002 serealiz del muelle industrial y que inquiet al autor de este trabajo a plantearse elreto de planificar la reparacin total de la estructura.

El reto de rehabilitar la totalidad de la estructura se piensa, planifica yelabora de manera que pueda servir de gua para un trabajo que deba desarrollarseen una situacin real, por lo que su desarrollo ha sido estructurado a travs denueve captulos, los que incluyen temas como la descripcin detallada del muelle, elestado de conservacin actual, el levantamiento de los daos, el metradorespectivo y el posterior desarrollo del proceso constructivo de la solucinpropuesta.

As, los cuatro captulos de la parte primera presentan el estado actual de laestructura, en ellos se describe el muelle y se conoce el contexto del que formaparte, se listan los aspectos relevantes para su rehabilitacin y se hace unlevantamiento de los daos que se presentan con el objetivo de hacer el metradode materiales necesarios para la rehabilitacin.

Los cinco captulos siguientes en la parte segunda desarrollan el proceso

constructivo de la solucin propuesta, analizando los recursos necesarios, seanstos mano de obra, materiales o equipos.

En el captulo nueve se hace un presupuesto de cuanto costara estarehabilitacin, presupuesto que esta basado en los anlisis de costos de lasactividades o partidas necesarias para la rehabilitacin y que como se menciona enel captulo seis no son del todo conocidas en nuestro medio por no realizarsecontinuamente.


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Finalmente, en los anexos, se incluye un documento de especificacionestcnicas desarrollado especialmente para este trabajo de rehabilitacin, los planosoriginales del proyecto reconstruidos con ayuda del software Autocad y ejemplos delas fichas del catlogo de daos.


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Al incondicional einquebrantable respaldo

de Hugo y Ana a miesfuerzo.

Y a ti linda por el tiempo yapoyo.


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INTRODUCCIN

En un pas como el Per en que la construccin de nuevas estructuras parainfraestructura esta condicionada en gran medida por el costo, es de vital

importancia desarrollar procedimientos de reparacin adecuados que permitanprolongar la vida til de las estructuras existentes.

Estos procedimientos debern ser considerados en bases tcnicas rigurosaspero a la vez estar pensados para adecuarse a la realidad de nuestro pas, de talmanera que los resultados obtenidos sean los ptimos en calidad, costo yeficiencia.

Como pequeo aporte a este gran objetivo se desarrolla el presente trabajode tesis, tomando como base el caso de rehabilitacin de los pilotes del muelleindustrial de la empresa Southern Peru Copper Corporation (SPCC) en la localidadde Ilo, departamento de Moquegua, al sur del Per, que a pesar de seradministrado por manos privadas es una instalacin importante a nivel local eincluso nacional, por ser el punto de salida de uno de los principales productos deexportacin del pas, el cobre.

Rehabilitar una estructura como el muelle industrial debe considerar tressolicitaciones bsicas: CORROSIN, SISMOS y las OPERACIONESPORTUARIAS, que son solicitaciones a las que el muelle se ve sometido las 24horas del da, los siete das de la semana y que juntas han causado un casoparticular de dao a esta estructura. Sin embargo, al tener estas solicitaciones unanaturaleza comn (operaciones portuarias comunes en la mayora de puertos de lamisma naturaleza, daos por sismo y procesos de corrosin universalmente

conocidos) se propondr una solucin que considere los tres tipos de dao.

El presente trabajo se desarrolla en dos etapas. La primera, que comprendelos captulos 1, 2, 3 y 4, y que describen al muelle, el estado en que se encuentraactualmente y en base a ello se propone una solucin ntegra. La segunda etapa,que comprende los captulos 5, 6, 7, 8 y 9 desarrolla la ejecucin de la solucinpropuesta en la primera etapa.


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INDICEResumen 2Introduccin 6

Parte Primera:Estudio de daos y eleccin de solucin.I Descripcin del muelle industrial. 11

1.1 Ubicacin fsica y geogrfica. 111.2 Tipo de muelle. 111.3 Caractersticas consideradas para la rehabilitacin. 121.4 Diseo estructural. 13

1.4.1 Descripcin.1.4.2 Norma de diseo.

1.5 Elementos del muelle. 131.5.1 Cimentacin.1.5.2 Arrostramientos.1.5.3 Vigas transversales.1.5.4 Losa principal.

1.6 Materiales usados. 141.7 Tcnica constructiva. 15

1.7.1 Encofrado.1.7.2 Vaciado.1.7.3 Comparacin con tcnicas actuales.

II Levantamiento y estudios preliminares del dao causado por el uso y el sismo del23 de junio del 2001. 17

2.1 Inspeccin preliminar. 172.2 Descripcin de los daos. 18

2.3 Esquemas de ubicacin de daos y fotografas. 192.4 Metrado de daos 22III Planteamiento de alternativas de solucin 28

3.1 Descripcin de solicitaciones. 283.1.1 Corrosin.

3.1.1.1 Iones cloruros (CL-).3.1.1.2 Formacin de carbonatos o carbonatacin.3.1.1.3 Sulfatos

3.1.14 Daos en la estructura provocados por la corrosin delrefuerzo


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3.1.2 Sismos.3.1.3 Operaciones portuarias.

3.2. Alternativas de solucin. 373.2.1 Sper estructura con reparacin comn y pilotes con

encapsulado de planchas de acero.3.2.2 Sper estructura con reparacin comn y pilotes conencapsulado de planchas de fibra de vidrio.

IV Estudio definitivo de daos, conclusiones y propuesta de solucin. 40

Parte Segunda:Desarrollo constructivo de solucin propuesta.

V Desarrollo constructivo de solucin final. 435.1 Condicionantes. 43

5.1.1 Actividades Portuarias.5.1.2 Ciclo de Mareas.

5.2 Desarrollo Constructivo. 44VI Especificaciones tcnicas. 48

6.1 Consideraciones para el desarrollo de especificaciones tcnicas. 486.2 Actividades no comunes. 49

6.2.1 Acceso debajo del muelle.6.2.2 Retiro de los fustes de acero.6.2.3 Preparacin y limpieza de sustrato.6.2.4 Reparacin o rehabilitacin de armadura.6.2.5 Encapsulamiento de pilotes.

VII Cronograma de obra del proceso constructivo. 53

7.1 Actividades consideradas. 53

7.2 Recursos. 54

VIII Herramientas y equipos. 57

8.1 Herramientas manuales. 57

8.2 Equipos 57


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IX Presupuesto. 59

9.1 Anlisis de costos. 59

9.1.1 Rehabilitacin de pilotes en zona splash.

9.1.2 Rehabilitacin de vigas transversales y pilotes (fuera de zonasplash).

9.1.3 Rehabilitacin de la sper estructura y el estribo:

9.2. Presupuesto. 75

Bibliografa. 77

Anexos 79

Anexo 1:Modelo de especificaciones tcnicas para la rehabilitacin general del muelle.

Anexo 2:Ejemplos de fichas del catlogo de daos

Anexo 3:Planos originales reconstruidos


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Parte Primera:

Estudio de daos y eleccin de solucin.


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CAPITULO 1:DESCRIPCIN DEL MUELLE INDUSTRIAL

En este primer captulo se desarrolla una descripcin del muelle industrial y

sus principales caractersticas tales como su ubicacin, tipo de muelle, materialesusados, diseo estructural, tcnica constructiva, entre otras. La informacinpresentada est recogida de planos originales del proyecto y de documentosrelacionados con el mantenimiento y operacin, propiedad de SPCC.

Inaugurado hacia 1958, debe tenerse en cuenta que han habidomodificaciones siendo la ms significativa de ellas la que se hizo para colocar latubera de descarga de cido sulfrico que actualmente se usa.

1.1 Ubicacin fsica y geogrfica.

El muelle industrial se encuentra en la localidad de Ilo, en el departamentode Moquegua, 1250 kilmetros al sur de la ciudad de Lima.

La zona del puerto de Ilo se constituye en una baha con suelo formado porroca del tipo gneo no fracturada.

Por la naturaleza de esta roca, en el proyecto original, se decidi usar unacimentacin a base de elementos tipo columna los cuales se apoyabandirectamente sobre el lecho marino y slo lo penetraban unos pocos centmetros.

1.2 Tipo de Muelle.

El Muelle Industrial de Southern Peru Copper Corporation fue construido en1957 como parte del proyecto "Toquepala" que se desarroll con la finalidad deexplotar la mina de cobre de igual nombre ubicada a 90 kilmetros de distancia enlnea recta y a casi 3700 metros sobre el nivel del mar, en el departamento deTacna.

El proyecto comprenda la construccin de las siguientes instalacionesportuarias:

Instalaciones de almacenaje y talleres.- Constituidas por almacenes para


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mineral procesado, carga en proceso de control por la oficina de aduana y taller deferrocarril. Actualmente, en este lugar, se encuentra el almacn principal de lasunidades operativas de la empresa minera.

Pedrapln.- De aproximadamente 200 metros de longitud, est conformadopor material rocoso de diversa gradacin y acomodo. Se construy con el objetivode darle el acceso al espign desde la costa.

Espign.- Con 182 metros de longitud, 18 metros de ancho y un rumbo de N7100' O construido ntegramente de concreto armado y cuya finalidad es elembarque y desembarque de productos.

Este espign, del tipo "Gravity - type" (Handbook of Port and HarborEngineering of Gregory P Tsinker), fue diseado para recibir naves de hasta40,000 DWT (Deadweight Tonnage) en ambos lados (Lado norte y lado Sur) delmuelle.

La estructura comprende de un tablero de 182 m de largo por 17.6 m deancho, con vigas ubicadas en los bordes (las que llamaremos vigas de borde) ydefensas de madera para prevenir posibles golpes de las embarcaciones. Sobre eltablero se ubicaban 4 vas para remolques de ferrocarril y una lnea para ladescarga de cido sulfrico.

Debajo del espign se constituye la estructura de soporte, constituida por 30cepas (definidas mas adelante) formadas cada una por una viga transversal y 3pilotes y/o columnas.

1.3 Caractersticas consideradas para la rehabilitacin.-

A.-Tiene una antigedad de casi 50 aos, en los cuales nunca ha tenido unareparacin y/o rehabilitacin significativa, sin embargo, han existido trabajos derehabilitacin en zonas puntuales, mayormente por aparicin de agrietamiento ydesgaste del concreto; incluso un pilote fue reconstruido debido al impacto de unaembarcacin.


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B.- Los elementos del muelle, como pilotes y vigas transversales, estn sobredimensionados, debido al diseo estructural usado en la poca de desarrollo delproyecto.

C.- Actualmente, sobre el muelle, se ubican 2 lneas de ferrocarril y una lnea decido sulfrico (construida recientemente) las cuales son usadas para el embarquey desembarque de mineral para exportacin.

D.- El muelle tiene constante actividad de embarque y desembarque de mineral yotros productos las 24 horas del da, los 365 das del ao.

1.4 Diseo estructural.

1.4.1 Descripcin.

El diseo estructural con el que se construy el muelle industrial de Ilo sedesarroll con mtodos de clculo aproximados, entre ellos, el de Hardy Cross parael clculo de las vigas transversales y los recomendados por el manual"RECOMMENDED PRACTICE STANDARD SPECIFICATIONS FOR CONCRETEAND REINFORCED CONCRETE" para el diseo de estructuras de concretoarmado.

En un anlisis de los planos originales puede verse que el diseo fuebastante conservador, usando inclusive canales de acero en el diseo deelementos como las vigas transversales en las cepas debajo del tablero.

1.4.2 Norma de diseo.

Los criterios de diseo estructural fueron definidos en los planos (Ver PlanoR 003 anexo 3) y siguieron criterios de la A. S. T. M. para los control de insumos.

1.5 Elementos del muelle.

1.5.1 Cimentacin.

La cimentacin consiste en 90 elementos circulares tipo columna de 1.525metros de dimetro y con una altura que varia de 13.74 a 20.74 metros cada uno de


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ellos con una base tipo campana de 3.35 metros de dimetro; estos elementosestn agrupados en prticos de 3 elementos cada uno. A cada prtico se le nombracon el trmino CEPA.

1.5.2 Arrostramientos.

Los arrostramientos consisten de perfiles metlicos cruzados de pilote apilote en la parte superior de cada cepa.

Estos arrostramientos estn adheridos a la cobertura metlica de los pilotesmediante soldadura, sin embargo debido a que estn constituidos por elementosmetlicos (con gran posibilidad que en poco tiempo estn corrodos) y ubicados enla parte superior, se considera que no tienen importancia estructural.

1.5.3 Vigas transversales.

Las vigas transversales son elementos estructurales que se ubican en laparte superior de cada cepa.

Estos elementos con 90 centmetros de peralte y 92 centmetros de espesor,son las vigas que constituyen la interfase entre la cimentacin y el tablero principal.

1.5.4 Losa o tablero principal.

La losa principal constituye el elemento de mayor envergadura en laestructura. Esta, a su vez, esta conformada por elementos llamados SLAB, que sonunidades modulares de 6.1 metros de longitud y que posibilitan el desarrollo

constructivo del muelle.

1.6 Materiales usados.

Los materiales que se usaron para la construccin de este muelle tenancaractersticas propias de la poca en que se construy.

Los materiales que se usaron son:

A.- Cemento Prtland TIPO I.- El cual satisfizo los requerimientos de la"American


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Society for Testing Materials" .

B.- Agregados.- Para el caso de la arena se utiliz cernida, con menos de 1.5% dearcilla y con no mas de 2% en partculas que pasen por la malla #100; para el caso

del agregado grueso no se especifica caractersticas importantes acerca de ellos,sin embargo, en muestras extradas en pocas recientes del muelle, se encontrmaterial de ro, es decir cantos rodados sin ningn rastro de trituracin.

C.- Agua.- Se uso aquella libre de lcalis, cidos fuertes, aceites y/o materialesorgnicos.

D.- Acero de refuerzo.- Se siguieron las especificaciones de la"Standard Specification for Billet Steel Concrete Reinforcement Bars" (ASTM 615) convalores de fluencia para el Acero Estructural: fs = 1410 kg/cm2, Acero de refuerzo:fs = 1266 kg/cm2. La calidad del concreto fue: f'c= 211 Kg/cm2 de resistencia a los28 das y las planchas de acero que sirvieron de encofrado para los pilotes tuvieron" de espesor.

1.7 Tcnicas constructivas.

1.7.1 Encofrado.

Para los trabajos de encofrado se utilizaron, dependiendo del elemento,diferentes tcnicas. As para el caso de los pilotes se usaron planchas de acero de " de espesor colocados con anterioridad sobre el lecho marino; para el caso delas vigas transversales y el tablero principal se usaron encofrados de maderasoportadas por pies derechos.

1.7.2 Vaciado.

Para el vaciado del concreto usado en el muelle se usaron tcnicastradicionales que empleaban mezcladoras en sitio y las proporciones secontrolaban en peso y en algunos casos en litros de agua por saco de 42.5 kg decemento.

1.7.3 Comparacin con Tcnicas actuales.


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En la actualidad, el objetivo principal en la construccin de toda obraportuaria es satisfacer la necesidad de infraestructura portuaria y al mismo tiempotener un importante ahorro en costo y tiempo por lo que el desarrollo eninnovadoras tcnicas de diseo y construccin se ha visto acrecentar en los ltimos

aos.

Como se puede observar, el diseo del muelle industrial es bastantegeneroso. Esto se debe a que en aquella poca el calculo del refuerzo se hacia conmtodos de diseo aproximados y calculados manualmente. Actualmente con eluso de programas de computadora y de tcnicas innovadoras se ha optimizadomucho en aspectos tales como el de clculo de la cantidad de refuerzo, materialesy de construccin misma.

Un muelle que sirviera para las mismas operaciones que el de Ilo, hoy, seradefinitivamente ms esbelto y menos costoso de construir.


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CAPITULO 2:LEVANTAMIENTO Y ESTUDIOS PRELIMINARES DEL DAO CAUSADO POREL USO Y EL SISMO DEL 23 DE JUNIO DEL 2001

2.1 Inspeccin Preliminar.-

El estado en el que el muelle industrial se encontraba antes de los trabajosde rehabilitacin se determin mediante una inspeccin visual simple cuyoprocedimiento obedece al diagrama de flujo mostrado en la figura 2.1. En estediagrama se detallan los pasos seguidos para la realizacin del diagnstico ylevantamiento del dao en el muelle.

Figura 2.1

Durante la inspeccin visual del muelle se obtuvieron in situ consideracionesimportantes a tener en cuenta para la posterior rehabilitacin. Esto se logrmediante el uso de fichas que los inspectores iban completando durante las visitas.

Procedimiento de Inspeccin para la determinacin delestado del muelle antes de su rehabilitacin

InspeccinVisual

Ficha de Antecedentes deestructura y medio ambiente.

Anlisis de EnsayosGenerales

PRE DIAGNSTICO

MayorInformacin

EvaluacinDiagnsticoPronsticoRecomendacin

Levantamiento de Daos

Si

No


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Aspectos como el estado de la estructura y medio ambiente fueron los msimportantes.

Con la ayuda de estas fichas se logr tener una idea concreta del estado en

el que el muelle se encontraba y tomar en cuenta consideraciones importantes almomento de realizar la rehabilitacin. Con las fichas obtenidas se realiz elinventario de daos y el metrado de materiales para la posterior rehabilitacin.

A pesar que la inspeccin visual fue exhaustiva, no se realizaron ensayosqumicos debido a que no se contaba con presupuesto suficiente, por lo que eldiagnostico no fue completo.

2.2 Descripcin de los daos.-

El muelle industrial de Ilo present dao evidente luego de la inspeccinvisual principalmente en los elementos metlicos como las planchas de acero quecubren a los pilotes y los sujetadores de las guardas laterales.

Segn las fichas obtenidas en la inspeccin visual y cuyo resumen sepresenta en los anexos, los daos en el muelle pueden clasificarse como:

a. Daos por Corrosin.- Son evidentes mediante una inspeccin visual lasmanchas de color rojizo que se muestran en todos los elementos del muelle comolos pilotes, las vigas y en la cara inferior del tablero principal. Las interfases entrepilotes y vigas y las juntas entre el tablero principal y el estribo son zonas dondeestas manchas y descascaramiento son ms notorios.

b. Daos por sismos.- Como se describir en el capitulo 3, el muelleindustrial de Ilo ha estado sometido a muy pocos eventos ssmicos importantes encuanto a magnitud se refiere por lo que el dao producto de la accin de sismossobre la estructura es mnimo y se reduce a fisuras en algunos elementos.

c. Daos por operaciones portuarias.- Se entiende como operacin portuariaa cualquier actividad que se desarrolle en el muelle como consecuencia del usoprevisto por el diseo original, entre estos estn los trabajos de embarque y

desembarque de mineral, el desplazamiento de locomotoras y vagones sobre laplataforma, transito peatonal y de vehculos de carga desde y hacia a el, etc. Estas


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actividades ocasionarn un desgaste al muelle que de no tener un mantenimientoadecuado pude llegar a convertirse en dao.

2.3 Esquemas de ubicacin de daos y Fotografas.

El dao que muestra el muelle industrial se localiza mayoritariamente en lospilotes y el tablero.

Los diagramas y fotos siguientes esquematizan la ubicacin de los daos enel muelle industrial.

Esquema 1.- Esquema General del muelle

Esquema 2.- Dao producido en los extremos de las vigastransversales. Generalmente en las esquinas.


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Esquema 3.- Ubicacin de fisuras en la parte baja del tableroprincipal del muelle. Estas fisuras se presentaron en la mayora de lospaos entre las cepas.

Esquema 4.- Dao presentado en el extremo del muelle.

Esquema 5.- El dao en las bases de los pilotes se presenta segn este

esquema. Causado en su mayor parte por corrosin y fauna, se disminuye laseccin transversal de cada pilote.


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Esquema 6.- En una vista de la parte inferior del muelle puede verse eldao en la superficie del concreto expuesto.

Las fotos siguientes muestran mas cerca los daos que presenta el muelleen los pilotes:

Foto 1.- La foto muestra daocaracterstico en la esquina superior delos pilotes. Ntese que el acero que semuestra presenta rastros de corrosin.Ntese adems el agregadoparticularmente limpio de fisuras en estazona.

Foto 2.- Esta foto muestra una fisura tpica en elcuerpo de los pilotes. Ntese que en la matriz deconcreto se pude apreciar las caractersticas delagregado grueso.


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Foto 3.- Esta es otra vista de la fisura presentadaen la figura 2. Ntese que la fisura nace paralela alrefuerzo, lo que evidenciara un dao porcorrosin.

Foto 4.- Dao en la interfase Columna Vigapor accin de la corrosin

Foto 5.- Muestra una vista del dao provocadoen la zona de splash en cada uno de lospilotes.

2.4 Metrado de daos.

En base a la informacin recogida en la inspeccin visual se hace elmetrado de daos, el cual nos permitir la contabilizacin concreta de qu estadaado, que recursos necesitaremos para su rehabilitacin y cuanto nos costara

dicha tarea. En las tablas siguientes se resume los resultados.


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Proyecto de Rehabilitacin Muelle Industrial SPCCMetrado de materiales para Rehabilitacin del Muelle Industrial Southern Copper Corporation.

Area Daada (m2): 1,523.00

Pilotes: 738.55Vigas Transversales: 134.45Superestructura y Estribo: 650.00

Volumen a Reponer (m3): 60.01

Pilotes (Fuera Zona Splash): 36.47Vigas Transversales: 4.04Superestructura y Estribo: 19.50

Acero de refuerzo a reponer (m)

Tipo: #4 #6 #9 #10 #11

Pilotes y Vigas Transversales: 8.10 5.40 32.95 16.45 16.60 (mm) 12.70 19.10 28.70 32.30 35.80

kg/m 0.99 2.24 5.06 6.40 9.91Total (kg): 8.05 12.07 166.73 105.35 164.46 456.65

0.2 1.61 2.41 33.35 21.07 32.89

Superestructura y Estribo: 21.00 48.60 27.20 24.50 24.70 (mm) 12.70 19.10 28.70 32.30 35.80

kg/m 0.99 2.24 5.06 6.40 9.91Total (kg): 12.62 42.69 145.22 206.85 354.67 762.05


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TablaNo:

Catlogo de daos:

Concreto:

rea / Volumen de dao :

Cepa: 2 4 5 6

Viga:Area (m2) 6.30 5.00 4.80 6.00 2.50 8.30 5

h (promedio, cm): 4.50 2.90 5.10 4.30 2.00 4.00 1Volumen (m3) 0.28 0.15 0.24 0.26 0.05 0.33 0

Pilotes:Area (m2) 25.10 22.70 19.60 26.30 19.20 18.90 23

h (promedio, cm): 4.00 12.50 4.60 2.30 5.00 6.70 4Volumen (m3) 1.00 2.84 0.90 0.60 0.96 1.27 1

Acero de Refuerzo:

Tipo: #9 #10 #11 - #4 #10 #11 #9 #9 -

Veces: 3.00 4.00 5.00 - 2.00 4.00 1.00 1.00 3.00 - 2

Long. Promedio (m): 0.85 1.10 0.90 - 1.00 2.10 1.00 1.40 0.35 - 0

Parcial (m): 2.55 4.40 4.50 - 2.00 8.40 1.00 1.40 1.05 - 0

#4 #6 #9 #10

Totales (m): 2.80 0.00 5.85 12.80 4

02-001 Elemento: Cepas 1 - 10 Catalogo de daos Muel le Industrial Southern Copper Corporation.

Vista Frontal

Perspectiva

1 3


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TablaNo:

Catlogo de daos:

Concreto:


Cepa: 11 13 15

Viga:Area (m2) 1.00 2.50 7.80 4.00 3.30 4.10

h (promedio, cm): 5.50 5.00 4.00 3.00 4.20 3.90 Volumen (m3) 0.06 0.13 0.31 0.12 0.14 0.16

Pilotes:Area (m2) 26.20 24.50 20.80 29.80 28.80 31.30

h (promedio, cm): 5.70 5.70 4.00 3.20 4.20 2.80 Volumen (m3) 1.49 1.40 0.83 0.95 1.21 0.88

Acero de Refuerzo:

Tipo: #9 #4 #10 #11 - #9 #11 #4 #4 #9 #10

Veces: 2.00 1.00 2.00 1.00 - 2.00 1.00 2.00 3.00 2.00 3.00 2

Long. Promedio (m): 2.20 0.90 0.70 0.85 - 3.30 0.60 0.70 0.30 0.50 0.75 0

Parcial (m): 4.40 0.90 1.40 0.85 - 6.60 0.60 1.40 0.90 1.00 2.25 1

#4 #6 #9 #10 #11

Totales (m): 3.20 0 .00 12.35 3.65 2.80Perspectiva

02-002 Elemento: Cepas 11 - 20 Catalogo de daos Mue lle Industrial Southern Copper Corporation.

Vista Frontal

12 14 16


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TablaNo:

Metrado de materiales

Concreto:


Cepa: 22 24 25 27

Viga:Area (m2) 6.70 3.80 7.30 8.10 4.50 3.50 1.70

h (promedio, cm): 2.50 2.00 3.20 2.40 4.10 1.10 2.90Volumen (m3) 0.17 0.08 0.23 0.19 0.18 0.04 0.05

Pilotes:Area (m2) 22.50 29.50 25.10 27.10 29.70 32.10 21.90

h (promedio, cm): 4.00 4.50 5.60 9.80 3.30 4.60 2.30Volumen (m3) 0.90 1.33 1.41 2.66 0.98 1.48 0.50

Acero de Refuerzo:

Tipo: #9 #11 #4 #4 #9 #11 - #9 #9 #11 #9

Veces: 2 2 4 2 2 2 - 1 2 1 1

Long. Promedio (m): 1.15 1.8 0.15 0.55 2.1 1.9 - 0.2 2.1 1.7 0.75

Parcial (m): 2.3 3.6 0.6 1.1 4.2 3.8 - 0.2 4.2 1.7 0.75

#4 #6 #9 #10 #11

Totales (m): 2.10 5.40 14.75 0.00 9.10Perspectiva

02-003 Elemento: Cepas 21 - 30 Catalogo de daos Muel le Industrial Southern Copper Corporation.

Vista Frontal

26 2321


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TablaNo:

Metrado de materiales

Concreto:


Area (m2): 650.00h (promedio, cm): 3.00

Volumen (m3): 19.50

Acero de Refuerzo:

Tipo: #4 #6 #9 #10 #11

Veces: 12.00 27.00 16.00 14.00 19.00

Long. Promedio (m): 1.75 1.80 1.70 1.75 1.30

Parcial (m): 21.00 48.60 27.20 24.50 24.70

02-004 Elemento: Superestructura y estribo Catalogo de daos Muelle Industrial Southern Copper Corporation.


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CAPITULO 3:PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIN.

La corrosin, los sismos y las operaciones portuarias son las solicitaciones

que han determinado el estado de conservacin de la estructura del muelle desdeel inicio de sus operaciones.

A continuacin se describe tericamente cada una de estas solicitaciones yse proponen alternativas de solucin a los daos que stas hayan generado.

3.1 Descripcin de solicitaciones:

3.1.1 Corrosin

Desgaste total o parcial que disuelve o ablanda cualquier

sustancia por reaccin qumica o electroqumica con el medio

ambiente. El trmino corrosin se aplica a la accin gradual de

agentes naturales, como el aire o el agua salada sobre los metales .(Aguado 1996)

Si aplicamos lo descrito al caso del muelle diremos quela sustancia esel acero estructural o refuerzo yel medio ambiente es el concreto que lorodea.

En los procesos bsicos de la corrosin (andico y catdico)

es necesario consumir oxigeno para formar los productos de

herrumbre mientras que el agua es necesaria para facilitar el proceso

electroltico que tiene lugar; como consecuencia, la corrosin no se llevar a cabo en un hormign seco, pues se impide el proceso

electroltico, ni en un hormign saturado en agua, pues no habr

difusin del oxgeno . (Aguado 1996)

En General los procesos corrosivos del refuerzo en una estructura deconcreto armado estn definidos porProcesos de Difusin. As, la Carbonatacin consiste en la difusin del CO2 del aire en la estructura porosa del concreto; la

Penetracin de Cloruros consiste en la difusin de iones Cl-en el agua que rellena

los poros y finalmente laCorrosin de la Armadura se presenta por la difusin de


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oxigeno O2 en el aire que rodea a la estructura.

En ambientes marinos como en el que esta el muelle, los siguientes son losprincipales agentes agresivos:

3.1.1.1 Iones Cloruros (CL-)

Comnmente conocidos como cloruros, los iones cloruro (CL-) sonresponsables de la gran cantidad de daos en una estructura de concreto armado,puesto que estos inician el proceso de corrosin de las varillas de refuerzo.

De acuerdo a la cantidad de cloruros presente, el concreto se encontrarenlazado qumicamente por los productos de hidratacin, absorbidosuperficialmente en las paredes de los poros, y/o disuelto en la disolucin de losporos del concreto. Los cloruros enlazados forman las llamadas sales de Friedel, endonde se modifica la estructura original del compuesto hidratado C3AH aC3A.CaCl2.10H2O incrementando la resistencia a comprensin del concreto. Lacantidad de cloruros que se absorbe en la superficie del poro entra en equilibrio conla disolucin del poro del concreto y se encuentra en estado latente para pasar adicha disolucin. De esta manera, slo la fraccin de iones cloruro que se hallan enla disolucin son capaces de llegar a la varilla por difusin y/o absorcin capilarpara atacar al refuerzo metlico.

La penetracin del ION CLORURO a la masa de concreto armadodepender de la distribucin y tamao de los poros, as como de la cantidad deagua que exista en estos. Los poros de una masa de concreto pueden dividirse enMACRO POROS, POROS CAPILARES Y MICRO POROS, siendo los dos primeros

los ms importantes en el proceso de penetracin del ION CLORURO. En la figura3.1 se presenta la distribucin de los poros de acuerdo a su tamao en una matrizde concreto.

Para condiciones de intemperismo natural, la humedad relativa y latemperatura inducen a una dinmica en el agua contenida en los macro poros y losporos capilares, debido a que se establece un gradiente en la cantidad de aguaentre el interior y el exterior del concreto, que es la fuerza motriz para desplazarla a

la atmsfera o saturar los poros. Es as que en condiciones de humedad relativainferior al 100%, el contenido de lquido en el concreto disminuye dejando los poros


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parcialmente llenos. Luego, la brisa marina y aire que ingresa a estos porosdeposita sustancias como oxgeno y dixido de carbono (con efectos importantesen la corrosin de las varillas de refuerzo) que se van incrementando y saturandocuando el ciclo de saturacin vuelve a empezar y los procesos de absorcin capilar

transportan estas impurezas hacia las varillas de refuerzo.

Figura 3.1 Distribucin del tamao de los poros en una matriz de concreto.Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto 2001

Para el caso de estructuras sumergidas, el transporte de impurezas atravs de los poros solo podr realizarse por diferencia en la concentracin entre elexterior e interior del concreto, siendo el mecanismo que predomina la difusin.

En las zonas expuestas a variaciones de marea el ingreso decloruros se realizar por las dos formas, por succin capilar en el periodo deexposicin a brisa marina o intemperismo y por difusin durante la inmersin.

Por lo explicado la zona sometida a variaciones de marea es la demayor riesgo de dao.

El ataque al refuerzo metlico se lleva a cabo mediante dos etapas:a.- inicio y; b.- propagacin de la corrosin. En la primera etapa los agentesagresivos (cloruros) atraviesan la capa de concreto que cubre al refuerzo alterandosu condicin de pasividad; luego durante la propagacin los daos por corrosin

empiezan a hacerse evidentes luego de que la concentracin de cloruros a llegadoa valores crticos, que segn diversos investigadores tienen un valor de entre 0.2%


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y 2.3% por peso de cemento.

3.1.1.2 Formacin de Carbonatos o Carbonatacin

Segn literatura especializada la reaccin del dixido de carbono(CO2) existente en la atmsfera, normalmente en concentraciones de 0.035%, conlos componentes hidratados del concreto se le conoce como Carbonatacin. Comoresultado de esto se forma el carbonato de calcio (CaCO3) y el pH de la solucin enel poro del concreto pasa de ser alcalino (pH>12.5) a neutro (pH cercano a 8). Estareduccin en el pH es la responsable directa de la despasivacin del refuerzometlico y la subsiguiente corrosin del mismo. Desgraciadamente, el proceso deCarbonatacin es bastante lento, por lo que las consecuencias de este sepresentan luego de varios aos de la puesta en servicio de la estructura.

La velocidad carbonatacin depende de factores como el contenido ycomposicin del cemento, la porosidad del concreto, relacin agua/cemento, cargasde compresin, contenido en los poros del concreto y la concentracin de dixidode carbono.

Un concreto con mayor contenido de xido de calcio (CaO) se carbonatar auna menor velocidad que un concreto con menor contenido de este. Esto sucededebido a que la velocidad de carbonatacin depende del contenido de oxido decalcio pre existente en el concreto por reparar.

De otro lado se sabe que la porosidad del concreto depende de la relacinagua/cemento, por tanto un concreto con menor relacin agua/cemento secarbonatar ms lento que otro con relacin agua/cemento mayor.

3.1.1.3 Sulfatos

El ion sulfato SO42- es una de las sustancias mas nocivas, pues provocaagrietamientos como consecuencia de su reaccin expansiva con los aluminatosclcicos hidratados en el concreto.

Segn el American Concrete Institute (A. C. I.), la severidad en el ataque de

los sulfatos se puede clasificar en:


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Ataque Despreciable, si el contenido de sulfato es menor al 0.1% en el sueloo inferior a 150 partes por milln (mg/l) en agua. Para este caso no se pone ningunarestriccin al tipo de cemento a usarse ni a la relacin agua/cemento.

Ataque Moderado, si la cantidad de sulfato va de 0.1% a 0.2% en el suelo ode 150 a 1500 mg/l en agua, se recomienda el uso de cemento Prtland tipo II oadicin de puzolanas. La relacin agua/cemento debe ser menor a 0.5 paracemento de peso normal.

Ataque Severo, si la cantidad de sulfato en el suelo es de entre 0.2% a 2% o10000 mg/l en el agua. La relacin agua cemento debera ser menor que 0.45 yusarse un cemento tipo V.

Ataque muy Severo, si el contenido de sulfato supera el 2% en el piso y los10000 mg/l en agua. Se recomienda una relacin agua/cemento de 0.45 con el usode cemento tipo V y puzolanas.

A pesar que el ion sulfato tiene poco efecto sobre la corrosin del acero derefuerzo, los agrietamientos producidos por las reacciones con la pasta de cementopermiten el acceso de agentes agresivos como el dixido de carbono, CO2,Oxgeno O2, Cloruros Cl- y humedad.

3.1.1.4 Daos en la estructura provocados por la corrosin del refuerzo

Es conocido que en comparacin con otras estructuras comolas de acero y madera, las de concreto armado tienden a un mayorperiodo de vida til, entendindose por vida til al periodo en el que

la estructura mantiene los requisitos previstos en el diseo previo.Sin embargo, la vida til en el concreto armado se ve afectada porprocesos como la corrosin del refuerzo metlico en su interior. Estaidea parece contradictoria si conocemos que en el ambiente alcalino(pH>12.5) del concreto es casi imposible el inicio de corrosin; sinembargo como se explic anteriormente existen procesos quemodifican este medio y exponen al refuerzo a medios propicios parala corrosin. (Alcocer 2001)

Segn la extensin y direccin de la disolucin del metal, la corrosin puede


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ser generalizada o localizada, as un ambiente rico en CO2 ayudar a que lacorrosin sea generalizada, mientras que si el concreto es de buena calidad escomn que tengamos corrosin pero del tipo localizada.

Un proceso de corrosin siempre se har visible; la tarea porende ser descubrirla (o en el mejor de los casos prevenirla) lo masanticipadamente posible. Una inspeccin visual peridica sersuficiente si la estructura ha tenido un buen control de calidad o esde importancia relativa. Por otro lado si es el caso de una estructuraimportante debern usarse mtodos mas sofisticados para descubrirla corrosin antes que presente seales externas.

Existen diversos mtodos para determinar la velocidad yestado de la corrosin del refuerzo metlico del concreto. Entre losmtodos mas comunes se tiene: uso de censores elctricosembebidos en el concreto, espectroscopia de impedanciaelectroqumica, mtodos de mapeo de potencial y tcnicas depolarizacin lineal y mas recientemente pruebas no electroqumicascomo emisiones acsticas, barrido infrarrojo y barrido por radar.(Alcocer 2001)

Cuando las varillas de refuerzo del concreto armado se corroen, lo hacendesde la capa superior hacia el interior originando que el volumen inicialmenteocupado por el acero sea ocupado por los desechos de la corrosin, y como estostienen un mayor volumen provocan esfuerzos de traccin en el concreto queterminan por agrietarlo.

En estudios recientes realizados por diversos investigadores se hademostrado los efectos negativos en la resistencia de elementos como vigas ycolumnas, que tienen procesos de corrosin del refuerzo metlico. Un refuerzo quese corroe, disminuye su seccin transversal, pues parte de ella se convierte endesechos de corrosin, sin embargo no slo el acero disminuye su seccin, elconcreto debido a las fisuras que se generan tambin es afectado, porconsiguiente, la reduccin en la seccin de ambos materiales tiene comoconsecuencia la disminucin de rigidez y resistencia de la estructura.

Las Figuras 3.2 y 3.3 muestran resultados para vigas y columnas


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construidas en laboratorio y preparadas para simular el efecto de la corrosin ensus refuerzos metlicos.

Figura 3.2 Resultados experimentales en vigas de concreto con corrosin derefuerzo. Instituto Mexicano del Cemento y Concreto 2001

Figura 3.3 Resultados experimentales en columnas de concreto concorrosin de refuerzo. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto 2001.


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Es evidente la disminucin de los valores de resistencia, tanto paracolumnas como para vigas, debido a la penetracin de la corrosin en las varillasdel refuerzo metlico. Ntese que para el caso de las vigas la disminucin de laresistencia a los momentos actuantes se debi fundamentalmente a la disolucin de

la varilla de refuerzo, y para el caso de las columnas, la perdida de resistencia a lascargas de compresin se debi a la perdida de seccin del concreto.

3.1.2 Sismos

Los terremotos llamados de inter placa son los que se presentan con mayorcontinuidad en las localidades costeras del sur del Per, debido a que estn sobrela unin de la placa de Nazca y la sudamericana, siendo el proceso de subduccinel generador de la actividad ssmica en el lugar.

El INSTITUTO GEOFISICO DEL PERU ha registrado la historia de sismosimportantes en el rea. Siendo los mas importantes ocurridos en la zona los quemuestra la tabla 3.1.

M a g n i t u d e sF e c h a L o c a lid a d M s M b M w

1 2 3 / 0 5 / 1 9 4 7 M o q u e g u a / Ta c n a2 2 5 / 0 8 / 1 9 4 7 I lo / Areq uipa3 1 7 / 0 2 / 1 9 4 8 M o q u e g u a4 11 / 0 5 / 1 9 4 8 Ilo / M o q u e g u a 7 ,35 2 0 / 0 7 / 1 9 4 8 M o q u e g u a 7 ,16 2 2 / 0 6 / 1 9 5 0 M o q u e g u a 4 ,97 0 9 / 1 2 / 1 9 5 0 M o q u e g u a / Ta c n a / A r e q u i p a 8 ,3 78 0 3 / 1 0 / 1 9 5 1 M o q u e g u a / Ta c n a / A r i c a 5 ,89 0 3 / 1 2 / 1 9 5 2 A r e q u i p a / M o q u e g u a

1 0 0 4 / 0 8 / 1 9 5 3 To q u e p a l a / I l o / A r e q u i p a1 1 1 5 / 0 1 / 1 9 5 8 M o q u e g u a / A r e q u i p a 71 2 1 9 / 0 7 / 1 9 5 9 M o q u e g u a / A r e q u i p a / C u z c o 71 3 1 3 / 0 1 / 1 9 6 0 A r e q u i p a / M o q u e g u a / I l o 7 ,51 4 2 6 / 0 1 / 1 9 6 4 A r e q u i p a / M o q u e g u a 6 ,11 5 3 0 / 0 7 / 1 9 6 5 A r e q u i p a / M o q u e g u a 4 ,8 61 6 1 2 / 1 0 / 1 9 7 2 I l o / M o q u e g u a 41 7 0 1 /0 2 /1 9 7 4 M o lle n d o /M o q u e g u a 4 ,7 5 ,21 8 2 5 / 0 4 / 1 9 7 4 M o q u e g u a / A r e q u i p a / M o l l e n d o 4 ,8 5 ,31 9 1 6 / 0 2 / 1 9 7 9 I l o / M o q u e g u a / A r e q u i p a 6 ,9 6 ,22 0 0 6 / 0 8 / 1 9 8 1 A r e q u i p a / M o q u e g u a 4 ,72 1 2 3 / 0 6 / 2 0 0 1 A r e q u i p a / M o q u e g u a / Ta c n a 8 ,3

Tabla 3.1 Lista de eventos ssmicos importantes que afectaron el puerto de Ilo enlas ultimas 5 dcadas. Los recuadros vacos indican falta de instrumentos de

lectura.


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En la tabla 3.1 se muestra los sismos que se presentaron en el rea deacuerdo a fecha y a intensidades (Ms, Mw y Mb). En el catalogo, la magnitud Mbrepresenta la magnitud calculada conOndas Corpreas u Ondas de Cuerpo. Lasmagnitudes Mb se calcularon usando sismogramas de estaciones ssmicas de

Huancayo en Per y La Paz en Bolivia.

El catlogo especifica, adems que para eventos posteriores a 1963 se hatomado el valor de magnitud dado por CGS; para el caso de la magnitud Ms omagnitud determinada con ondas de superficie dos o tres letras identifican elobservatorio. Tambin se seala en este catlogo la magnitud macro ssmica, Mm.Por otro lado si la fuente es Ms, sta se expresa con una aproximacin de dosdecimales, sin embargo si se trata de una conversin de Mb a Ms sta se harealizado mediante la formula de HUACO (1980) tal que:

Mb = 3.303+0.423Ms .

Se ha dado preferencia a esta formula -segn el catlogo- debido a que laformula Richter, especialmente para eventos fuertes, no conduce a una conversinde Mb a Ms que concuerde con la magnitud Ms calculada mediante el empleodirecto de las ondas superficiales. As por ejemplo para el evento ssmico ocurridoel 31 de mayo de 1970, las magnitudes que se registraron fueron 6.6 para Mb y 7.8para Ms, sin embargo con la formula de Richter usando 6.6 para mb obtenemos 6.5para ms, y con la formula de Huaco se obtiene 7.78, que es un valor muy cercano alobservado.

El ltimo evento ssmico importante que afect el muelle industrial de Ilo sedesarroll a las 15 horas 33 minutos del 23 de Junio del 2001, con una intensidad

de casi 8.3 grados en al escala de magnitud propuesta por Kanamori (1977) conuna duracin de entre 45 y 60 segundos. De naturaleza subductiva, este sismoafect los departamentos de Moquegua, Arequipa, Tacna y Ayacucho, con unepicentro localizado en 16.08Latitud Sur y 73.77 Longitud Oeste en las costas deldepartamento de Arequipa.

Segn medidas hechas en el momento del sismo se registraronaceleraciones de 0.1g cerca de Arequipa y 0.3g cerca de Moquegua. Luego de este

sismo se sucedieron gran nmero de replicas alcanzando algunas de ellas 6 gradosde magnitud.


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La figura 3.2 muestra el registro sismogrfico tomado en la ciudad deMoquegua desde el Complejo Deportivo del Gobierno Regional. Se superponen lascomponentes Up-Down, Norte-Sur, y Este-Oeste del sismo.

Figura 3.1 Registro sismogrfico del evento ssmico del 23 de Junio del 2001

3.1.3 Operaciones Portuarias

Estas operaciones generan solicitaciones diversas, que si bien no sonsignificativas en intensidad, son de frecuencia constante, como son golpes levesque el muelle recibe de las embarcaciones en trnsito o la abrasin producto detrnsito de vehculos y personas.

3.2.-Alternativas de solucin

La solucin mas adecuada para la reparacin del muelle consideraraspectos como el diseo original, las actividades mismas del muelle y la factibilidadde los recursos adecuados en la zona (materiales, mano de obra y equipos).

Para el caso de la sper estructura, vigas transversales, de borde y el estribo: Sistema tradicional de reparacin de concreto.


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Para el caso de los pilotes: Sistema de proteccin de barrera, sean estos conmateriales tradicionales como el acero o materiales de desarrollo mas recientecomo la fibra de vidrio.

Los trabajos de rehabilitacin que se realicen no eliminarn el proceso decorrosin, sino que lo retardar, haciendo que un nuevo mantenimiento no seanecesario en un plazo de tiempo posterior.

3.2.1.-Sper estructura con reparacin comn y pilotes con encapsulado deplanchas de acero.-

La sper estructura ser reparada mediante los sistemas tradicionales dereparacin. Estos sistemas sern descritos en las especificaciones tcnicas. Loscostos de estos sistemas, en general, son bastante asequibles pero es probableque los resultados no sean los ptimos.

Los recursos usados para esta etapa son los mas conocidos. Los materialesque se usarn podrn comprarse en el mercado local.

La mano de obra que se necesita para la ejecucin de esta primeraalternativa no ser en extremo calificada, es asequible en la zona en que sedesarrollara el proyecto y con buen nivel de calificacin. Existen en la zonaempresas constructoras capaces de realizar la operacin.

De la misma manera que en el caso de la mano de obra, los equipos a usarpara esta alternativa son conocidos y asequibles.

3.2.2.-Sper estructura con reparacin comn y pilotes con encapsulado deplanchas de fibra de vidrio.-

Para este segundo caso, se propone hacer la reparacin de la sperestructura con procesos tradicionales, sin embargo para el caso de los pilotes sehar uso de lminas de fibra de vidrio para la proteccin de los pilotes.

Conseguir planchas de fibra de vidrio en la localidad es relativamente

sencillo debido a que existen diversas empresas que proveen de este material, sinembargo el trabajo de rolado de las planchas para que calcen sobre los pilotes


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deber ser cuidadosamente supervisado para que cumplan con los requisitosmnimos de calidad y evitar contrariedades en el momento de la instalacin.

Comercialmente se proveen soluciones para la rehabilitacin de los pilotes

del muelle, las mismas que de manera integral consideran recomendaciones ymateriales en un mismo paquete.


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CAPITULO 4:ESTUDIO DEFINITIVO DE DAOS, CONCLUSIONES Y PROPUESTA DESOLUCIN

Luego de haber analizado los daos presentados en el captulo 2 se llega ala conclusin que los daos presentados en el muelle son mayoritariamenteproducidos por corrosin. Es evidente que sta ha llegado a niveles importantesafectando a todos los componentes de la estructura, desde pilotes a tableroprincipal. Por otra parte, los eventos ssmicos y las operaciones portuarias hantenido un papel menos importante en los daos presentados, incrementando enmuchos casos los daos iniciados por el proceso de corrosin.

Los principales daos que pueden afectar el desenvolvimiento de laestructura estn localizados en los pilotes, ya sea en las zonas de unin con eltablero principal o en las bases, donde la fauna marina ha intensificado el dao.

Luego de haber descrito el muelle industrial, haber hecho un levantamientode los daos observados y haber propuesto alternativas podemos definir el reto quesignifica la rehabilitacin del muelle a su estado de diseo original.

Las siguientes, son las conclusiones que se desprenden de los tres primeroscaptulos:

a.- El muelle de SPCC esta daado por corrosin, siendo sta la solicitacinque se evidencia en la mayora de los daos mostrados.

b.- Las fisuras que aparecen sobre la estructura del muelle, debern

repararse de manera de asegurar una impermeabilidad suficiente.

C.- Dado que colocar las planchas de acero de " en los pilotesnuevamente hara que dentro de poco tiempo los problemas de corrosinaparezcan nuevamente, se recomienda utilizar un mtodo de proteccin tipobarrera con material diferente al del acero. Esta barrera podr ser un materialsinttico u otro material resistente a las solicitaciones propias de un pilote.

d.- La membrana o barrera que se use deber ser resistente a lassolicitaciones del medio y a los organismos que se adhieran al pilote.


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e.- La barrera que se use deber ser tal que no afecte el normaldesenvolvimiento del elemento en un sismo como para lo que fue diseado, esdecir, la barrera o camisa deber ser lo suficientemente flexible para que no afecte

el comportamiento estructural del pilote.

f.- Finalmente, la solucin que aqu se proponga, no se tomar como lanica; dependiendo de los materiales a disposicin y de la poca en queprobablemente se vuelva a analizar el problema podr haber alternativas mejores,ms eficientes y/o ms econmicas.

g.- La reparacin del muelle industrial de SPCC en la ciudad de Ilo deberser la ms adecuada desde el punto de vista tcnico y econmico. El anlisis quese desarrollar en este documento pretender ser lo mas completo posible.

La experiencia en reparacin en algunos pases recomienda hacerreparaciones estructurales cuando su costo sea inferior al 5% del costo dereposicin de edificaciones importantes de uso pblico y 30% en el caso deviviendas; Este costo debe de incluir la totalidad de los costos de reparacin por elmtodo usado. (Oshiro 1991).

La solucin propuesta ser la siguiente:

SUPER ESTRUCTURA, VIGAS TRANSVERSALES Y DE BORDE, EL ESTRIBOREPARACION COMUN Y ENCAPSULADO DE PILOTES CON PLANCHAS DEFIBRA DE VIDRIO.


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Parte Segunda:

Desarrollo constructivo de solucin propuesta.


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CAPITULO 5:DESARROLLO CONSTRUCTIVO DE LA SOLUCIN FINAL

En este captulo se describe el desarrollo constructivo de la obra de

rehabilitacin.

Se hace una descripcin de los condicionantes que deben tenerse en cuentaal realizar este proceso de desarrollo.

5.1 Condicionantes.-

Se ha llamado condicionantes en este estudio, a los aspectos que se debende considerar para poder realizar la rehabilitacin del muelle sin interferir con lasactividades propias de este.

La totalidad de condicionantes puede ser, y de hecho es, diversa, sinembargo stas pueden ser clasificados en dos tipos:

5.1.1 Actividades Portuarias.-

Las actividades de carga y descarga son las actividades portuarias msimportantes y llegan a condicionar la forma en que la rehabilitacin se desarrolle.

Por las caractersticas propias del muelle, una embarcacin podra atracarhacia el lado norte, dejando el lado sur libre o viceversa.

5.1.2 Ciclo de Mareas.-

El ciclo de mareas en Ilo es predecible durante el ao mediante la TABLADE MAREAS que laDireccin de Hidrografa y Navegacin expende. En estedocumento se indican las predicciones de la hora y la altura de las pleamares ybajamares para todos los das del ao.

Las alturas indicadas en esta tabla estn referidas al nivel medio debajamares de Sicigias Ordinarias (Nivel de Reduccin de Sondajes) y por lo general

se dan en centmetros.


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Las horas usadas en esta tabla corresponden a la hora del meridiano local(Meridiano 75 Grados Oeste) Hora de zona + 5 = TMG.

5.2 Desarrollo Constructivo.-

En la figura 5.1 se presentan las tres etapas del proyecto global. Cada unade ellas comprende una serie de actividades especficas.

Fig. 5.1 Esquema general de Rehabilitacin del Muelle Industrial de SPCC

5.2.1 Rehabilitacin de Pilotes.-

Como ya se ha descrito, el muelle industrial est constituido por 90 pilotesdistribuidos en 30 cepas de 3 elementos (pilotes) cada uno. Debido a que lareparacin deber hacerse de manera que no afecte las actividades propias deembarque y desembarque, se usar el lado norte (o lado sur, si es que fuese masconveniente) del muelle para ubicar las herramientas necesarias para el desarrollo

del trabajo. Con la ayuda de botes, los buzos encargados de cortar y extraer lasplanchas de acero que rodean a los pilotes iniciarn su trabajo desde los pilotes delextremo del espign. Luego de ello, se har una limpieza con la ayuda de agua apresin del material que este suelto o en mal estado.

Rehabilitacin del espign delMuelle Industrial SPCC

RehabilitacinPilotes

RehabilitacinSu erestructura

RehabilitacinEstribo


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Luego de que la superficiedel pilote ha sido limpiada sereparan las fisuras que puedanexistir. Una vez que la superficie

del pilote esta limpia y reparada decualquier dao se colocan lascamisetas de fibra de vidriocuidando que cada parte quedeubicada perfectamente; ademsse colocan zunchos alrededor delpilote para asegurar las camisetasantes de la inyeccin del grout.

Una vez ubicadas yaseguradas las camisetas de fibrade vidrio, se atornillan lasmangueras de la mquina deinyeccin a los puertos roscados.El buzo debe asegurarse que cadauna de las uniones se encuentrebien enroscada con la finalidad deimpedir una fuga de material.

La inyeccin del material se realiza de manera que no quede ningn vacoentre la camiseta y la superficie del pilote, un buzo inspeccionar el correcto llenadode la interfase pilote camiseta.

La reparacin quedar completa cuando se retiren los zunchos quesostienen las camisetas y se verifique la integridad de la reparacin.

5.2.2 Rehabilitacin de Superestructura y Estribo.-

RehabilitacinPilotes

Extraccin Recubrimientode Acero y Limpieza

Restauracin de ArmaduraDaada

Limpieza y/o ReparacinFisuras y

Preparacin Sustrato

ColocacinCamisetas

InyeccinGrout

Retiro Zunchos yControl Calidad

Fig. 5.2.- Actividades generales en laRehabilitacin de los pilotes


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RehabilitacinSuperestructura

Limpieza de zonaAfectada

Restauracin ArmaduraDaada

Colocacin Encofrado

(Si es el caso)

Aplicacin PuenteAdherencia (Epxico)

AplicacinMortero de reparacin

Retiro deEncofrado

Control Calidad

Fig. 5.3.- Actividades generales en laRehabilitacin de la superestructura.

PreparacinSustrato

La rehabilitacin de la superestructura y el estribo tendrn procedimientossimilares por tener daos con caractersticas y naturaleza similares. Las figuras 5.3y 5.4 resumen el proceso dereparacin para estos dos

elementos.

La reparacin de zonasdaadas se iniciar con unalimpieza de la zona afectada (serecomienda que sta sea pormedios mecnicos). Debeprestarse cuidado a la armaduraque pueda estar presente, esposible que sta presentesntomas de corrosin, por lo quela restauracin se hacenecesaria.

Una vez limpia lasuperficie del concreto antiguo (yrestaurada la armadura, si fuesenecesario), se preparar unencofrado de madera. Si es quela reparacin se hace ensuperficie vertical o invertida.Como puente de adherencia se aplicar un adhesivo epxico.

El mortero o concreto de reparacin se vaciar en el encofrado con unmtodo que asegure que todos los vacos hayan sido llenados.

Luego que se ha curado el mortero o concreto de reparacin por el tiemponecesario se retira el encofrado y se elimina el material excedente que hayaquedado como rebaba.

El control de calidad se lleva a cavo luego que el encofrado se ha retirado.

La rehabilitacin del estribo es la parte final por ser la ms asequible y la


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RehabilitacinEstribo

Limpieza de zonaAfectada

PreparacinSustrato

Colocacin EncofradoSi es el caso

Aplicacin PuenteAdherencia E xico

AplicacinMortero de reparacin

Retiro deEncofrado

Control Calidad

Fig. 5.4.- Actividades generales en la Rehabilitacin delestribo.

que se har de manerams rpida. Para iniciarlos trabajos de reparacindel estribo debern haber

sido concluidas las obrasde rehabilitacin de lospilotes y tablero principal.

La reparacin delestribo se desarrollar conlos mismos pasos que dela superestructura.


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CAPITULO 6:ESPECIFICACIONES TECNICAS.

Las especificaciones tcnicas para la rehabilitacin del muelle industrial han

sido desarrolladas en base a experiencias pasadas de trabajos similares,investigacin, especificaciones de materiales y experiencia laboral del autor de estetrabajo y tienen como objetivo definir lo necesario para asegurar resultadossatisfactorios en el proceso de rehabilitacin.

En este captulo haremos mencin y una breve descripcin de lasespecificaciones de las actividades menos comunes en trabajos de rehabilitacincomo ste, mas adelante en el anexo No 1 se ha incluido un modelo de comodeben de ser, segn nuestro punto de vista, las especificaciones tcnicas para unproyecto real considerando no slo los procedimientos de rehabilitacin misma sinotambin las condiciones y procesos complementarios durante la realizacin de lostrabajos.

6.1 Consideraciones para el desarrollo de especificaciones tcnicas.

El desarrollo de las especificaciones tcnicas del proyecto de rehabilitacindel muelle industrial se ha pensado y estructurado en base a las consideracionessiguientes:

El muelle industrial de Southern Copper Corporation es una estructuraimportante a nivel nacional.

El proyecto de rehabilitacin total se lleva a cabo sin un nmero elevado deexperiencias previas en el pas, actualmente slo los pilotes del muelle de

Pisco han sido rehabilitados con el mtodo de encapsulamiento de pilotes. Como partcipes del proyecto se definen a la empresa propietaria del

muelle (el propietario y representante), la empresa supervisora (lasupervisin) y la empresa encargada de ejecutar los trabajos (elcontratista).

Si bien gran parte de las actividades necesarias en la rehabilitacin sonconocidas en el medio, tambin existen otras que no lo son, como elvaciado del mortero entre el revestimiento de fibras de vidrio y el

procedimiento mismo de la encapsulacin de los pilotes con fibra de vidrio. El desarrollo constructivo de la rehabilitacin se realiza sin detener las


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actividades normales del muelle y con trfico de embarcaciones. El periodo de tiempo que dura la obra debe ser el menor posible por lo que

se consideran horarios de 24 horas. Se intent planificar la totalidad de las actividades de manera de evitar que

en obra se improvisaran soluciones. Adems de las actividades propias de la rehabilitacin se han incluido

actividades complementarias como las referidas a seguridad del personal,horario de trabajo y cuidado del medio ambiente.

6.2 Actividades no comunes.

Hemos definido actividades no comunes a aquellas que se han ejecutado enesta obra de rehabilitacin y no son ejecutadas en nuestro medio comnmente, porel entorno en que se realizan, el material y tcnica; en las lneas siguientes seenumeran las actividades no comunes ms representativas:

6.2.1 Acceso debajo del muelle

El acceso a las zonas de trabajo ubicadas debajo del muelle debe ser tal

que permita que el trabajador cuente con un adecuado espacio de trabajo y transito.Para el caso de la reparacin en el muelle industrial se construyeron andamiosapoyados sobre la estructura y se colocaron lneas de vida en la que lostrabajadores enganchaban sus arneses; tambien fue necesario en algunos casoshacer uso de embarcaciones adicionales que se posesionaran y proporcionen mejoracceso. En la foto 6.1 se muestran el andamio construido y la lnea de vida.

Figura 6.1: Andamio y lnea devida apoyados sobre la

estructura.


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6.2.2 Retiro de los fustes de acero.

Los pilotes del muelle estn sumergidos gran parte de su longitud por lo queel retiro de los fustes originales de acero deben ser retirados por buzos, siendo

estos buzos entrenados para el manejo de herramientas de corte, de colocacin dearmadura y de inyeccin de mortero bajo el agua.

Figura 6.2: Trabajador realizando corte delfuste de acero en pilote.

El retiro de los fustes de acero debe hacerse por partes, cuadriculando elrea, cortando y retirando cada parte hasta completar la totalidad de la superficiedel pilote. La figura 6.2 muestra a un operario realizando esta tarea sobre elandamio construido.

6.2.3 Preparacin y limpieza de sustrato.

A diferencia de una limpieza de sustrato al aire libre, hacer sta bajo aguaimplica tener consideraciones especiales en las herramientas utilizadas, as el aguaa presin deber ser el material de limpieza y estar a una presin no menor de45,000 psi para lograr una superficie limpia de material deleznable y orgnico. Lafigura 6.3 muestra la prueba de presin para antes de ejecutar la limpieza delsustrato.

Debe tenerse en cuenta que la limpieza del sustrato debe hacerse lo mas


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prxima a la fecha en que se colocarn las planchas de fibra de vidrio para evitarque vuelva ha aparecer material orgnico sobre la superficie ha revestir. En todocaso lo recomendable es hacerla con no ms de 72 horas desde que se terminacon la limpieza e instantes previos a la inyeccin del grout.

Figura 6.3: Prueba depresin de agua antes dela limpieza de superficie.

6.2.4 Reparacin o rehabilitacin de armadura.

Al igual que cualquier estructura en el que el refuerzo ha sido daado estedebe restaurarse o si el dao ha sido grave debe reemplazarse, sin embargo alestar bajo el agua deber tomarse la precaucin de que la limpieza sea muyprxima a su recubrimiento y se usen aditivos inhibidores de corrosin paracubrirlos nuevamente.

Para la proteccin de la armadura nueva hemos considerado que essuficiente con el mortero de relleno, sin embargo existen otras alternativas como la

proteccin electroqumica o los inhibidores de corrosin que estn disponiblescomercialmente.

6.2.5 Encapsulamiento de pilotes.

El encapsulado de los pilotes es la tarea ms importante de la rehabilitacindel muelle y empieza inmediatamente despus que se ha limpiado el rea arevestir, luego de ello se colocan y anclan las camisas de fibra de vidrio y se rellena

el espacio entre estas y el pilote con mortero adecuado. Las figuras 6.4 y 6.5muestran dos de estas etapas.


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Figura 6.4: Anclaje de lascamisas de fibra de vidrio.

Tanto las chaquetas de fibra de vidrio como el mortero usado para lainyeccin tienen caractersticas especiales que sern descritas en captulosposteriores.

Figura 6.5: Se aprecia el buzo conun martillo golpeando suavementela chaqueta de fibra de vidrio paraextraer las burbujas de aire quehayan podido quedar.


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CAPITULO 7:CRONOGRAMA DE OBRA DEL PROCESO CONSTRUCTIVO.

El cronograma de trabajo de la obra de rehabilitacin del muelle industrial se

desarrolla en un diagrama de Gannt realizado con el software Microsoft Project2003.

7.1 Actividades consideradas.-

Para el desarrollo del cronograma de obra hemos considerado las siguientesactividades:

I. Trabajos PreliminaresInstalacin de oficinas y almacn provisionales.Transporte de equipos y materiales a zona de obra.Colocacin de sealizacin en zona de trabajo.

II. Rehabilitacin de Pilotes (Zona Splash).Habilitacin de Ingresos y andamiosRetiro de fustes de acero.Preparacin de SustratoLimpieza de SustratoRestauracin de armaduraColocacin de las chaquetas de fibra de vidrio, anclaje e Inyeccin degrout.

III. Rehabilitacin de Vigas transversales y Pilotes (Zona fuera Splash).Habilitacin de Ingresos y andamios.Colocacin Lnea de Vida y Sealizacin.

Demarcacin de la zona de trabajo.Preparacin de SustratoLimpieza de SustratoRestauracin de armaduraRehabilitacin de concreto daado.Curado

IV. Rehabilitacin Sper Estructura y Estribo.Habilitacin de Ingresos

Colocacin de Lnea de vida y SealizacinPreparacin de Sustrato


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Limpieza de SustratoRestauracin de armaduraRehabilitacin de concreto daado.Curado

V. Entrega formal de muelle

Para cada una de estas actividades se desarrolla el respectivo anlisis decosto en el captulo IX.

7.2 Recursos.

Los recursos para la realizacin de este proyecto fueron analizadosntegramente en este trabajo pues originalmente slo se hizo trabajos de parchadoen algunas zonas de los pilotes en que la corrosin haba daado seriamente losfustes de acero.

Dentro de la definicin de recursos se ha tomado en cuenta a:

I. Mano de Obra.II. Herramientas y Equipos.III. Materiales.

En la tabla 7.1 se hace una lista de los recursos necesarios para eldesarrollo del proyecto completo, adems de analizar sus costos y unidadesdisponibles.

En la tabla 7.2 se hace un anlisis de la duracin aproximada de las tareas

de acuerdo a rendimientos calculados en base a experiencias en trabajos similarese investigacin.


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Descripcin de Recursos para "Rehabilitacin Muelle Industrial" Tipo de Cambio: 3.25

UND ActividadesRelacionadas Horario # disponible Costo/hora Costo/hora extra

Soles Soles

I.- Mano de Obra1 Ingeniero Residente HH TODAS Standard 1.00 30.002 Ingeniero Seguridad HH TODAS Standard 4.00 30.003 Ingeniero Asistente HH TODAS Standard 2.00 15.004 Capataz Standard HH Standard 5.00 14.69 15.42

Capataz Noche 1 HH Noche 1 1.00 16.89Capataz Noche 2 HH Noche 2 1.00 19.10Capataz Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 1.00 19.83Capataz Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 1.00 21.30

5 Albail Standard HH Standard 9.00 14.00 14.70Albail Noche 1 HH Noche 1 1.00 16.10Albail Noche 2 HH Noche 2 1.00 18.20Albail Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 1.00 18.90Albail Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 1.00 20.30

6 Oficial Standard HH Standard 8.00 10.13 10.64Oficial Noche 1 HH Noche 1 1.00 11.65Oficial Noche 2 HH Noche 2 1.00 13.17Oficial Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 1.00 13.68Oficial Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 1.00 14.69

7 Ayudante Standard HH Standard 16.00 9.15 9.61Ayudante Noche 1 HH Noche 1 1.00 10.52Ayudante Noche 2 HH Noche 2 1.00 11.90Ayudante Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 1.00 12.35Ayudante Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 1.00 13.27

8 Operador de equipo Estndar HH Standard 4.00 11.30 11.87Operador de equipo Noche 1 HH Noche 1 1.00 13.00Operador de equipo Noche 2 HH Noche 2 1.00 14.69Operador de equipo Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 1.00 15.26Operador de equipo Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 1.00 16.39

9 Buzo Standard HH Standard 10.00 27.00 28.35Buzo Noche 1 HH Noche 1 31.05Buzo Noche 2 HH Noche 2 35.10Buzo Fin Semana 1 HH Fin Semana 1 36.45Buzo Fin Semana 2 HH Fin Semana 2 39.15

II.-Herramientas y Equipo1 Compresora HM - 2.00 216.552 Equipo de Inyeccin HM - 2.00 180.003 Mezcladora Grout (2 ft3) HM - 2.00 15.054 Mezcladora Concreto (16 ft3) HM - 2.00 31.505 Herramientas Manuales HM - 5.00 3.506 Equipo Manual de Corte HM - 3.00 0.857 Hidrolavadora HM - 3.00 10.008 Andamios Metlicos HM - 8.00 1.509 Vibrador elctrico HM - 4.00 8.55

10 Taladro de Paleta de baja revolucin. HM - 4.00 1.0011 Seales de Seguridad HM - 4.00 7.50

III.-Materiales1 Grout (APE GROUT) kg - 5.032 Alambre #8 kg - 2.49

3 Acero #4 kg - 2.494 Acero #6 kg - 2.495 Acero #9 kg - 2.496 Acero #10 kg - 2.497 Acero #11 kg - 2.498 Mortero de reparacin kg - 0.249 Chaqueta de fibra de vidrio 25"DX9.843 X1/8" UND - 1,400.00

10 Adhesivo epxico para sellado de camisetas FV KIT (2 gal) - 503.7511 Adhesivo epxico (concresive liquid LPL) Kit (1 gal) - 357.5012 Curador Qumico (masterkure 123) L - 3.7513 Concreto para reparacin (Cemento Tipo I) m3 - 208.0014 Concreto para reparacin (Cemento Tipo V) m3 - 234.00

Tabla 7.1 Recursos necesarios para el proyecto de rehabilitacin del muelleindustrial de SPCC.


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Actividades y Costeo de Rehabilitacin Muelle Industrial

Actividad Cantidad

TotalUNIDAD

PEsti/UN

Unidad/tiempo1 da=1 jornada= 8 horas

No. Proyecto de Rehabilitacin Muelle Industrial SPCC

Trabajos Preliminares1 Instalacin de oficinas y almacn provisionales . 1.00 Global 6.00 das 8,2402 Transporte de equipos y materiales a zona de obra. 1.00 Gobal 3.00 das 3,5003 Colocacin de sealizacin en zona de trabajo. 1.00 Global 3.00 das 1,000

Rehabilitacin de Pilotes (Zona Splash).4 Habiltacin de Ingresos y andamios 1.00 Global 0.33 3.00 das 2,5005 Retiro de fustes de acero. 90.00 unid 6.00 unid/da 15.00 das 1866 Preparacin de Sustrato 945.50 m2 32.00 m2/da 29.55 das 1497 Limpieza de Sustrato 945.50 m2 32.00 m2/da 29.55 das 2598 Restauracin de armadura 91.33 kg 10.00 kg/da 30.00 das 83.

9 90.00 unid 3.00 unid/da 30.00 das 2,907

Rehabili tacin de Vigas transversales y Pilotes (Zona fuera Splash).10 Habilitacin de Ingresos y andamios. 1.00 Global 0.50 2.00 das 2,50011 Colocacin "Lnea de Vida" y Sealizacin 1.00 Global 0.50 2.00 das 75012 Demarcacin de la zona de trabajo. 1.00 Global 0.50 2.00 das 75013 Preparacin de Sustrato 738.55 m2 25.00 m2/da 29.54 das 41.14 Limpieza de Sustrato 738.55 m2 25.00 m2/da 29.54 das 10715 Restauracin de armadura 365.32 kg 12.50 kg/da 30.00 das 53.16 Rehabilitacin de concreto daado. 40.51 m3 1.35 m3/da 30.00 das 1,23017 Curado 738.55 m2 25.00 m2/da 30.00 das 6.7

Rehabili tacin Supe r Estructura y Estribo.18 Habilitacin de Ingresos 1.00 Global 0.50 2.00 das 2,50019 Colocacin "Lnea de Vida" y Sealizacin 1.00 Global 0.50 2.00 das 75020 Preparacin de Sustrato 650.00 m2 32.50 m2/da 20.00 das 27.21 Limpieza de Sustrato 650.00 m2 32.50 m2/da 20.00 das 87.

22 Restauracin de armadura 762.05 kg 38.50 kg/da 20.00 das 26.23 Rehabilitacin de concreto daado. 19.50 m3 0.98 m3/da 20.00 das 1,44624 Curado 650.00 m2 32.50 m2/da 20.00 das 6.0

25 Entrega formal de muelle 1.00 Global 1.00 1.00 das 250

Tabla 7.2 Anlisis duracin aproximada de actividades.

DuracinAproximada

RendimientoPromedio

Colocacin de las chaquetas de fibra de

vidrio, anclaje e Inyeccin de grout.


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CAPITULO 8:HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Las herramientas y equipos usados en la obra de rehabilitacin del muelle

industrial los catalogaremos como herramientas manuales y equipos.

8.1 Herramientas manuales. Sern aquellas utilizadas sin ningn tipo de fuerzaadicional que no sea la humana. Entre ellas tenemos:

Cinceles y puntas. Combas. Frotachos. Paletas. Cubetas o baldes. Carretillas o buguis. Cizallas. Sierras para acero o madera. Cepillos con cerdas de metal. Otros como desarmadores, alicates, etc.

8.2 Equipos. Los equipos sern aquellos que sean impulsados o necesiten fuerzaadicional para trabajar.

Entre ellos tenemos, entre los ms importantes, a:a. Equipo de corte, equipada con disco de corte y propulsada con energa

elctrica. El equipo de corte se usara para la delimitacin del rea a reparar.b. Martillo neumtico, para las demoliciones masivas en elementos como el

estribo y parte superior de la losa del muelle; impulsado con aire

comprimido.c. Mezcladora Mecnica, para la preparacin en obra del mortero y/o concreto

de reparacin.d. Vibrador Elctrico, para el acomodo del material en las reparaciones con

espacios reducidos.e. Compresora de aire y accesorios de inyeccin, de manera que permitan la

aplicacin de materiales como agua, fra o caliente, arena u otro abrasivopara pulir y preparar superficies.Las presiones recomendadas para este tipo de trabajo estn en el orden de


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70 mega pascales.f. Bomba de Inyeccin de Grout. La cual asegura la correcta aplicacin del

grout en el encamisetado de los pilotes y permite que el agua brote por laparte superior de la camiseta de fibra de vidrio.

g. Hidrolavadora, que permita el uso de agua a alta presin para la limpieza desustrato. Generalmente la presin necesaria esta en el rango de 69 a 310MPa. Puede usarse agua mezclada con algn otro abrasivo.

h. Taladro de Paleta de baja revolucin, para el mezclado de materiales bi ypoli componentes.


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CAPITULO 9:PRESUPUESTO

En este ltimo captulo se desarrolla el presupuesto estimado de la

rehabilitacin del muelle en base a anlisis de costo de las partidas msimportantes.

9.1 Anlisis de Costo.-

A continuacin se detallan los anlisis de costo de las partidas desarrolladasms importantes. Para mantener el orden se numeran de acuerdo al nmero departida del presupuesto.

En la elaboracin de estos anlisis se han tomado costos de materiales yrendimientos de obra de rehabilitacin de pilotes mediante el mtodo deencapsulado de pilotes que se han ejecutado anteriormente, la mayora en EstadosUnidos de Amrica y en Per.

Cada anlisis tiene una descripcin breve de lo que consiste y de lasunidades en que se mide.

9.1.1 Rehabilitacin de pilotes en zona splash:

La rehabilitacin de la zona splash es la ms delicada del proceso pues noslo es la zona expuesta a mayor dao por corrosin sino que tambin es una zonaque se encuentra dentro del rango de variacin del nivel de marea por lo que surehabilitacin es la que contiene mayor margen de incertidumbre en el periodo de

realizacin.

Se ha asumido que las actividades se han realizado de manera continua sininterrupcin en su periodo de ejecucin.


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2.02 Retiro de fustes de acero. Costo por UNIDAD (Soles): 186.52

Cuadrilla:Ingeniero Residente 0.10Ingeniero de Seguridad 0.55Buzo Est ndar 3.00 Rendimiento:Ayudante Estndar 3.00 6.00 Unidades /da

De scripcin de l Insumo Unida d Ca ntida d Pre cio Unita rio Pre cio Pa rcia l

Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0750 30.00 2.25Ingeniero de Seguridad HH 0.7333 30.00 22.00Buzo Estndar HH 4.0000 27.00 108.00Ayudante Estndar HH 4.0000 9.15 36.60

168.85

Materiales.-

0.00

Herramientas y Equipos.-

Herramientas manuales HM 4.0000 3.50 14.00Equipo Manual de corte HM 4.0000 0.85 3.40Otros (Electricidad, etc) 0.25 1.0875 0.27

17.67 El retiro de fustes de acero consiste en el corte de dicho fuste

longitudinalmente y transversalmente para luego retirarlo por partes desde la parteinferior del pilote a la superior. Esta tarea se ejecuta con tres buzos y tresayudantes supervisados por el ingeniero residente y de seguridad y no empleamateriales.

El rendimiento debe considerarse en condiciones normales de viento mareay con trfico normal de naves en el muelle. El retiro de los fustes de acero serexpresado en unidades.

El retiro de fustes de acero se expresa en unidades.


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2.03 Preparacin de Sustrato en Pilotes Zona Splash Costo por m2 (Soles): 149.63

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero de Seguridad 0.75Capataz Estandar 1.00Ayudante Estndar 4.00Buzo Estndar 2.00 Rendimiento:Operador de Equipo Estndar 1.00 32.00 m2 /da

De scripcin de l Insumo Unida d Ca ntida d Pre cio Unita rio Precio Pa rcia l

Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0375 30.00 1.13Ingeniero de Seguridad HH 0.1875 30.00 5.63Capataz Estandar HH 0.2500 14.69 3.67Ayudante Estndar HH 1.0000 9.15 9.15Buzo Estndar HH 0.5000 27.00 13.50Operador de Equipo Estndar HH 0.2500 11.30 2.83

35.90

Materiales.-

0.00


Herramientas manuales HM 1.5000 3.50 5.25Equipo Manual de corte HM 0.2500 0.85 0.21Compresora HM 0.5000 216.55 108.27

113.74

La preparacin del sustrato en zona de splah consiste en demarcar y perfilarel rea que se va ha limpiar posteriormente. Debe de retirarse cualquier materialdeleznable o suelto hasta alcanzar la zona de hormign sano obteniendo unasuperficie lo suficientemente rugosa.

La preparacin del sustrato tambin debe considerar remover el concreto

alrededor de barras de refuerzo que se aprecien con problemas de corrosin en porlo menos 2,5 centmetros alrededor de estas.

El rea preparada ser expresada en m2.


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2.04 Limpieza de sustrato Costo por m2 (Soles): 259.62

Cuadrilla:

Ingeniero Residente. 0.15Ingeniero de Seguridad 0.75Capataz Estandar 1.00Ayudante Estndar 4.00Buzo Estndar 2.00 Rendimiento:32.00 m2 /da


Mano de Obra.-

Ingeniero Residente. HH 0.0375 30.00 1.13Ingeniero de Seguridad HH 0.1875 30.00 5.63Capataz Estandar HH 0.2500 14.69 3.67Ayudante Estndar HH 1.0000 9.15 9.15Buzo Estndar HH 0.5000 27.00 13.50

33.07

Materiales.-

0.00


Compresora HM 1.0000 216.55 216.55Hidrolavadora HM 1.0000 10.00 10.00

226.55

La limpieza del sustrato se realiza con ayuda de agua a presin luego que elrea ha sido preparada. Para ejecutar esta limpieza se recomienda lo siguiente:

Iniciar la limpieza desde las partes mas profundas y aplicando el chorro deagua en forma ligeramente inclinada.

Ejecutar la limpieza con movimientos circulares que cubran la totalidad dela zona.

El personal que realice esta labor deber estar capacitado.

Puede darse el caso en que la limpieza de la zona de inters deba hacerse endos etapas o en ms si es que lo agresivo del medio as lo amerita.

El rea limpiada ser expresada en m2.


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2.05 Restauracin de Armadura Costo por kg (Soles): 83.32

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz Estndar 1.00Ayudante Estndar 2.00Buzo Estndar 1.00 Rendimiento:10.00 kg/da


Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.1200 30.00 3.60Ingeniero Seguridad HH 0.6000 30.00 18.00Capataz Estndar HH 0.8000 14.69 11.75Ayudante Estndar HH 1.6000 9.15 14.64Buzo Estndar HH 0.8000 27.00 21.60

69.59

Materiales.-

Acero kg 1.0700 2.49 2.66Alambre # 8 kg 1.0700 2.49 2.66

5.33


Herramientas Manuales HM 2.4000 3.50 8.40

8.40

La restauracin de la armadura debe realizarse con el mayor cuidadoposible. Debe asegurarse de que el acero repuesto no se mueva del lugar en quese le coloca al momento de incluir el material de relleno.

Las longitudes de traslape son las recomendadas por el American ConcreteInstitute.

La armadura restaurada ser expresada en kilogramos.


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2.06Colocacin de las chaquetas defibra de vidrio,anclaje e Inyeccin de grout. Costo por Und (Soles): 2,907.52

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.70Capataz Estandard 1.00Ayudante Estndar 3.00Operador de Equipo Estndar 1.00Buzo Estndar 3.00

Rendimiento:3.00 und/da


Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.4000 30.00 12.00Ingeniero Seguridad HH 1.8667 30.00 56.00Capataz Estandard HH 2.6667 14.69 39.17Ayudante Estndar HH 8.0000 9.15 73.20Operador de Equipo Estndar HH

2.666711.30 30.13

Buzo Estndar HH 8.0000 27.00 216.00

426.51

Materiales.-

Grout (APE GROUT) kit 0.7366 5.03 3.71Adhesivo epxico para sellado de camisetas FV kit 0.0394 503.75 19.85Chaqueta de fibra de vidrio und 1.0000 1,400.00 1,400.00

1,423.56


Compresora HM 2.6667 216.55 577.46Equipo de Inyeccin HM 2.6667 180.00 480.00

1,057.46 Antes de colocar las chaquetas de fibra de vidrio toda el rea debe estar

limpia de cualquier material extrao y que pueda desprenderse en el momento deanclaje o llenado del grout. La limpieza hecha antes de colocar las chaquetas debehaberse hecho antes de los 7 das, pues de haber transcurrido mas de ese tiempono puede asegurarse que hongos o dems pueda haber vuelto a aparecer.

El graout debe inyectarse con la ayuda de un equipo de inyeccin preparadoespecialmente para este trabajo. Los detalles se describen en la seccincorrespondiente de las especificaciones tcnicas.

Las chaquetas de fibra de vidrio colocadas sern expresadas en unidades.


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9.1.2 Rehabilitacin de vigas transversales y pilotes (fuera de zona splash):

La rehabilitacin de las vigas transversales se realiza con la ayuda deandamios colocados bajo el tablero del muelle y que permiten a los trabajadores

trabajar con seguridad.

3.04 Preparacin Sustrato Costo por m2 (Soles): 41.51

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz Estndar 1.00Albail Est ndar 2.00Ayudante Estndar 3.00Operador de Equipo Estndar 1.00

Rendimiento:25.00 m2/da


Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0480 30.00 1.44Ingeniero Seguridad HH 0.2400 30.00 7.20Capataz Estndar HH 0.3200 14.69 4.70Albail Estndar HH 0.6400 14.00 8.96Ayudante Estndar HH 0.9600 10.13 9.72Operador de Equipo Estndar HH 0.3200 11.30 3.62

35.64

Materiales.-

0.00

0.00


Equipo Manual de Corte HM 0.3200 0.85 0.27Herramientas Manuales HM 1.6000 3.50 5.60

5.87

La preparacin del sustrato se har con el uso de herramientas de corte ymanuales y se ejecutar por personal capacitado.

El rea preparada ser expresada en m2.


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3.05 Limpieza de Sustrato Costo por m2 (Soles): 107.20

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz Estandad 1.00Albail Estndar 2.00Ayudante Estndar 3.00Operador de Equipo Estndar 1.00



Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0480 30.00 1.44Ingeniero Seguridad HH 0.2400 30.00 7.20Capataz Estandad HH 0.3200 14.69 4.70Albail Estndar HH 0.6400 14.00 8.96Ayudante Estndar HH 0.9600 9.15 8.78Operador de Equipo Estndar HH 0.3200 11.30 3.62

34.70

Materiales.-

0.00

0.00


Hidrolavadora HM 0.3200 10.00 3.20Compresora HM 0.3200 216.55 69.30Herramientas manuales HM 1.9200 3.50 6.72

72.50

La limpieza del sustrato se realizar con hidrolavadora en la zona de pilotesy con aire comprimido en la zona de las vigas transversales.

El rea limpiada ser expresada en m2.


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3.06 Restauracin de Armadura Costo por kg (Soles): 53.29

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz Estndar 0.35Albail Est ndar 1.00

Ayudante Estndar 2.00Rendimiento:

12.50 kg/da


Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0960 30.00 2.88Ingeniero Seguridad HH 0.4800 30.00 14.40Capataz Estndar HH 0.2240 14.69 3.29Albail Estndar HH 0.6400 14.00 8.96Ayudante Estndar HH 1.2800 9.15 11.71

41.24

Materiales.-

Acero kg 1.0700 2.49 2.66Alambre #8 kg 1.0700 2.49 2.66

5.33



6.72

El acero restaurado ser expresado en kilogramos.


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3.07 Rehabilitacin Concreto Daado Costo por m3 (Soles): 1,230.37

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz Estndar 0.85Albail Estndar 3.00Ayudante Estndar 4.00



Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.8886 30.00 26.66Ingeniero Seguridad HH 4.4430 30.00 133.29Capataz Estndar HH 5.0354 14.69 73.97Albail Estndar HH 17.7721 14.00 248.81Ayudante Estndar HH 23.6961 10.52 249.34

732.07

Materiales.-

Concreto para reparac in (Cemento Tipo V) m3 1.0700 234.00 250.38

250.38


Herramientas Manuales HM 41.4682 3.50 145.14Vibrador Elctrico HM 23.6961 4.00 94.78Andamios Metlicos HM 1.0000 8.00 8.00

247.92

La rehabilitacin del concreto se realizar luego que el rea haya sidolimpiada y de ser el caso se coloque el encofrado necesario.

El concreto rehabilitado ser expresado en m3.


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3.08 Curado Costo por m2 (Soles): 6.72

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.05Ingeniero de seguridad 0.15Ayudante Estndar 1.00



Mano de Obra.-

Ingeniero Residente HH 0.0160 30.00 0.48Ingeniero Seguridad HH 0.0480 30.00 1.44Ayudante Estndar HH 0.3200 9.15 2.93

4.85

Materiales.-

Curador qumico l 0.2000 3.75 0.75

0.75



1.12

El curado se realiza luego de que ha sido colocado el concreto y para ello seusar un curador qumico.

El rea curada se expresar en m2.


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9.1.3 Rehabilitacin de la sper estructura y el estribo:

La rehabilitacin de la superestructura y el estribo se ejecutan conprocedimientos estndar de rehabilitacin.

4.03 Preparacin de Sustrato Costo por m2 (Soles): 27.31

Cuadrilla:

Ingeniero Residente 0.15Ingeniero Seguridad 0.75Capataz

diseÑo de muelles industriales

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