Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

El ensayo esclerométrico o índice de rebote mediante esclerómetro es una prueba no destructiva de la resistencia del hormigón. La diseñó y desarrolló el ingeniero suizo Ernest Schmidt en los años 40. Patentado como martillo SCHMIDT, siendo su valor “R” (índice de rebote) una unidad adimensional que relaciona la dureza superficial del hormigón con su resistencia de modo experimental.

Un esclerómetro pesa menos de 2 kg, tiene una fuerte energía de impacto y su funcionamiento es muy sencillo. Para hacer una comparación, pensemos que estamos en una habitación a unos tres metros de una pared. Esta pared se encuentra a oscuras por lo que no sabemos de qué material está construida. Disponemos de una pelota de tenis que podemos lanzar contra la pared y que tras salir despedida de la misma nos golpeará en el cuerpo. A mayor dureza del paramento, con igual fuerza de lanzamiento, el impacto que recibiremos será mayor. No sabremos de qué material se trata pero podremos advertir si es duro o blando en función del golpe de respuesta. Esto es lo que hace básicamente un esclerómetro. Como se trata de un instrumento totalmente manual debemos “cargar” el émbolo para enviarlo con una energía de impacto fija. Para ello presionamos el mismo sobre la superficie del hormigón (no hay ninguna mediación hasta ahora) Una vez el émbolo llega a un determinado punto un resorte lo libera y golpea el hormigón (no medimos nada aún) El émbolo golpea sobre la superficie y dependiendo de la dureza de misma, rebota con mayor o menor fuerza. Es la respuesta de rebote la que desplaza una guía sobre un visor escalado (de 10 a 100) y consigue la medición. Podemos presionar el botón de bloqueo para permitir la lectura. Ese valor es adimensional y arbitrario ya que depende de la energía almacenada en el resorte y la masa utilizada.

Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

Sección de un esclerómetro

Se trata pues de un ensayo mecánico no destructivo que presenta las siguientes ventajas y desventajas:

Ventajas

+ Es un ensayo no destructivo lo que permite realizar un gran número de determinaciones sin alterar la resistencia, estética y funcionalidad de una estructura.

+Ensayo muy económico.

+ Puede operar en horizontal o vertical

+ Permite ensayar muchos elementos en un corto espacio de tiempo con escasos medios auxiliares.

Desventajas

– El resultado obtenido depende de demasiados factores, los cuales veremos a continuación.

– Se necesita una superficie perfectamente lisa para realizar el ensayo por lo que no es útil en elementos no encofrados.

– Requiere de una calibración (hemos de exigir siempre al laboratorio una muestra in situ de calibración antes de la ejecución del ensayo)

– Solo afecta a los primeros centímetros de la pieza (2-3 cm)

– Puede variar según la pericia del operario.

– Existe pérdida de energía por la deformación elástica del hormigón en el interior de la pieza.

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Factores de influencia

Tipo de cemento: La finura de molido del cemento puede ocasionar variaciones en torno al 10% en el resultado de los ensayos, si bien se considera un factor de baja influencia. Sin embargo, en determinados tipos de cemento como el supersulfatado (escoria, sulfato de calcio y cal) o cementos de alúmina, las desviaciones pueden oscilar entre el 50% y el 100% respectivamente.

*Contenido de cemento: en combinación con otros factores, la influencia del contenido en cemento se estima que es inferior al 10%.

Tipo de agregado (árido) grueso: La resistencia del hormigón se basa tanto en las características de la pasta como en las del agregado grueso por lo que es un factor de gran influencia. Obtendremos valores inferiores (entre 6-7 N/mmmenos) en agregados de piedra caliza triturada que con canto rodado (grava). También podemos encontrar desviaciones dentro del mismo tipo de agregado dependido de sus características (dureza, tamaño, etc.)

Masa del elemento ensayado: El elemento a ensayar debe contar con una masa suficiente para que no se produzcan vibraciones o movimientos que desvirtúen la medición. Según la norma EN 12504-2 “Ensayos de hormigón en estructuras. Parte 2: Ensayos no destructivos. Determinación del índice de rebote” el área de ensayo debe ser de aproximadamente 300×300 mm. Se requiere, además, que el elemento cuente con un espesor mínimo de 10 cm y se encuentre fijado en una estructural o en un sistema específico de laboratorio que no permita su desplazamiento.

Compactación: El ensayo requiere para su eficacia de un grado de compactación uniforme. Veremos en posteriores entradas la combinación entre métodos de análisis de resistencia del hormigón. Con la inspección de la superficie de los testigos podremos comprobar el grado de compactación.

Tipo de superficie: Este método no es adecuado para superficies abiertas, fratasadas u hormigonadas contra el terreno o elementos irregulares. Solo las superficies bien encofradas son fiables de ensayar. Pueden emplearse métodos de pulido en otras superficies pero la experimentación indica que esto nos lleva a valores sobrestimados. Hay que tener en cuenta que la absorción del encofrado puede influir sensiblemente sobre la dureza superficial del hormigón. Generalmente encofrados más absorbentes implican mayor dureza superficial.

Edad: Hasta los 90 días de edad no existe influencia. A partir de ese tiempo pueden obtenerse valores sobrestimados por lo que se aconseja aplicar coeficientes de reducción.

* Carbonatación superficial: Dentro de la carbonatación normal de un hormigón (hasta unos 5 mm) los estudios realizados no muestran errores significativos en la medición del índice de rebote. Sin embargo, en el caso de carbonatación profunda podremos sobrestimar la resistencia hasta un 50%.

* Humedad: Los estudios indican que un hormigón húmedo reduce su dureza superficial y puede provocar una subestimación de la resistencia hasta en un 20%.

* Temperatura: La norma EN 12504-2 limita el uso del esclerómetro entre los 10 y 35oC ambientales.

Quizás, lo expuesto hasta ahora nos haga pensar en desechar este ensayo dada la cantidad de limitaciones y factores de influencia que presenta. No obstante, como veremos en las siguientes entradas dedicadas al ensayo de esclerometría, se trata de una prospección bastante útil, especialmente en combinación con otros ensayos.

Fotografía de cabecera: Autor Habib M’henni en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons.
Imagen sección esclerómetro: Autor Boughattas Omar en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons. 
Referencias bibliográficas (29) (34) y (45)

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