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Un nuevo método rápido de ensayos de carga de pilotes: STATNAMIC.
Principios y utilización en Europa
Gijs van Ginneken, Peter Middendorp. TNO Profound
Carlos Fernández Tadeo. CFT & Asociados, S.L.
Comunicación presentada en el Simposio de la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica sobre geotecnia de las infraestructuras del transporte,
celebrado en Barcelona del 27 al 29 de septiembre de 2000.
RESUMEN: Statnamic es un método rápido de realizar ensayos de carga de pilotes, desarrollado por el Instituto TNO
Profound de Holanda y el constructor canadiense de maquinaria para pilotaje Berminghammer. El artículo incluye una
exposición de los fundamentos del ensayo, y una comparación con los sistemas tradicionales estáticos y dinámicos de
prueba de carga de pilotes, para destacar las ventajas del método y sus limitaciones. Se describen las primeras
aplicaciones comerciales de Statnamic en Europa, iniciadas por TNO en 1999, así como el equipo Statnamic de 4 MN
(400 t) con mecanismo de captura. Se concluye con algunas consideraciones económicas sobre el empleo de Statnamic
en la práctica.
1. INTRODUCCIÓN
El ensayo de carga Statnamic está revolucionando el ensayo de los pilotajes en un número cada vez mayor de países de
todo el mundo. Este original método de ensayo combina la precisión y la fiabilidad de los ensayos estáticos de carga
con la comodidad y rapidez de los ensayos dinámicos. Statnamic requiere solo un 5 % de la reacción necesaria en un
ensayo estático. Las largas horas de ensayo y los enormes costes son ya historia.
Para satisfacer la demanda de la industria de la construcción, que requiere métodos más precisos y económicos de
ensayar los pilotes de alta capacidad, se unieron las dilatadas experiencias en el campo del pilotaje de Berminghammer
Foundation Equipment de Canadá y de TNO Building and Construction Research de Holanda para desarrollar
Statnamic. El nombre del método es Statnamic, formado por la unión de las palabras eSTATico y diNAMICo. Como
indica su nombre, se trata de un ensayo de carga que se sitúa entre el estático y el dinámico. La duración de la carga
aplicada a la cabeza del pilote es mayor que en el ensayo dinámico pero inferior a la duración del ensayo estático.
El desarrollo de Statnamic se inició al principio de los años noventa. En la actualidad ya se han realizado unos mil
ensayos de carga Statnamic en Canadá, Estados Unidos, Japón y muchos otros países del mundo. Los equipos
disponibles en la actualidad pueden realizar ensayos de carga Statnamic de hasta 30 MN (3000 t). Se espera que en los
próximos años se puedan diseñar y construir equipos de mayor capacidad (60 MN o más). Estos equipos Statnamic de
alta capacidad de carga no están limitados al ensayo de pilotes aislados, sino que permiten también el ensayo de grupos
de pilotes y de elementos estructurales como pilas de puente y grandes zapatas. Puesto que el fundamento de Statnamic
reside en la aceleración de masas, los pilotes se pueden ensayar en cualquier dirección, incluso horizontal o inclinada.
2. FUNDAMENTOS DEL ENSAYO DE CARGA STATNAMIC
El fundamento de Statnamic está basado en el lanzamiento hacia arriba de una masa de reacción desde la cabeza del
pilote (Fig. 1). El lanzamiento se produce al generarse altas presiones en un cilindro, debido a la ignición de un
combustible especial. Como reacción al lanzamiento el pilote es empujado suavemente hacia el interior del suelo. La
carga ejercida sobre la cabeza del pilote se mide mediante una célula de carga. El desplazamiento de la cabeza del pilote
se registra mediante un sensor laser especial. La célula de carga y el sensor laser forman parte del equipo de carga
Statnamic. No hace falta instalar ningún tipo de instrumentación en el fuste del pilote. La masa de reacción requerida
está comprendida entre 5 % y 10 % de la masa necesaria para un ensayo estático. Por ejemplo, para un pilote que se
necesite ensayar hasta 2 MN (200 t) se requiere lanzar un contrapeso de reacción de 0,1 a 0,2 MN (10 a 20 t).
Los contrapesos tienen un diseñoo sencillo y pueden ser construidos en obra si es necesario, para reducir los costes de
transporte. La construcción del equipo Statnamic de manera simple, modular y compacta permite el ensayo de pilotes en
lugares de difícil acceso. La disposición del equipo Statnamic se presenta en la Fig. 1a. Consiste en una célula de carga
sobre la cabeza del pilote para medir la fuerza y en un sensor laser para medir el desplazamiento. Sobre la célula de
carga se coloca un cilindro. El pistón forma parte de la plataforma sobre la que se colocan los contrapesos. El cilindro y
el pistón forman una cámara de ignición. Los contrapesos pueden tener la forma de cajones o de discos y estar hechos
de acero, hormigón o plomo. En el centro de la plataforma se coloca un silenciador conectado a la cámara de ignición.
Sobre el conjunto se coloca un contenedor de grava, rellenándose con grava el espacio entre el contenedor y los
contrapesos. La grava se utiliza como amortiguador de los contrapesos cuando vuelven a caer después del lanzamiento
y como sistema de protección del cilindro y de la cabeza del pilote. Los equipos de hasta 4 MN utilizan un sistema de
amortiguación hidráulico en vez del contenedor de grava.
Las figuras 1a a 1d representan etapas sucesivas de un ensayo de carga Statnamic. La Fig. 1a es la situación justo antes
del lanzamiento. En la Fig. 1b el combustible ha entrado en ignición. La ignición del combustible genera altas presiones
y los contrapesos son acelerados hacia arriba. En este momento se produce la entrada en carga del pilote, ya que la
fuerza de reacción empuja el pilote hacia dentro del terreno. Las señales de fuerza y desplazamieto son registradas
automáticamente por el sistema electrónico FPDS (Foundation Pile Diagnostic System) de TNO. El movimiento hacia
arriba de los contrapesos deja un hueco que es rellenado por la grava debido a la simple acción de la gravedad (Fig. 1c),
formando una capa protectora sobre la cabeza del pilote. Cuando los contrapesos vuelven a caer son detenidos por la
grava, y las fuerzas de impacto son transmitidas directamente al suelo por el contenedor (Fig. 1d). El sistema de
amortiguación con grava es muy fiable ya que está basado en la gravedad siempre presente. Con esta configuración,
basada en la amortiguación de los contrapesos con grava, se pueden ensayar uno o dos pilotes al día mediante ensayos
Statnamic.
La duración de un ensayo Statnamic y su velocidad de incremento de carga pueden ser controladas ajustando el
volumen de la cáara de ignición, la forma del cilindro y del pistón, la cantidad y el tipo de combustible y la cantidad de
masa de reacción levantada. Como consecuencia, la carga puede ser introducida de manera más gradual y con mucha
más duración que en el ensayo dinámico de carga.
En la Fig. 2 se ha representado un ejemplo de curvas fuerza - tiempo de un ensayo de carga dinámico, un ensayo de
carga Statnamic y un ensayo de carga estático. La duración del proceso de carga Statnamic mantiene el pilote en
compresión en todo momento, sin que se lleguen a producir tracciones. El centrado del equipo Statnamic en la cabeza
del pilote garantiza que la carga se aplica en el eje del pilote.
La larga duración de la aplicación de la carga por Statnamic produce que el comportamiento del pilote sea como en un
ensayo estático, con desplazamientos similares. Esto justifica una modelizació n sencilla del conjunto suelo - pilote, en
la que no hay que tener en cuenta los fenómenos de ondas de tensión. El pilote se puede considerar como una masa
sobre la que actúa la fuerza Statnamic, la inercia y la resistencia del suelo (Fig. 3).
3. STATNAMIC: CON LO MEJOR DE LOS ENSAYOS ESTÁTICOS Y DE LOS DINÁMICOS
Combina lo mejor de las alternativas existentes
En la construcción de nuestros días existe una demanda cada vez mayor de poder verificar el cumplimiento de los
requisitos de comportamiento especificados, también en las cimentaciones de las estructuras. Los requisitos de
comportamiento que se deben verificar en una cimentación por pilotaje son la carga de hundimiento y el asiento bajo la
carga de servicio. Un método fiable de verificación es el ensayo estático de carga. Sin embargo este método es
demasiado costoso y lento para ser utilizado de manera rutinaria en las obras. Hasta hace poco la única alternativa
económica era el ensayo dinámico de carga mediante la caida de una masa o mediante un martillo de hinca. Aunque el
ensayo dinámico resulta económico y sencillo de realizar, presenta algunas desventajas con respecto al ensayo estático:
•
Las ondas de tensión pueden introducir tracciones que pueden fisurar o romper el pilote.
•
Si la carga no está centrada se pueden crear flexiones en el pilote para las que no esté preparado y resultar
dañado.
•
El tratamiento posterior de las señales obtenidas realizando un "backanalysis" requiere experiencia e ingenieros
muy preparados.
•
Se requiere una calibración con un ensayo estático en muchos casos. Por ejemplo, el Eurocódigo 7 prescribe:
los resultados de los ensayos dinámicos de carga se pueden utilizar para proyectar, siempre que se haya
realizado una investigación adecuada del emplazamiento y que el método haya sido calibrado en relación con
ensayos est\áticos de carga sobre el mismo tipo de pilotes, de similar longitud y sección transversal, y en unas
condiciones de terreno equivalentes.
Fig. 4. Comparación de ensayos de carga diferentes.
La duración de la carga con Statnamic es substancialmente más larga que el impulso producido por un ensayo dinámico
y también que la frecuencia natural del pilote. Los contrapesos que se necesitan en un ensayo Statna mic son del orden
del 10 % de la carga de un ensayo estático, y son del orden de magnitud de la masa de impacto necesaria en un ensayo
dinámico. Se han utilizado equipos con capacidad de carga desde 3 MN hasta 30 MN para realizar ensayos de carga de
pilotes de hasta 3000 t, siendo el equipo más usado el de 4 MN (400 t) de capacidad de carga.
La Fig. 5 representa el estado de un pilote cuando se somete a ensayos de carga estáticos, dinámicos y Statnamic. Se
puede observar que Statnamic se parece más al ensayo estático que al dinámico. Con Statnamic la carga aplicada se
mide directamente en una célula de carga y no se introducen otras tensiones en el pilote, ya que la duración de la carga
es suficientemente larga (0,5 - 0,7 s) para garantizar que el pilote acutúa como un sólido rígido. Durante el ensayo el
pilote está siempre en compresión y el elemento transmisor de la carga está siempre centrado en el pilote. La conclusión
es que con Statnamic se obtiene una medición precisa de la carga aplicada y un comportamiento del pilote muy parecido
al de un ensayo estático.
Al llegar el ensayo al punto en que el desplazamiento alcanza su máximo valor, las fuerzas de amortiguación se anulan
y la carga Statnamic menos la fuerza de inercia son igual a la resistencia estática en este momento (Punto de Descarga).
Ya que el pilote actúa como un sólido rígido, el desplazamiento del suelo es igual al desplazamiento de la cabeza del
pilote.
4. DESARROLLOS RECIENTES DE STATNAMIC EN EUROPA
Durante la última década se han realizado un millar de ensayos Statnamic. Las primeras aplicaciones comenzaron en
Canadá , USA y Extremo Oriente, donde se introdujeron sistemas alternativos de ensayar pilotes para satisfacer la gran
demanda de ensayos en paises con un desarrollo económico muy fuerte. Había muchos factores a favor, especialmente
en las grandes obras donde el ensayo de pilotes era un tema caro y engorroso. Se hicieron numerosas comparaciones
entre ensayos de carga estáticos y Statnamic en pilotes hincados y perforados para convencer a las administraciones de
que Statnamic es una buena alternativa a los ensayos estáticos de carga. Se obtuvo la aprobación cuando las
administraciones comprobaron que los resultados obtenidos con Statnamic eran similares o incluso mejores que los
obtenidos con ensayos estáticos.
En los primeros años creció rápidamente la demanda de empleo de Statnamic con cargas cada vez más altas. Se
desarrollaron equipos Statnamic para medir hasta 30 MN (3000 t) que siguen estando en uso en grandes proyectos
"offshore". Desde el primer momento fue evidente el ahorro económico en estos grandes proyectos.
Después del primer lanzamiento en Asia en megaproyectos de construcción, Statnamic está teniendo gran aceptación
también en USA. El número de ensayos crece firmemente, habiendose realizado hasta el presente unos 300 ensayos
Statnamic. La manera en que se introdujo el ensayo en Estados Unidos es la misma que en Extremo Oriente: se hicieron
estudios comparativos entre Statnamic y pruebas estáticas para confirmar la fiabilidad y precisión de Statnamic antes de
que las administraciones de carreteras adoptaran el método.
Al principio de los años noventa se realizaron varios ensayos comparativos en Holanda y en Alemania entre ensayos
estáticos y Statnamic, obteniéndose resultados satistactorios y buenas correlaciones entre ambos. Las conclusiones
fueron:
•
Durante el ensayo de carga Statnamic el comportamiento del pilote puede ser asimilado al de una masa sobre la
que actúan las fuerzas de inercia y de resistencia del terreno. De este modo los cálculos del comportamiento
estático son simples.
•
El ensayo de carga Statnamic se puede realizar en pilotes situados en suelos con una fuerte respuesta dinámica.
•
El punto de descarga (máximo desplazamiento) en la curva carga - desplazamiento de Statnamic permite el
cálculo directo de la resistencia estática del suelo durante el ensayo.
Europa ha sido algo reacia a aceptar Statnamic como un método de ensayo alternativo. El motivo principal era la
preferencia por el método estático tradicional, en los casos bien definidos y seguros. Además, en el caso de los pilotes
hincados se había desarrollado un mercado de ensayos dinámicos.
Los incentivos para adoptar métodos de ensayo alternativos no han sido muchos, ya que las normativas existentes no
mencionaban Statnamic como un m\'e9todo aceptable para ensayar pilotes, y en muchos casos todavída no lo hacen, y
en el mercado existída la impresión de que Statnamic era muy caro. La decisión sobre si en una obra se hacen ensayos
de carga de pilotes o no depende en muchos casos únicamente de si hay presupuesto disponible y del criterio de los
expertos que intervienen. El dinero parece dominar sobre el aseguramiento de la calidad y, como resultado, se
construyen la mayoría de las obras de pilotes sin pruebas de carga. La razón es que los ensayos de carga estáticos son
considerados muy caros y de larga preparación y ejecución, y por tanto engorrosos. Los ensayos dinámicos de carga no
son siempre recomendables a causa de sus limitaciones.
Para que Statnamic resulte atractivo se debe buscar su utilización en el rango de ensayos de carga más bajo, hasta 250 350 t, en el que la competencia con los sistemas actuales más económicos de ensayos estáticos y dinámicos es más
fuerte. Además, las normas de muchos países europeos todavía no contemplan el empleo de Statnamic como un método
aceptable de realizar pruebas de carga de pilotes, en sustitución o como complemento de los ensayos estáticos.
En 1999 TNO Profound se ha implicado en varios proyectos de investigación en Europa en los que se comparan los
resustados de ensayos estáticos, dinámicos y Statnamic en los mismos y/o similares pilotes. Los proyectos se han
llevado adelante en cooperación con Jacobo (Holanda), WTCB (Bélgica), y la Universidad Politécnica de Budapest
(Hungría), en los que se ha llegado a la conclusión de que Statnamic es técnicamente una buena alternativa para el
ensayo de carga de pilotes. Se están preparando proyectos similares en Alemania, a pesar de que Alemania tiene una
fuerte tradición en los ensayos dinámicos, y existe un interés en aplicar Statnamic también en Alemania, al mismo
tiempo que Statnamic se hace económicamente más atractivo.
En respuesta al creciente interés por Statnamic en Europa, TNO decidió poner en marcha TNO Profound (Professional
Foundation Diagnostics) para potenciar la introducción de Statnamic en Europa, en combinación con el know-how de
TNO Building and Construction Research, y lograr un éxito similar al conseguido en Extremo Oriente y Estados
Unidos. Desde su creación en marzo de 1999 TNO Profound tiene un equipo Statnamic de 4 MN a su disposición en su
sede central en Holanda para realizar ensayos en todo el continente europeo. Esto ha abierto el mercado para Statnamic
en Europa. Se están dando pasos para situar un segundo equipo en el mercado de Europa central, con el propósito de
comenzar a tener equipos disponibles también en los mercados locales capaces de realizar ensayos a precios muy
atractivos.
5. LAS VENTAJAS DE STATNAMIC. CONSIDERACIONES TÉCNICAS Y ECONÓMICAS
Consideraciones técnicas
Los ensayos estáticos de carga están considerados como la mejor alternativa para determinar "in situ" la capacidad
portante de los pilotes. El número y la frecuencia de los ensayos estáticos está disminuyendo. Las razones principales
son que requieren mucho trabajo y mucho tiempo de preparación, son engorrosos de realizar sobre todo en los casos en
que las cargas a aplicar son altas, y resultan muy caros en los países en que los costos laborales son relativamente altos.
En la práctica lo que ocurre es que cuando el pliego de condiciones especifica un ensayo estático, el contratista
selecciona y prepara cuidadosamente el pilote a ensayar, tratando de que su calidad sea la mejor y de que su ejecución
sea cuidada. El resultado es que los ensayos estáticos se tratan de evitar al máximo para reducir costes.
La tendencia hacia la mejora de la calidad de las cimentaciones por pilotaje incentiva la aplicación de métodos de
ensayo cada vez más baratos. Durante mucho tiempo la única alternativa a los ensayos estáticos de carga fueron los
ensayos dinámicos de carga. Los ensayos dinámicos tienen muchas ventajas, pero también desventajas, que se
mencionan a continuación.
Ventajas
Desventajas
•
Masa de caída < 2% de la carga máxima
•
Ondas de tensión que pueden dañar el pilote
•
Selección aleatoria del pilote a ensayar
•
Impactos excéntricos pueden producir flexiones
•
Varios pilotes al día
•
Apoyos de punta en estrato duro pueden dañar al
pilote por compresión
•
Ensayos fáciles de reallizar
•
•
Alternativa económica
El cálculo de la capacidad portante del pilote
depende de varios parámetros que hay que estimar
Los principales factores limitativos son el riesgo de dañar el pilote si se aplican cargas demasiado altas, y la
incertidumbre en la estimación de varios parámetros del pilote necesarios en el cálculo. Mediante los ensayos dinámicos
se determina la fuerza F = A e E indirectamente por medio de acelerómetros y captadores de deformación. Uno de los
parámetros en el que se pueden cometer errores de estimación es en el módulo de elasticidad E. Se le supone un factor
constante a la hora de calcular la capacidad portante del pilote, pero en realidad no es así usualmente. El módulo E
depende de la calidad del hormigón y de su edad, de la velocidad de carga y de la temperatura. En un pilote homogéneo
con una reflexión de la onda clara en la punta, se puede calcular E a partir de la velocidad de la onda de tensión, pero la
mayoría de los pilotes hormigonados in situ no son homogéneos en absoluto. La calidad del hormigón es mayor en el
eje que en el perímetro, y también es mayor en el fondo que en la parte superior del pilote. La velocidad de la onda y el
valor de E obtenido de ella representan un valor medio de todo el pilote, que puede ser diferente del módulo en el punto
de medida de la instrumentación.
Dado que E = rc² (con r = densidad del pilote y c = velocidad de la onda), el cálculo de E depende fuertemente de la
determinación de c. En el caso de no obtenerse una reflexión clara de la onda o de que no sea homogéneo el pilote, el
valor de E solamente se puede estimar de manera aproximada. Este factor desconocido implica errores en la predicción
de la capacidad portante, y estos errores pueden ser más importantes en el caso de pilotes hormigonados in situ. Los
parámetros de los pilotes prefabricados se determinan usualmente durante la fabricación y no varían en el proceso de
puesta en obra.
Consideraciones económicas
Los ensayos estáticos requieren mucho trabajo preparatorio, y los pilotes a ensayar deben ser seleccionados y
preparados previamente. Por esta razón los ensayos estáticos son engorrosos y relativamente caros. En Europa el precio
de un ensayo estático varía considerablemente dependiendo de la carga a aplicar y del lugar donde se realiza el ensayo.
Para cargas de prueba del orden de 200 - 300 t los precios por pilote son del orden de 10.000 Euro a 25.000 Euro (1,7 a
4,2 millones de pesetas). Si hay que ensayar más pilotes no se pueden aplicar economías de escala, ya que hay que
preparar cada pilote individualmente.
Los ensayos dinámicos resultan interesantes debido a su facilidad de ejecución. Los contrapesos pueden ser muy
pequeños (2% en el caso de Ensayos Dinámicos de Carga (DLT) y 5% en el caso de Statnamic) y los pilotes pueden ser
seleccionados aleatoriamente. Se requiere un dispositivo de ensayo y una preparación sencilla de la cabeza del pilote.
También hace falta una grúa para colocar el dispositivo de ensayo y los pesos que golpean el pilote. Los costes del
ensayo dinámico dependen principalmente de los costes de la preparación y movilización del equipo de ensayo. Si solo
se ensaya un pilote los costes siguen siendo relativamente altos. Comparando Statnamic con DLT, la preparación del
pilote para Statnamic es más sencilla, pero se necesita más tiempo para instalar el dispositivo de ensayo. En el caso de
ensayar de dos a cuatro pilotes al día mediante DLT, los precios medios en Europa por pilote oscilan entre 3.000 y 4.000
Euro (500.000 y 700.000 pts), mientras que ensayando mediante Statnamic los precios son del orden de 3.500 - 5.000
Euro (600.000 - 900.000 pts). La diferencia de 15 - 20% proviene de los mayores costos de manejo del equipo
Statnamic. En España estos costes son mayores, debido los mayores costes de transporte desde Europa central, mientras
no exista un equipo disponible más próximo.
Las estimaciones anteriores están obtenidas de trabajos realizados por TNO Profound en Europa Occidental durante
1999. Resulta claro que Statnamic ofrece una alternativa económicamente atractiva para el ensayo de pilotes. Los costes
son similares a los del ensayo dinámico y muy inferiores a los del ensayo estático, siendo el más recomendado sobre
todo en pilotes hormigonados in situ.
En España no se emplean todavía mucho ni Statnamic ni DLT, aunque este último si que se utiliza de manera esporádica
en los pilotes hincados. El recientemente publicado "Libro Homenaje a José Antonio Jiménez Salas. Geotecnia en el
año 2000" incluye un artículo de H.G. Poulos sobre métodos de ensayo de carga de pilotes, en el que se concluye que el
ensayo Statnamic es el que suministra más información sobre el comportamiento del pilote bajo carga.
6. CASO REAL: ENSAYO STATNAMIC DE VARIOS PILOTES EN ROTTERDAM
Datos de la obra
Localización
: Puerto de Rotterdam
: Wilton-Feijenoord
Fecha
: Junio 1999
Cliente
: Van Hattum & Blankevoort
Ensayos
: 4 pilotes, 23 m longitud (nuevos)
: 2 pilotes, 24 m longitud (existentes)
Carga aplicada : 2 - 4 MN
Descripción del Proyecto
En uno de los muelles del puerto de Rotterdam se había instalado una grúa para containers de gran tamaño. Se
proyectaba ampliar su campo de actuación a parte de un muelle contiguo. Se trataba de comprobar si los pilotes sobre
los que se apoyaba el muelle eran capaces de soportar la carga adicional. Se encargó a TNO Profound la realización de
pruebas de carga sobre los pilotes hasta un máximo de 3,5 MN (350 t).
Características del Proyecto
Había que ensayar los pilotes en el agua en condiciones difíciles, con capacidad de grúa limitada y una presión fuerte
del cliente para finalizar, ya que había un barco esperando para descargar. Se movió el equipo Statnamic de 4 MN de un
pilote a otro sin desmontar. Lo que llevó más tiempo fue el posicionamiento exacto del equipo Statnamic en cada pilote
en el agua. Se ensayaron dos pilotes al día, con uno o dos ciclos de carga en cada uno (Fig. 6).
Resultados
Las cargas aplicadas sobre los pilotes fueron las siguientes:
Carga max.
Desplazamiento
Desplazamiento
(permanente) en
(estática) en kN
(total) en mm
mm
Pilote 1:
4190
20,8
3,5
Pilote 2:
3980
19,5
3,7
Pilote 3:
3960
18,8
5,0
Pilote 4 (1er escalón) 2750
12,1
2,0
Pilote 4 (2º escalón) 4340
17,6
1,5
La conclusión fue que los pilotes existentes se conportaban mejor de lo esperado y podían ser aprovechados para la
ampliación del muelle.
7. DESERROLLO FUTURO DE STATNAMIC
Statnamic es una realización conjunta entre Berminghammer Corporation (Canadá) y TNO Profound (Holanda) que
poco a poco va ganando aceptación. El objetivo de los futuros desarrollos es reducir el tiempo necesario para realizar
los ensayos. Está disponible un equipo Statnamic de hasta 4 MN de capacidad de carga con mecanismo de captura de
los contrapesos lanzados incorporado, que utiliza un sistema hidráulico en vez de un contenedor de grava para sujetar
los contrapesos en el punto más alto de su recorrido en que su velocidad es nula. Después de cada ensayo hay que
volver a llenar el cilindro con el combustible especial, bajar los contrapesos a su posición inicial, y ya está disponible el
equipo para un segundo ciclo de carga sobre el mismo pilote.
Los equipos Statnamic para cargas mayores, hasta 30 MN (3000 t), emplean contenedores de grava. Al finalizar cada
ensayo el contenedor debe vaciarse para poder montar de nuevo el equipo y cargar el combustible, volviéndose a
colocar y llenar de grava después. En la actualidad se está desarrollando un equipo Statnamic con mecanismo hidráulico
de captura de contrapesos con capacidad de hasta 16 MN, y se está pensando en realizar un equipo Statnamic de 100
MN (10.000 t).
También se están estudiando alternativas para los contrapesos. Estas masas son del orden del 5% de la carga a aplicar, lo
que quiere decir que para un equipo de 16 MN son necesarias 80 t de contrapesos. Normalmente se emplean discos de
hormigón fuertemente armados de 7 - 9 t cada uno. El transporte de estos contrapesos a largas distancias o su
fabricación a pié de obra pueden encarecer los costes. Se está empezando a experimentar con grandes depósitos llenos
de agua, y esperamos que pronto puedan estar disponibles equipos Statnamic que empleen agua como contrapeso.
TNO Profound también está comenzado investigaciones para doblar los 4 canales de toma de datos que actualmente se
emplean, y para adaptar todo el software de tratamiento de señales al sistema operativo Windows.
8. CONCLUSIONES
Se puede afirmar que cada día se realiza un ensayo de carga Statnamic en alguna parte del mundo. USA, Asia y Japón
han tomado la delantera, y en Europa hay un gran potencial de crecimiento. TNO Profound ha comenzado a
promocionar Statnamic en Europa y pretende motivar a expertos locales en los países europeos para que inicien las
actividades de Statnamic. CFT & Asociados es una de las primeras empresas consultoras españolas especializadas en
ensayos de pilotes, con diez años de experiencia en la aplicación en España de las tecnologías de TNO. Es posible
utilizar en España el equipo Statnamic de 4 MN, con la asistencia técnica de TNO Profound. Statnamic puede
reemplazar a los ensayos estáticos de carga en aquellas obras en que los pliegos de condiciones exigen ensayos de carga
de pilotes.
REFERENCIAS
1. Bermingham P., Janes M., 1989, An innovative approach to load testing of high capacity piles, Proceedings of
the International Conference on Piling and Deep Foundations, London, p.409-413.
2. Middendorp, P, Bermingham P., Kuiper B., 1992, Statnamic load testing of foundation piles. 4th International
Conference on Stress Waves, The Hague, Balkema.
3. Middendorp, P, 1993, First Experiences with Statnamic Load Testing of Foundation piles in Europe,
Proceedings 2nd International geotechnical seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles, Gent, p .
265-272, Balkema.
4. Brown, D.A., 1994, Evaluation of Static Capacity of Deep Foundations from Statnamic Testing. Geotechnical
Testing Journal, Vol 17, No.4, American Society for Testing and Materials.
5. Matsumoto, T., Tsuzuki, M., 1994, Statnamic Tests on Steel Pipe Piles Driven in a Soft Rock. International
Conference on Design and Construction of Deep Foundations, Orlando, U.S. Federal Highway Administration.
6. Middendorp, P, Bielefeld, M.W., 1995, Statnamic Load Testing and the Influence of Stress Wave Phenomena,
First International Statnamic Seminar, Vancouver.
7. Middendorp, P., Foeken van, R.J., 1998, When to Apply Dynamic Load Testing and Statnamic Testing, 2nd
Statnamic Seminar, Tokyo, 1998.
8. Poulos, H.G., Pile load test methods -applications and limitations, Libro homenaje a José A. Jiménez SalasGeotecnia en el año 2000, Ministerio de Fomento, CEDEX y Soc. Española de Mecánica del Suelo e
Ingeniería Geotécnica, Madrid, 2000.