PRIMERA EXPERIENCIA NACIONAL EN INSTRUMENTACIÓN DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN

EL CARRUSEL DE FATIGA Departamento de Ingeniería Civil

Por:

Ing. Allex Eduardo Alvarez Lugo Ing. Mario Javier Cardozo Chaux

1 RESUMEN Con el objetivo principal de desarrollar la instrumentación que permita cuantificar los parámetros de comportamiento de estructuras de pavimento flexible, en el presente proyecto se desarrolló un conjunto de sensores y sistemas de adquisición de datos, los cuales fueron diseñados, construidos, calibrados, instalados y evaluados bajo las condiciones impuestas en una prueba acelerada de pavimentos, para conocer de esta manera la respuesta de dichas estructuras ante el paso de ruedas cargadas, considerando diferentes condiciones de carga en términos de su magnitud, además de diversos estados de temperatura.

Ilustración 1. Maquina de aplicación de carga empleada y pista de prueba instrumentada en el proyecto

Cabe señalar que los adelantos realizados buscan dar inicio al desarrollo de la instrumentación requerida en este tipo de pruebas, de tal forma que en el futuro sea posible establecer las solicitaciones a las cuales se ven sometidas las estructuras de pavimento, de forma que se avance en el conocimiento de su comportamiento, respuesta y grado de exigencia al que se ven sometidos los materiales que las componen, bajo condiciones de operación representativas de la realidad. Dentro de los parámetros evaluados se tienen: deformación horizontal en la fibra inferior de la capa de concreto asfáltico, esfuerzos en las capas de material granular no tratado, deflexión dinámica de las estructuras de pavimento y temperatura en el interior de éstas y en el medio ambiente. En general los resultados de dicha instrumentación son positivos y constituyen un primer esfuerzo orientado hacia el desarrollo en el país de los diferentes dispositivos requeridos para evaluar cuantitativamente los parámetros de comportamiento de las estructuras de pavimento flexible. Palabras Clave: Instrumentación en pavimentos, carrusel de fatiga, prueba acelerada de pavimentos, pavimentos, sensores de medición en asfaltos, deformación horizontal, deflexión dinámica.

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2 INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES El continuo interés de los diversos grupos de investigación dedicados al estudio del comportamiento de los pavimentos, ha originado que a lo largo del mundo se propongan diversas metodologías e instrumentos que permitan un mejor entendimiento de los mismos y de esta forma generar procedimientos más eficientes en el diseño de tales estructuras. Con este objetivo, dichos grupos han desarrollado un considerable número de pruebas instrumentadas a escala real y pruebas aceleradas de pavimentos, dentro de las que cabe señalar las llevadas a cabo por: el Centro de Estudios de Carreteras del CEDEX (España), Transportation Research Board, University of Nottingham, University of Texas at Auxtin, University of Virginia y por el French Laboratoire Central des Ponts et Chaussees (LCPC), entre otros. Estas pruebas se han materializado en conjunto con los aportes realizados por compañías dedicadas a la producción de sensores para la instrumentación de estructuras de pavimento como es el caso de Dynatest y Kyowa, entre otras. Dada la aplicación en el país de diferentes metodologías de diseño, tanto de estructuras de pavimento rígido como flexible, así como el amplio empleo de materiales no convencionales en su construcción y el incremento de las cargas del tráfico circulante en la actualidad, entre otros factores, se hace necesario explorar eficientemente el grado de correlación existente entre las técnicas utilizadas para efectos de diseño y los resultados obtenidos al llevar a cabo la aplicación de dichas determinaciones en la realidad. Considerando lo anterior, en nuestro medio se ha iniciado la implementación de técnicas de ensayo tales como las pruebas aceleradas de pavimentos a escala real, recurriendo a mecanismos de aplicación de carga (carruseles de fatiga). Mediante éstos, es posible simular sobre diversas estructuras y materiales, diferentes condiciones a las que se ven sometidos los pavimentos durante su periodo de servicio, llevando a cabo el monitoreo continuo del desempeño de las estructuras. En este sentido, en el presente estudio se realiza el diseño, construcción e instalación en una pista de prueba, de la instrumentación requerida para evaluar la respuesta de una estructura de pavimento flexible, ante la aplicación repetida de carga, en términos de los parámetros fundamentales de comportamiento mencionados, tales como esfuerzos, deformaciones y deflexiones.

3 DESARROLLO DE LA INSTRUMENTACIÓN De forma global, el proceso seguido en el desarrollo de este componente fundamental del proyecto, se realizó de acuerdo con las siguientes etapas, las cuales fueron aplicadas en la materialización de cada uno de los equipos requeridos: diseño, construcción, calibración, planteamiento de los procedimientos de instalación en campo, instalación en la pista de prueba, diseño del sistema de adquisición de datos y adquisición de datos. A continuación, se presenta una descripción de los sensores desarrollados y el procedimiento de instalación en campo llevado a cabo. 3.1 SENSOR DE DEFORMACIÓN HORIZONTAL EN LA CAPA ASFÁLTICA

• Descripción: El desarrollo de este sensor busca realizar mediciones de las deformaciones de tracción que se presentan en el fondo de la carpeta asfáltica, al someter la estructura de pavimento a las diferentes cargas de tránsito simuladas. A nivel general, este sensor ha sido desarrollado utilizando una galga introducida dentro de un par de secciones en forma de “I”, conformadas con laminas de acrílico de 3 mm de espesor (ver Ilustración 2). La galga consiste en un dispositivo que permite medir el aumento o disminución de la resistencia eléctrica de un conductor, en función de la variación de sus características geométricas. Teniendo en cuenta que a todo aumento de longitud le corresponde una disminución de la sección y que la variación de la resistividad es proporcional a la variación relativa de volumen, (CEDEX, 1999): Sobre la superficie de la sección en “I” es colocada una capa de arena, empleando el mismo pegante de secado instantáneo utilizado para fijar las dos secciones de acrílico. El cable de alimentación y señal se fija mediante silicona, para evitar el daño del sensor durante la manipulación y la instalación, además de proteger los alambres de la galga dada su fragilidad.

Ilustración 2. Aspecto final del sensor preparado para su instalación

• Procedimiento de Instalación:

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El procedimiento a seguir consiste en la colocación sobre la base granular imprimada, de una capa delgada de concreto asfáltico (aproximadamente 1,5 cm de espesor) tomado de la finisher, sobre la cual se apoya, nivela y orienta manualmente el sensor. Esta capa tiene como objetivo asegurar que el instrumento esté embebido en concreto asfáltico (sin perder representatividad respecto a la condición de determinar las deformaciones en la fibra inferior de la capa asfáltica) para minimizar la posibilidad de que éste se desprenda de dicho material, quedando aislado durante la operación. Inmediatamente se procede a colocar manualmente otra capa de concreto asfáltico sobre el sensor, para protegerlo de la exposición directa durante el paso de la extendedora de concreto asfáltico, con el cual podría perder su alineamiento y nivelación, además de sufrir daños severos. Por último, se extiende convencionalmente la totalidad de la capa asfáltica con la extendedora. Cabe señalar que para evitar posibles problemas con el cable de salida de señal, asociados con la temperatura de colocación de la mezcla asfáltica y su proceso de extendido con la finisher, sobre el material granular de base se realiza una pequeña excavación (de alrededor de 1.5 cm de profundidad), en la cual el cable se aloja y se fija mediante grapas metálicas, para ser finalmente recubierto con arena colocada manualmente, conservando con ésta el nivel inicial del material granular. 3.2 SENSOR DE ESFUERZOS EN SUELO GRANULAR

• Descripción: La construcción de este sensor tiene como objetivo principal la medición de los esfuerzos verticales, inducidos por las cargas simuladas de tránsito sobre la capa de base granular de la estructura convencional de pavimento estudiada. La medición de dicho esfuerzo se realiza empleando una celda de presión total, fabricada de forma netamente experimental en el marco del desarrollo del proyecto. Este mecanismo consiste en un diafragma elástico metálico de forma cilíndrica de baja altura, que se deforma bajo la presión transmitida al suelo a partir de la aplicación de la fuerza que imprime el mecanismo de carga. El principio de funcionamiento de este instrumento consiste en la medición de la presión que experimenta durante la aplicación de las cargas en superficie, un liquido incompresible alojado dentro del diafragma elástico. Para lograr este objetivo, se une el dispositivo a una tubería metálica indeformable (bajo las condiciones de trabajo previstas para la prueba a nivel de presión del fluido y carga externa que se aplicará sobre ésta durante la operación), la cual lo interconecta con un sensor de presión de poros, localizado fuera de la estructura de pavimento para evitar su interacción mecánica durante las actividades de colocación y compactación de materiales de la estructura. Con respecto a las características de la celda, en primer lugar se tiene que su diámetro es de 0.20 m, la altura del cuerpo 0.8 cm y la altura total 2.9 cm y se encuentra construida en acero inoxidable calibre 24. Sobre el cuerpo cilíndrico se disponen dos niples de 0,64 cm (¼”) de diámetro localizados en posición diametralmente opuesta (ver Ilustración 3). Al primer niple se acopla una tubería metálica del mismo diámetro que permite la entrada del fluido durante la purga del sistema, en cuyo extremo se instala una válvula de corte para permitir las operaciones con el fluido, mientras en el segundo niple se adapta la tubería de evacuación, disponiendo en su extremo de una válvula de purga. Durante el proceso de adquisición de información, a través de la primera tubería se transmite la presión desde la celda, comunicándola al sensor de presión empleado para su medición. Dadas las características de dicho sensor, en el diseño del sistema se consideró su instalación durante las mediciones y su retiro cuando éstas son

culminadas, por lo cual se hace necesaria su purga cada vez que se inicie una secuencia de medición.

Ilustración 3. Configuración de la celda de presión

• Procedimiento de Instalación La celda de presión es alojada dentro de una excavación de área similar a las dimensiones en planta del diafragma (profundidad 0,05m) realizada manualmente en la superficie de la base granular. Dentro de ésta se coloca una capa de arena de 2 cm de espesor aproximado, compactada manualmente, que tiene como objetivo evitar la interacción directa del diafragma con el suelo granular, protegiéndolo de posibles punzonamientos (que generarían concentraciones de esfuerzo) y de otra parte, facilitar la correcta nivelación del equipo. A continuación se coloca el diafragma y se nivela, para finalmente depositar una capa final de arena de grano fino, compactada manualmente, de tal forma que su nivel final sea similar al de la base granular; para la colocación y protección de las mangueras, se realiza una excavación pequeña sobre la base granular, en la cual éstas son alojadas y recubiertas con una capa de arena, hasta alcanzar el nivel original de la base. De esta forma, se procede a extender y compactar el concreto asfáltico, cuidando de la adecuada disposición de las tuberías en sus extremos localizados fuera de la estructura (en los cuales se localizan las válvulas de corte). 3.3 SENSOR DE DEFLEXIÓN DINÁMICA

• Descripción A partir del diseño y construcción de este equipo se busca cuantificar la deflexión de las dos estructuras estudiadas, bajo las cargas estáticas y dinámicas del tránsito simulado, permitiendo entre otros aspectos, su comparación con las mediciones realizadas en condición estática mediante mecanismos tales como la Viga Benkelman. Para este efecto, se dispuso de un sistema de medición que determina el desplazamiento de un punto de la superficie de la estructura respecto a un punto fijo de referencia. Este último se encuentra ubicado en el interior de la estructura de pavimento y se conforma utilizando una tubería de acero (calibre 40) sellada en sus extremos (longitud: 3.5 m, diámetro: 5.1 cm), la cual se fija en la subrasante tal como se describirá posteriormente, para asegurar que no se desplace durante la realización de la prueba (ver elemento (1) Ilustración 4). Complementariamente, se acopla una

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cápsula (elemento 2 Ilustración 4) que permite la instalación interna de un potenciómetro, que constituye el instrumento de medición del desplazamiento correspondiente a la deflexión de la estructura (Ilustración 5).

Ilustración 4. Componentes generales del equipo

de deflexión

Ilustración 5. Montaje del potenciómetro

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• Procedimiento de Instalación El procedimiento de instalación propuesto consta de tres etapas que se describen a continuación. La primera es la concerniente a la instalación de la tubería de acero que sirve como apoyo rígido, en la que se llevan a cabo los pasos citados a continuación. En primera instancia, es importante señalar que el montaje de los apoyos rígidos se realizó una vez concluida la colocación de los materiales granulares de base y subbase. A partir de la cual se realizaron para la instalación de los dos equipos proyectados, el mismo número de perforaciones, de 4 pulgadas de diámetro y 4.0 m de profundidad aproximadamente, empleando ahoyador en la primera sección de materiales granulares y un barreno de accionamiento manual en la subrasante constituida por arcilla blanda. De esta forma se buscó conformar en el fondo un bulbo de suelo – cemento, dada la dificultad que se presenta para configurar un cuerpo homogéneo de concreto que sirva como apoyo fijo a la tubería de acero. En estas condiciones, se considera que el apoyo buscado se establezca a partir de la fricción generada entre el suelo y la tubería de acero. Finalizada la colocación del concreto se introduce el tubo de acero, nivelándolo en la tapa superior del mismo, con el objeto de asegurar su verticalidad y controlando la cota final de su extremo superior, de acuerdo con las dimensiones de la cápsula metálica y la cota final esperada en la superficie de concreto asfáltico. Se procede a rellenar la perforación realizada con arena compactada manualmente, previo curado del cuerpo de concreto fundido. La segunda etapa consiste en la colocación de la cápsula metálica que alojará el potenciómetro, de forma simultanea con el extendido y compactación de las capas tratadas con ligante asfáltico. La tercera y última etapa consiste en la colocación del potenciómetro dentro de la cápsula metálica, realizando la conexión de los cables respectivos y la fijación del medidor dentro de ésta en conjunto con el sistema de accionamiento mecánico del potenciómetro.

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3.4 SENSOR DE TEMPERATURA

• Descripción Para la medición de la temperatura en el interior de la estructura de pavimento, así como en el medio ambiente, se emplearon termo resistencias tipo J. Éstas se encuentran conformadas por un cable tipo termo-resistencia, que se compone de dos alambres conductores de metales diferentes -hierro (+) y constantan (-) -, unidos en un extremo, que produce un pequeño voltaje termo eléctrico al ser calentado. El cambio de voltaje termo eléctrico es interpretado por un termómetro de termoresistencias, como un cambio de temperatura. El extremo entrelazado de los alambres es soldado con estaño, formando una par (que estará en contacto con el medio en el cual se desea realizar la medición de temperatura). En el extremo opuesto del cable se instala un conector que permite adaptar la termo resistencia al termómetro de termo resistencias, con el que se efectúan las lecturas de temperatura (ver Ilustración 6). En el proyecto, la lectura de temperatura en cada termo resistencia se realiza manualmente, conectando en su extremo el termómetro de termo resistencias.

Ilustración 6. Termoresistencia preparada para su instalación

• Procedimiento de Instalación Dado que el cable de termo resistencia utilizado es de un material sintético que resiste la temperatura a la cual se extiende el asfalto, el cable se coloca directamente dentro de las capas asfálticas, considerando que el extremo que percibe la temperatura se sitúe a la cota proyectada. Para este fin una vez realizado el extendido de cada capa asfáltica, antes de realizar su compactación se extiende el cable sobre la superficie y el extremo se introduce hasta el contacto con la capa subyacente, lo cual es fácil de controlar dada la condición del material sobre el cual se instala el sensor. En el caso de las capas granulares y de subrasante, dado el proceso constructivo seguido, a partir del nivel de base granular, en cada una de las cuatro estructuras que componen la pista se realizó una excavación manualmente hasta alcanzar el nivel de subrasante, en donde se instala la primera termo resistencia. Se procede a rellenar la excavación con el mismo material excavado, compactado manualmente hasta alcanzar el nivel de subbase granular en el que se proyecta la instalación de la respectiva termocupla y se rellena de nuevo la excavación.

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De la misma forma se procede para la instalación de la termocupla localizada en la base granular. Finalmente, se rellena totalmente la excavación, compactando manualmente el material. Dada esta última condición, las excavaciones en todos los casos fueron localizadas fuera de las trayectorias de la carga aplicada a la pista, asegurando de esta forma una perturbación mínima respecto a la evolución de su proceso de deterioro. 3.5 PIEZÓMETRO PARA MEDICIÓN DE NIVEL FREÁTICO

• Descripción Como parte adicional a la instrumentación del proyecto se lleva a cabo la instalación de dos piezómetros abiertos, de acuerdo con la metodología convencionalmente empleada en el medio para este fin. En su construcción se empleó tubería de PVC ranurada manualmente, de 3.8 cm (1.5”) de diámetro y 6 m de longitud total, sellada en su extremo inferior mediante un tapón de PVC. • Procedimiento de Instalación Las perforaciones para la colocación de las tuberías ranuradas se realizaron empleando barreno de accionamiento manual, con el cual se alcanzó una profundidad de 5.0 m. Las tuberías fueron colocadas inmediatamente después de realizar la perforación, de tal forma que 1 m de su longitud sobresaliera con respecto a la superficie del terreno. Sobre este tramo de tubería, se determinó el nivel de rasante de la pista, el cual se toma como referencia para la medición de la profundidad del nivel freático, con el objeto de facilitar la interpretación de los datos. De esta forma, se facilita además la recolección de información en futuras aplicaciones, en las que se tengan diferentes niveles de rasante. El extremo superior de las tuberías se encuentra protegido continuamente con un sello plástico para evitar la entrada de agentes extraños en ella.

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4 CONCLUSIONES A continuación se presentan las conclusiones y recomendaciones obtenidas a partir de la ejecución de las etapas de: diseño, construcción, calibración, instalación en la pista de prueba, diseño del sistema de adquisición de datos y adquisición de datos, llevadas a cabo para desarrollar y probar el funcionamiento de los diferentes sensores, requeridos para monitorear el comportamiento de las estructuras de pavimento sujetas a estudio. 4.1 SENSOR DE DEFORMACIÓN HORIZONTAL EN LA CAPA ASFÁLTICA

• Diseño, construcción y calibración de la instrumentación El montaje de la galga en conjunto con las secciones en “I” de acrílico, se considera adecuado dado que permite la inclusión del dispositivo de medición de deformación dentro de la capa asfáltica de forma segura para éste, protegiéndolo de la exposición directa a las solicitaciones impuestas por los diferentes equipos de construcción. No obstante, se recomienda la construcción de los sensores implementando diferentes mecanismos eficaces de seguridad, en lo concerniente a la unión de la galga y el cable de alimentación y salida de señal, evitando que los esfuerzos de tensión que se generen bien sea sobre el cable o sobre la sección en “I” sean transmitidos a la conexión del cable con la galga. Adicionalmente, es necesario implementar un mecanismo de fijación a la sección en “I” del extremo del conector que se encuentra unido a la galga, que permita aislar el dispositivo de medición de cualquier esfuerzo generado sobre el conector durante la construcción y/o manipulación del sensor. En cuanto al material utilizado para conformar las secciones en “I”, es de anotar que si bien el acrílico presenta condiciones mecánicas adecuadas, exhibe problemas de adhesión entre las laminas, las cuales deben unirse perfectamente para permitir el alojamiento óptimo de la galga. Es por ésto que se recomienda explorar la utilización de materiales o mecanismos de unión diferentes, que permitan garantizar un porcentaje de absorción de agua y un porcentaje de vacíos mínimo entre las laminas de acrílico. Adicionalmente, a partir del comportamiento evidenciado por los sensores instalados, se aprecia la necesidad de insistir en el estudio del comportamiento a la fatiga del material empleado para la construcción del sensor, de tal forma que se logre asegurar su estado de funcionamiento durante un periodo importante del proceso de aplicación de carga. • Instalación de la instrumentación Se concluye que la metodología desarrollada en el presente proyecto es recomendable para la instalación en campo de estos sensores y se plantea la ventaja de acopiar los diferentes cables de los sensores en puntos centrales de cada estructura (o en un punto central de la pista de acuerdo con el número de sensores), de forma que sea posible luego de finalizada la construcción de la pista la transmisión de señal a un punto general de recepción, minimizando así las necesidades de movilización de los equipos de adquisición de datos, lo cual implica mayor eficiencia en el registro y menores problemas en las conexiones de los circuitos que componen los referidos sistemas. • Datos y registros obtenidos Si bien no fue posible realizar mediciones sobre los sensores instalados debido a posibles problemas en las conexiones desarrolladas, en relación con el montaje y funcionamiento general del sistema de adquisición de datos se cuenta con la experiencia acumulada a partir del montaje del sistema realizado para llevar a cabo su prueba de funcionamiento.

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Con base en ésta, es posible señalar que los diferentes componentes presentaron el comportamiento esperado, de tal forma que en el osciloscopio se obtuvieron registros de respuesta ante la condición estática y dinámica de aplicación de carga. Dadas las condiciones expuestas, se plantea la posibilidad de realizar desarrollos posteriores a partir del montaje realizado, los cuales pueden llevarse a cabo mediante el empleo e instalación de las galgas en el laboratorio, en condiciones que permitan simular de forma razonable la condición de trabajo esperada en la estructura de pavimento. 4.2 SENSOR DE ESFUERZOS EN SUELO GRANULAR

• Diseño, construcción y calibración de la instrumentación Se concluye que el material empleado (acero inoxidable calibre 20) o su espesor, no es adecuado para conformar un sensor con el que sea posible obtener un registro acertado de datos de presión, tanto en condición de carga estática como dinámica. Por lo anterior, para su elaboración se recomienda en primera instancia la utilización de laminas de acero inoxidable, de espesor mayor al empleado en el presente proyecto (calibre 24), máxime teniendo en cuenta que se presentaron inconvenientes para ejecutar la soldadura de las partes de la celda debido al escaso espesor de la lamina, lo cual se evidenció en la presencia repetida de fugas al ser sometida a presión. Adicionalmente, se sugiere eliminar a través de la misma rigidez proporcionada por el mayor espesor de la lamina de acero a usar en la construcción de la celda, o del cambio del material utilizado y de un cuidadoso proceso constructivo, las concavidades que actualmente poseen las paredes superior e inferior de la celda, con el fin de asegurar mayor uniformidad en la distribución de la carga recibida por el sensor y eliminar así posibles transmisiones irregulares de dicha carga a las paredes de la celda. Con respecto a las tuberías adosadas a la celda, se considera que la utilización de un conducto de cobre es conveniente para la transmisión del fluido, si se tiene en cuenta que no se presentan problemas de deformabilidad de la tubería asociados al efecto de las presiones internas de trabajo. No obstante, al emplear esta tubería se experimentaron problemas persistentes de fugas en los racores de conexión, los cuales pueden ser solucionados empleando otros sistemas de acople existentes en el mercado, pero de mayor costo. Dada la posibilidad de que se presenten problemas de pérdida de sección en la tubería ante cargas de impacto ocasionadas por los equipos de construcción, no se descarta la posibilidad de emplear una tubería de mayor rigidez, que sirva de recubrimiento a la tubería de cobre. • Instalación de la instrumentación En vista de la fuerte interacción de la maquinaria empleada en la construcción de la pista con los elementos de la instrumentación, además de los problemas de circulación para equipos de magnitud apreciable, podría considerarse la construcción de las capas asfálticas empleando equipos de menor tamaño para la movilización y extendido del material, tales como cargadores pequeños, mientras el monitoreo de espesores se realiza a través de controles topográficos. De otro lado, se recomienda evitar la instalación de la tubería de cobre con curvaturas fuertes en la zona adyacente a los puntos de conexión con la celda y en las secciones restantes donde se localicen racores de conexión, debido a que el sistema de acople mecánico no garantiza un sello adecuado bajo estas condiciones.

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• Diseño del sistema de adquisición de datos y registro El sistema de adquisición de datos implementado en el presente proyecto para registrar la información proveniente del sensor de presión de poros, satisface los requerimientos necesarios para almacenar una cantidad suficiente de datos, que permita reproducir los comportamientos de esfuerzo correspondientes a frecuencias de aplicación de carga hasta de 1 Hz. Ésto se puede apreciar al manipular la torre de adquisición, dado que para frecuencias mayores ésta no registra un numero suficiente de datos por unidad de tiempo, que brinde la posibilidad de interpretar los datos adecuadamente. Debido a lo anterior, en el caso que se requiera obtener registros a frecuencias mayores a 1 Hz, es necesario desarrollar mecanismos que permitan mejorar la capacidad de adquisición de datos generados por el sensor de presión de poros. 4.3 SENSOR DE DEFLEXIÓN DINÁMICA

• Diseño, construcción y calibración de la instrumentación Es recomendable ampliar el diámetro de la cápsula metálica y limitar el diámetro del anillo encargado de sujetar los pernos de la tapa, con el objeto de incrementar las posibilidades de maniobrar los elementos que se deben disponer en su interior, mejorando además su capacidad para almacenar el cable de transmisión de señal y alimentación del elemento de medición que se disponga. Igualmente, es recomendable dividir la tapa de la cápsula en dos secciones independientes, de tal forma que en la primera de éstas se sujeten los elementos necesarios para soportar el dispositivo de medición empleado, mientras la segunda puede ser colocada una vez finalizado el proceso de montaje de todos los elementos que deban disponerse dentro de la cápsula. De esta forma se dispone de un espacio temporal en la tapa de la cápsula para verificar el montaje realizado y llevar a cabo las modificaciones pertinentes. En cuanto al principio de funcionamiento del equipo, así como lo referente a los componentes restantes y sus dimensiones, se considera que éstos se ajustan adecuadamente a los requerimientos exigidos para el apropiado registro de deflexiones. A partir de la inspección de las cápsulas metálicas después de un mes de realizar el montaje de los potenciómetros, se evidenciaron problemas de oxidación de las diferentes piezas que componen el mecanismo de accionamiento de dicho elemento, lo cual afecta su adecuado desempeño a largo plazo. En vista de lo anterior, se hace necesario disponer los tratamientos adecuados sobre estas piezas, de tal forma que se asegure mayor resistencia ante este fenómeno. Los sistemas diseñados e instalados para la calibración de los LVDT y del potenciómetro, probaron ser adecuados para obtener las curvas de sensibilidad de cada uno de éstos, a partir de las cuales se posibilita la interpretación en términos de desplazamiento, de los datos de voltaje generados por ellos. En vista de lo anterior, la metodología propuesta para adelantar tal actividad, puede ser seguida en el futuro para calibrar diferentes elementos de tal tipo. • Instalación de la instrumentación La metodología empleada para la colocación de los apoyos rígidos se considera adecuada, ya que en éstos se obtuvieron las condiciones esperadas. Sin embargo, en vista de las dificultades que se presentan para la construcción del muerto de concreto que sirve de cimentación al apoyo rígido, se recomienda explorar la posibilidad de eliminarlo, colocando una serie de arandelas metálicas soldadas a la tubería, con las cuales se incremente su área de interacción con el suelo adyacente y

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de esta forma se auto sustente. Alternativamente, puede contemplarse la colocación de una platina circular en el extremo inferior, que actué de forma similar a una zapata. Sin embargo, su tamaño se encuentra limitado por las dimensiones de la perforación requerida para la instalación de la tubería. De construirse el muerto de concreto que sirve como cimentación, se recomienda su localización como mínimo a 3.5 m con respecto al nivel de la rasante del pavimento, con lo cual es posible asegurar un adecuado funcionamiento. • Diseño del sistema de adquisición de datos y registro Se recomienda adelantar pruebas adicionales tendientes a mejorar el sistema de adquisición de datos y de esta forma posibilitar el uso de otros mecanismos para realizar las mediciones de deflexión. Es importante considerar que la colocación en campo de un LVDT es más sencilla que la correspondiente al potenciómetro, adicionalmente, su configuración lo hace más resistente en las condiciones de trabajo que se presentan en la pista. 4.4 SENSOR DE TEMPERATURA

• Diseño, construcción y calibración de la instrumentación Los materiales y componentes empleados en la construcción de las termoresistencias demostraron ser adecuados para llevar a cabo el monitoreo de temperatura en las diferentes capas de la estructura de pavimento. • Instalación de la instrumentación En conjunto con el adecuado diseño y construcción de las termoresistencias, se considera que el procedimiento seguido para la instalación de los sensores en las diferentes capas de la estructura arroja resultados positivos. Es necesario disponer elementos de protección adecuados, para aislar los conectores de las termoresistencias de la influencia directa del medio ambiente, fundamentalmente del agua lluvia, dado que a lo largo del tiempo dichos elementos tienden a oxidarse, dificultando el registro de los datos con el termómetro e introduciendo incertidumbre en las mediciones realizadas. • Diseño del sistema de adquisición de datos y registro En el proyecto se realizó el registro de datos de forma manual, evaluando la temperatura en cada sensor de forma independiente en cada una de las mediciones realizadas. De acuerdo con el número de sensores a instalar, sería recomendable concentrar los terminales para realizar una medición centralizada y de esta forma, posibilitar el desarrollo e implementación de un sistema de adquisición de datos automatizado, lo cual permitiría mayor eficiencia y continuidad en el registro. Es necesario tener en cuenta que al comparar los datos recopilados en un determinado día y hora, pueden apreciarse algunas diferencias de magnitud importante en las temperaturas registradas en sensores localizados sobre la misma capa, pero en diferentes estructuras. Se considera que tales diferencias se encuentran asociadas a problemas presentes en el termómetro de termoresistencias empleado para realizar la adquisición de datos, si bien debe considerarse que también se presenta influencia de factores externos, que impiden en un momento dado la acumulación de energía en la zona dentro de la que se encuentra localizada la termoresistencia considerada, tal como fue evidenciado en el estudio.

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