El radar de penetración terrestre (Ground Penetrating Radar o GPR) es una herramienta rentable, no destructiva y confiable para escanear y obtener imágenes de defectos, huecos y objetos debajo de la superficie.
En un inicio, el GPR se desarrolló y uso principalmente en geofísica y geología para escanear el subsuelo. Desde entonces, el método se ha adaptado con éxito en muchas otras disciplinas, incluida la ingeniería civil.
La naturaleza multipropósito del radar de penetración terrestre y su amplia gama de aplicaciones lo diferencian de los métodos NDT existentes. El GPR puede detectar eventos y objetos subterráneos utilizando el impulso de un radar electromagnético, con frecuencias que van desde 10 MHz a 3000 MHz. El método ha sido estandarizado por ASTM D6432.
La aplicación de métodos de ensayos no destructivos (NDT) está aumentando en la evaluación del estado de las estructuras civiles.
Los métodos NDT se utilizan comúnmente para:
- Evaluar la resistencia de los materiales por ejemplo, resistencia del hormigón, consolidación del suelo.
- Localizar objetos incrustados como tuberías y tubos, cables y túneles de registro.
- Detectar síntomas y efectos secundarios de los mecanismos de daño, delaminación y agrietamiento interno.
- Mapear el lecho de roca o los límites en medios multicapa, incluyendo asfalto, hormigón y suelo.
- Conocer el espesor o la longitud de un medio, de pilotes y revestimiento de túneles.
¿Cómo funciona el GPR?
El radar de penetración terrestre consta de una antena transmisora y una antena receptora, conectadas, sean alámbricas o inalámbricas, a una unidad de procesamiento de señales.
Para empezar emite pulsos electromagnéticos (pulsos de radar) con una frecuencia central específica para escanear el medio del subsuelo. Las ondas reflejadas de las capas del subsuelo y los objetos son capturados por la antena del receptor.
Dependiendo de la frecuencia de impulso, GPR puede detectar los eventos internos y los objetos a diferentes profundidades.
Cuando se necesita un escaneo de alta resolución, se requiere una antena con alta frecuencia; sin embargo, la profundidad de penetración se limitará a los primeros centímetros. Se requieren frecuencias más bajas cuando el objetivo es detectar eventos y objetos subterráneos muy profundos.
Aplicaciones del radar de penetración terrestre
El GPR se utiliza en una amplia gama de proyectos de ingeniería civil. La versatilidad de este método NDT lo hace bastante único entre otros métodos NDT.
Además, se puede utilizar fácilmente para escanear el subsuelo en suelo, cubiertas de puentes o simplemente ubicar barras de refuerzo, conductos activos u otros conductos de servicios públicos.
A continuación se presentan brevemente las aplicaciones más importantes del GPR en el área de la ingeniería civil:
Escaneo de concreto usando GPR
- Localización y mapeo de armaduras de acero incrustadas, barras de acero y tendones de pretensado.
- Predecir el espesor de los elementos de hormigón
- Localice posibles defectos y vacíos como áreas delaminadas
Inspección de puentes usando GPR
El GPR proporciona una solución rentable para la detección rápida de laminación potencial en cubiertas de puentes.
La principal ventaja de GPR es que se puede utilizar a la velocidad del tráfico, lo que reducirá significativamente los plazos de inspección y elimina la necesidad de cerrar carreteras y controlar el tráfico.
- Mapeo de la delaminación del subsuelo en el tablero del puente
- Ubicaciones de refuerzo, barras de acero y tendones de pretensado
Localizar objetos con GPR
El radar de penetración terrestre se puede utilizar para identificar la ubicación de los defectos subterráneos en el suelo. Se puede utilizar para mapear la ubicación de tuberías de agua, líneas eléctricas y de comunicación, tanques de almacenamiento, etc.
- Ubicación de objetos incrustados como cables, tanques, tuberías y tubos
Consideraciones prácticas sobre el GPR
A pesar de esta amplia gama de aplicaciones, existen algunas limitaciones asociadas con GPR. Estas limitaciones están relacionadas con la naturaleza de los impulsos electromagnéticos que se utilizan con fines de inspección.
Los entornos de alta conductividad como entornos húmedos, materiales contaminados con agua de mar, arcilla, materiales metálicos son problemáticos para las ondas de sonda electromagnéticas.
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Los iones y componentes bipolares que existen en entornos de alta conductividad absorben las ondas de la sonda electromagnética y disminuyen la amplitud de la reflexión, por ende, los reflejos debilitados conducen a resultados de menor resolución.