Ovalización en tuberías hincadas: causas, evaluación y lecciones técnicas
Luis Enrique Alvarado Escobedo | CIP 177929 – junio 2025
1. Introducción
En obras donde se emplean pilotes tubulares hincados con martillo diésel es frecuente observar deformaciones no previstas, en especial la ovalización, que reduce la sección útil y puede bloquear la perforación. Este artículo expone un caso real, manteniendo anónimos los actores, para ilustrar las causas y la forma de estimar el riesgo.
2. ¿Qué es la ovalización?
La ovalización es la pérdida de circularidad de la tubería causada por impactos o cargas desiguales. Se vuelve crítica cuando la relación ΔD / D supera 1 %; por encima de 3 – 5 % la broca puede quedar bloqueada.
3. Por qué estas tuberías son de “pared delgada”
| Tubería | D ext (mm) | Espesor t (mm) | Radio r (mm) | t / r |
|---|---|---|---|---|
| API 5CT H‑40 | 508 | 10 | 254 | 0.039 |
| API 5L X42N | 508 | 12.7 | 254 | 0.050 |
Con t / r < 0.1, ambas secciones califican como pared delgada, haciéndolas más susceptibles a deformaciones locales bajo impactos repetitivos.
4. Modelo empírico de deformación acumulada
La ovalización estimada se evalúa con:
ΔD = k · Et / (t · D)
Para 1000 golpes de 27 kJ y k = 0.004:
ΔD ≈ 0.004 · 27 000 000 / (10 · 508) ≈ 21 mm ⇒ ΔD/D ≈ 4 %
Un 4 % de ovalidad basta para generar bloqueo funcional, aun sin colapso visible.
5. Influencia de la corona dentada
El extremo dentado facilita la penetración inicial, pero crea concentradores de tensión y reduce la rigidez local. Bajo impactos cíclicos, esto acelera la ovalización en la zona más crítica del pilote.
6. Limitaciones y verificación recomendada
No siempre se disponen de perfiles geotécnicos ni registros continuos de golpeo. Por ello se recomienda:
- Perfilometría interna (caliper electrónico)
- Videoinspección de la sección afectada
- Ensayos PDA o modelado numérico con datos reales del martillo
7. Lecciones aprendidas
- Controlar la energía y los golpes (< 35 golpes/pie) reduce el riesgo.
- Reforzar el extremo dentado con un anillo interno.
- Registrar continuamente los datos de hincado y perforación.
- Programar inspecciones END antes de perforar.
8. Conclusión
La ovalización inducida por impactos repetitivos en tuberías de pared delgada es un fenómeno documentado. Un control adecuado de la energía aplicada y verificaciones internas tempranas evitan pérdidas millonarias por retiro o reemplazo de pilotes.
Referencias
- Ju, M., Zhang, V. Y., & col. (2021). Numerical Simulations and Experimental Study on the Reeling Process of Submarine Pipeline by R‑Lay Method. Journal of Marine Science and Engineering, 9(6), 579. https://doi.org/10.3390/jmse9060579
- Skarpetis, A. (2016). Mechanical Behavior of Steel Pipe Bends: An Overview. ASME Journal of Pressure Vessel Technology, 138(4), 041203. https://doi.org/10.1115/1.4031940
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