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Patologa de la Construccin en Mampostera y Hormigones
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ESCUELA POLITCNICA DEL EJRCITO
CARRERA DE INGENIERA CIVIL
PATOLOGA DE LA CONSTRUCCIN ENMAMPOSTERA Y HORMIGONES
PREVIA A LA OBTENCIN DE GRADO ACADMICO O TTULODE:
INGENIERO CIVIL
ELABORADO POR:
Egda. GABRIELA SALOM PUENTE CRDENAS
SANGOLQU, JUNIO de 2007
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CERTIFICACIN
Certifico que el presente trabajo fue realizado en su totalidad por la Srta. Gabriela SalomPuente Crdenas como requerimiento parcial a la obtencin del ttulo de Ingeniero Civil.
Sangolqu, Junio de 2007.
Ing. Msc. Marcelo Romo Ing. Ricardo Durn
REVISADO POR:
Ing. Jorge Ziga
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INTRODUCCIN
La presente investigacin que se pone a consideracin recopila informacin sobre
diversos temas concernientes a la Patologa de la Construccin en Mampostera y
Hormigones, sobre su durabilidad, factores y acciones que afectan a estos materiales y
centra su inters en el diseo adecuado de los morteros.
La importancia que radica a esta investigacin es tener una gua prctica que sirva
de base para futuros estudios que no solo se enfoque al correcto diseo estructural de
cualquier elemento, sino tambin poner atencin a nuestro entorno y realizar un
complemento de afecciones existentes en obra con diseo estructural para que la
construccin pueda cumplir con su vida til estimada.
Por otro lado, los morteros que se vienen realizando en nuestro pas,
especialmente en la ciudad de Quito, han experimentado diversos cambios en su
elaboracin, ya sea principalmente por las condiciones climatolgicas que se presenta en
obra, as como por la introduccin en el mercado de morteros premezclados que facilitan
la colocacin de ste a los maestros de obra y la aparicin de nuevos sistemas
constructivos como EMEDUE entre otros.
Sin embargo en nuestro pas el estudio del mortero en la mampostera ha sido un
poco relegado, y es por este motivo que sta investigacin centra su atencin en la
elaboracin de un buen mortero, su correcto diseo, dosificacin y tratando de cumplir
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con lo que la respectiva norma seala; puesto que se considera a ste como un elemento
necesario para que se obtenga una construccin satisfactoria, que ciertamente tienda a
minimizar las patologas que pueden ocurrir en obra y con un desempeo adecuado en la
vida til de la mampostera que en el transcurso del tiempo influir en la durabilidad de la
obra como tal y tendr una repercusin econmica para los usuarios de la misma.
Antecedentes
La ciencia de la Patologa, diagnstico y rehabilitacin de las edificaciones naceparalelamente con las prcticas constructivas, desde los confines del tiempo.
Son muchos los xitos del hombre en el deseo de construir y debido a esto hay
testimonios de todas las pocas.
La primera unidad artificial de mampostera consisti en una masa amorfa de
barro secada al sol, conocida con el nombre de adobe (Ruinas de Jeric Medio
Oriente 7350 aos A.C.). Posteriormente se crearon las unidades artificiales de
tierra y arcilla cocida en Sumeria (Valle del ufrates y Tigres, 4000 aos A.C.) y
en la ciudad de Ur (3000 aos A.C.) respectivamente, dando paso a la
masificacin de las construcciones de mampostera en las primeras civilizaciones.
A partir de ese momento, se levantaron enormes construcciones de ladrillos
asentados con betn o alquitrn, como por ejemplo la Torre de Babel (8 pisos).
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El primer reglamento de construccin fue creado por el rey Hammurabi en
Babilonia (1700 A.C.), donde se especificaba que si por causas atribuibles al
constructor, falleca el propietario de una vivienda, se deba dar muerte al
constructor.
La materia prima existente en cada zona, gener una amplia gama de tipos de
construcciones, desde las pirmides de Giza en Egipto, construidas con morteros
de yeso y arena, hasta el templo a la diosa Atenea en Grecia (Partenn), donde se
utilizaron piedras asentadas con mortero de cal y revestidas con mrmol.
Por su parte, el mortero de cemento puzolnico fue inventado por Vitruvio
(arquitecto Romano, 25 A.C.), por medio de una mezcla entre arena volcnica del
Vesubio, cal y agua. A partir de este instante, se construyeron cientos de
estructuras, variando sus formas (arco, bveda, etc.,) y tamao.
Despus de la cada del imperio Romano, el mortero puzolnico, dej de ser
utilizado, hasta que en el ao de 1756, el ingeniero britnico Smeaton, lo utiliz
para reconstruir un faro en Inglaterra.
En el siglo XVIII, paralelamente a la Revolucin Industrial, empez la
industrializacin en la fabricacin de ladrillos, inventndose mquinas como
trituradoras, mezcladoras y prensas para moldear mecnicamente el ladrillo. Slo
hasta principios del siglo XX, comenz a estudiarse de manera racional y analtica
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la mampostera, a partir de unos ensayos realizados en Estados Unidos (1913) y
en la India (1920). (1)
La durabilidad y resistencia son determinantes definitivas para garantizar el
adecuado funcionamiento de estructuras, puesto que aseguran un buen
comportamiento de las edificaciones.
Sin embargo, durante la construccin y vida til de las obras se presentan diversos
problemas, generalmente impredecibles en las etapas de planeamiento y
construccin, ocasionados por fallas o defectos generados por mltiples aspectos.
El estudio de orgenes, efectos, controles y mtodos de reparacin busca imponer
un criterio de intervencin dentro del profesional de la construccin, a fin de que
ste pueda garantizar y mantener la estabilidad general de las obras.
Los materiales empleados en fachadas y cerramientos muchas veces no satisfacen
los requerimientos y necesidades de los constructores ya que a la etapa de los
acabados los materiales no ofrecen la resistencia esperada.
Los efectos que sobre las construcciones dan lugar a estas afecciones son:
fisuracin, prdida de capacidad estructural, fractura o desprendimiento de
elementos constructivos, manchas, eflorescencias, entre otros.
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Las fisuras pueden manifestarse a temprana edad, desde las primeras horas, como
al cabo de varios aos, adems lo hacen por otra serie de signos como puede ser
su forma y trayectoria, abertura, movimiento, etc.
Desafortunadamente crece el nmero de daos que se presentan en las
edificaciones ya que existen cifras crecientes de dao en construcciones
existentes, dao en edificaciones nuevas, deterioros graves en construcciones
antiguas, nuevas condiciones de carga, amenaza y vulnerabilidad ssmica, cambio
de usos, entre otros; todo esto en base a estadsticas resientes de publicacionesemitidas va mail y revisin de la memoria del Seminario: Introduccin a la
Patologa de las Edificaciones en Hormign Armado Facultad de Ingeniera de la
Pontificia Universidad Catlica del Ecuador. Quito, marzo 30 y 31 y 1 de abril del
2005.
Referencia Bibliogrfica
1. Comportamiento Ssmico de Edificios de Mampostera no Reforzada. Ambrose,
1991.
2. Introduccin a la Patologa de las Edificaciones en Hormign Armado Facultad
de Ingeniera de la Pontificia Universidad Catlica del Ecuador. Quito, marzo 30
y 31 y 1 de abril del 2005.
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CAPTULO III
PATOLOGA
3.1 Definicin y alcance de la patologa.
Definicin
De los procesos de rehabilitacin de una edificacin, la evaluacin y el
diagnstico constituye el paso quiz ms importante puesto que de acuerdo con su
definicin se considerar la decisin de intervenir la obra civil. Acertar en el diagnstico
representa el xito de la inversin y por supuesto en la solucin de las patologas
causantes del problema.
Patologa procede del griego pathos enfermedad y logos estudio. La
Patol oga Constructivase define como la rama de la ciencia y tcnica de la construccin
que estudia los problemas en edificios y obras pblicas o alguna de sus unidades despus
de la ejecucin.
Aparentemente definir la Patologa Estructural representa una intromisin en otras
reas del conocimiento pero para una mejor comprensin conceptual de ella ms adelante
haremos un smil con las ciencias mdicas. No es a partir de las personas sanas que se
hace la docencia y prctica mdica sino frente a quien padece una dolencia, por lo que
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evaluando su cuadro clnico se hace el diagnstico, se formulan estrategias y se dan
pautas para su solucin. Algo similar ocurre con las edificaciones cuando a partir de los
daos que manifiesten, se formulan procesos de intervencin y se crean metodologas
para evitar que tales hechos se repitan en las nuevas obras.
La Patol oga de Estructuraspuede considerarse como parte de la patologa
constructiva dedicada al estudio sistemtico y ordenado de los daos y fallas que se
presentan en las edificaciones, analizando el origen o las causas y consecuencias de ellos
para que, mediante la formulacin de procesos, se generen las medidas correctivas para
lograr recuperar las condiciones de desempeo de la estructura.
Entonces la Patologapuede ser definida como parte de la Ingeniera que estudia
los sntomas, los mecanismos, las causas y los orgenes de los defectos de las obras
civiles, o sea, es el estudio de las partes que componen el diagnstico del problema.
A la terapiale corresponde el estudio de la correccin y la solucin de estos
problemas patolgicos o incluso los debidos al envejecimiento natural. Para obtener xito
en las medidas teraputicas, de correccin, reparacin, refuerzo o proteccin es necesario
no solo el estudio precedente, es decir el diagnstico de la cuestin, haya sido bien
definido ms principalmente que se conozca muy bien las ventajas y las desventajas de
materiales, sistemas y cada uno de los procedimientos de rehabilitacin de estructuras.
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Alcance de la Patologa
El proceso de construccin y uso puede ser dividido en cinco grandes etapas:
planeamiento, proyecto, fabricacin de materiales y elementos fuera de la obra, ejecucin
propiamente dicha a pie de obra, y uso; esta ltima etapa ms larga en el tiempo,
involucra la operacin y mantenimiento de las obras civiles conforme se presenta en la
grfica 13.
Figura N 13:Etapas de produccin y uso de las obras civiles
Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign
Paulo Helene, Fernanda Pereira(2)
Si por un lado las cuatro primeras etapas representan un perodo de tiempo
relativamente corto (en general menos de dos aos) por otro lado, las construcciones
deben ser utilizadas durante perodos largos en general ms de cincuenta aos para
edificaciones y ms de doscientos para presas y obras de arte de importancia social.
MaterialesFabricante de Materiales oComponentes Industrializadas
PromotorPlanosUso
Propietario
ConstructorEjecucin
ProyectistaDiseo Ejecutivo
SATISFACERAL USUARIO
P r o d u c c i n 50 aos 2 aos
U s o
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Los problemas patolgicos solo se manifiestan durante la constr uccin o despus
de la ejecucin propiamente dicha, ltima etapa de la fase de produccin. Normalmente
ocurren con mayor incidencia en la etapa de uso.
Un diagnstico adecuado del problema debe indicar en qu etapa del proceso
constructivo tuvo origen el fenmeno.
Un elevado porcentaje de las manifestaciones patolgicas tienen origen en las
etapas de planeamiento y proyecto, como se muestra en la grfica N 14. Las fallas deplaneamiento y proyecto son en general ms graves que las fallas de calidad de los
materiales o de mala ejecucin. Es siempre preferible invertir ms tiempo en el
detallamiento del diseo de la estructura, que por falta de de previsin, tomar decisiones
apresuradas y adaptadas durante la ejecucin.
4% 10%
18%
28%
40%
Planeacin
Uso
Materiales
Ejecucin
Proyecto
Figura N 14:Origen de los problemas patolgicos con relacin a las etapas deproduccin y uso de las obras civiles.
Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign
Paulo Helene, Fernanda Pereira(2)
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Al igual que la ciencia mdica para atacar una enfermedad es necesario establecer
un diagnstico, para combatir un problema constructivo y poder plantear una estrategia
de intervencin de forma racional habr que conocer el proceso patolgico, es decir, el
origen del problema, sus causas, su evolucin, sus sntomas y su estado actual. Este
proceso se desarrolla de forma secuencial en el tiempo, es decir tiene un origen, una
evolucin y un resultado final. El estudio o anlisis de este proceso requerir recorrer esta
secuencia inversa, es decir, a partir de la observacin del dao, lesin o sntoma y su
evolucin hasta el origen o causa.
Considerando el grado actual de conocimiento de los procesos y mecanismos
destructivos que actan sobre las estructuras y considerando la gran evolucin
tecnolgica experimentada en estos ltimos aos; es posible diagnosticar con xito la
mayora de los problemas patolgicos.
Para finalizar la utilidad de los estudios de patologa comprende:
La evaluacin de riesgos
Aplicacin de nuevos criterios
Evidencia de daos
Diagnstico del grado de deterioro
Determinacin de la vulnerabilidad
Determinacin de la vida til, entre otros.
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3.2Fenmenos de envejecimiento y deterioro
El nivel de dao que han manifestado algunas construcciones en todo el mundo,
tales como monumentos, edificios o estructuras de diversos tipos, ha obligado a la
inversin de cuantiosos recursos para su arreglo y al mismo tiempo ha permitido un gran
avance en el conocimiento de los diversos mecanismos de dao, con lo cual se han
formulado procedimientos y metodologas debidamente fundamentadas para el
tratamiento y recuperacin de ellas. Al mismo tiempo ha surgido la necesidad de revisar
muchas de las prcticas constructivas que se daban por acertadas y que hoy se debencorregir en las nuevas construcciones mediante acciones constructivas de la mejor calidad
a la manera de una construccin preventiva para evitar la repeticin de daos.
Antes del siglo XIX, cuando los mtodos de anlisis estructural comenzaron a
utilizarse para estimar al menos con un cierto grado de certeza el estado de esfuerzos de
los materiales y con ellos la resistencia de una estructura, el diseadorconstructor se
enfrentaba a la tarea de producir una estructura mucho ms grande o diferente en tipo que
la realizada antes, teniendo poca opcin de seleccin, pero procediendo sobre la base del
ensayo y error. No debe sorprendernos que, en perodos de rpida experimentacin y
desarrollo estructural fueran muchas las fallas tanto durante la construccin como en la
puesta en servicio. Otros fueron el cambio de uso o modificaciones a las edificaciones
originales.
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Sorprende que en la poca cuando no se dispona de los recursos tecnolgicos que
el desarrollo de la civilizacin nos ofrece, se hayan realizado construcciones que hoy
constituyen hitos de la arquitectura y de la ingeniera.
Por otro lado, el deterioro de las edificaciones por diversas causas se presenta en
todos los lugares del mundo. A pesar de las distancias las patologas son comunes. Las
causas a veces son las mismas con mayor o menor incidencia de afectacin.
No resulta fcil sealar la indicacin nica para la interpretacin de un deterioroen particular ya sea por la presencia de una fisura, mancha o anormalidad. Una misma
manifestacin de dao en un caso puede interpretarse asociada a una causa que puede
variar en circunstancias diferentes dentro de la mecnica estructural.
La realidad nos muestra un alto nivel de deterioro y dao de las edificaciones, ya
que stas se comportan tal como se construyen ms no como se disean. Esto es aplicable
a edificaciones de vivienda, de servicios, instituciones, etc., as como a sistemas de lneas
viales, redes, que por causa de su deterioro, por uso o por falta de mantenimiento
adecuado, conducen en circunstancias propias a ellas o por efecto de un fenmeno
externo, a su mal funcin, colapso, etc.
Entre el 40 y el 50% de patologas se deben al proyecto por errores que pueden
ser:
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Concepcin del modelo estructural
Clculo de acciones y esfuerzos sobre la estructura
Uso de programas
Especificacin de materiales
Dimensionamiento de secciones
Comprobacin de deformabilidad y/o
Detalles constructivos.
Una estructura mal concebida y numricamente bien calculada es incorrecta. Eldimensionamiento es una fuente de errores por la complejidad de sus tcnicas. Son
frecuentes fallos por problemas de:
Anclaje
Solapos y/o
Corte prematuro de armaduras.
Las mnsulas no siguen la ley de conservacin de secciones planas y son fuente
importante de accidentes y fisuraciones peligrosas.
Frecuentemente no se calcula a torsin el nervio de borde de forjados sin vigas,
que se fisuran. Es frecuente el fallo por esfuerzo rasante entre el hormign in situ y piezas
prefabricadas, y en su unin por depsitos de polvo en estas, as como por enlaces
defectuosos de viguetas y vigas, por desconocimiento en el clculo y detalles
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constructivos imprecisos o nulos para stas, o por la disposicin incorrecta de estribos de
punta y borde en voladizos de viguetas.
En cuanto a problemas de materiales, altas relaciones a/c aumentan la
permeabilidad, la retraccin y disminuyen la resistencia del hormign; altos porcentajes
de finos requieren mayor contenido de cemento y disminuyen la adherencia rido pasta.
Con respecto a problemas de calidad de ejecucin se tienen para el hormign:
Dosificaciones defectuosas por deficiencias en equipos y medidas
Falta de homogeneidad y/o compacidad por segregacin del hormign durante el
transporte o escaso vibrado.
Fugas de lechada por encofrados deficientes en zonas poco compactas o con bajos
recubrimientos.
Los fallos de adherencia y de anclaje se manifiestan con fisuras paralelas a las
barras principales, siendo peligroso por la inminente rotura del elemento o su carcter
frgil (anclajes). Tambin se generan fisuras en el asentamiento plstico por escasa
separacin entre armaduras o dosificacin baja.
La fisuracin por aplicacin de cargas externas es perpendicular a la direccin de
las armaduras principales y por corrosin en el sentido de las barras corrodas.
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La fisuracin en elementos no estructurales pueden ser por:
Excesiva flexibilidad de forjados
Acciones trmicas en cerramientos
Asientos diferenciales
Transmisin de cargas por tabiqueras y
Cerramientos que afectan plantas bajas.
Deterioros
Se domina deterioro a cualquier cambio adverso de los mecanismos normales, de
las propiedades fsicas, qumicas o ambas en la superficie o en el interior del elemento
generalmente a travs de la separacin de sus componentes.
Esquemticamente, se pueden agrupar de la siguiente manera:
Ataque de sulfatosDesagregacionesy desprendimientos
Ataque de cidos
DeflexionesPermanentes Desplomes
AsentamientosFluencia
Deformaciones VibracionesVariaciones trmicas
E higromtricas
Erosin - AbrasinHormigueros
Defectos EflorescenciasSuperficiales Ataque Biolgico y Medio Ambiente
Cambios de color
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Causas de deterioro en el Concreto
Los agentes causantes de los problemas patolgicos pueden ser varios:
1. Mecnicas: Sismos, sobre cargas, cargas impuestas, movimientos en los terrenos,
abrasin, vibraciones, etc. Los daos por estas causas se pueden predecir por la
presencia de fisuras o grietas en estructuras.
2. Fsicas: Son acciones como cambios en la temperatura o incendios que suelen
producir deformaciones, expansiones, erosin o prdida de masa en el concreto.
3. Qumicas: Se refiere a reacciones o ataques con cidos o sulfatos que suceden,por ejemplo, en construcciones que constantemente estn en contacto con el agua
de mar.
4. Biolgicas: El concreto tambin puede verse afectado por el embate de hongos,
bacterias, algas, lquenes, musgos o corrosin de metales. Los sntomas ms
comunes por estas afecciones son manchas en las superficies, cambios de color
(fluorescencias) y retencin de humedad.
Cada una de estas causas merecen especial atencin, independientemente que se
trate de una estructura vieja o de reciente construccin. Hay que tener especial cuidado
con la salinidad, la lluvia cida o, en su defecto, la deposicin de partculas secas que
puedan adherirse a la superficie y daarla.
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Consideraciones Generales
De acuerdo a su probabilidad de ocurrencia y de la confiabilidad que se establece
para la estructura se deber establecer un modelo de cargas equivalentes con sus
correspondientes combinaciones a considerarse en el diseo.
Las acciones, que por su baja probabilidad de ocurrencia no se tiene en cuenta las
verificaciones de los estados ltimos se las agrupa bajo la denominacin de accidentales
o extraordinarias, las que de acuerdo a su magnitud pueden ocasionar graves daos a laestructura e incluso el colapso.
Las acciones accidentales en general obedecen a causas naturales, por lo que
podran considerarse dentro de las acciones ambientales, casos tpicos son los huracanes,
los aludes, las inundaciones y los sismos de carcter extraordinario, fenmenos que en
algunos casos se pueden predecir pero que en general son difciles de modelar y
cuantificar.
Por su naturaleza, las acciones extraordinarias en cambio son prcticamente
impredecibles en el momento en que pueden actuar sobre una estructura, si es que alguna
vez lo hacen en el lapso de su vida til, y difciles de establecer su accin equivalente.
Ejemplos tpicos son los impactos de aeronaves, las acciones de guerra, un ataque
terrorista o las explosiones de distinto origen como puede ser por escape de gas,
explosin de calderas, etc.
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Si bien es cierto que se puede dar una clasificacin primaria de las acciones, una
misma accin puede responder a ms de un criterio de clasificacin y estar o no,
comprendidas dentro de las acciones que se considera en el diseo. Adems es
conveniente analizar los fenmenos asociados a las acciones de mayor probabilidad de
ocurrencia, que son los que en general se tienen en cuenta en el diseo.
Las acciones ambientales estn en relacin directa con el lugar de implantacin, y
an ms, del microclima particular que se puede generar en circunstancias especficas.
Ms all de los valores en s y de la gran cantidad de acciones posibles de actuar
en una estructura, son varias las acciones de distinto origen que pueden originar
deficiencias, fallas o degradaciones similares en una obra civil, por lo tanto es importante
analizar detalles o singularidades que presenta la obra, con el fin de individualizar a que
fenmeno en particular corresponde, a fin de conocer su origen y aplicar la medida
correctiva adecuada.
Con el fin ayudar a la comprensin de los problemas patolgicos y adoptar
medidas de solucin acordes a las necesidades de las obras civiles, a continuacin se
agrupan los fenmenos tpicos de acuerdo al origen de la accin o segn la similitud de la
respuesta de la estructura y son:
Corrosin de armaduras
Accin de las cargas exteriores. Procesos mecnicos
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Accin de los cambios de humedad y temperatura
Acciones que generan desintegracin del concreto.
Acciones inducidas
Fallas tpicas del proceso constructivo
Accin Ssmica.
3.3 Errores ms usuales que generan patologas.
Los errores ms usuales que generan patologa son debido a que los profesionalesestudiamos por separado materias importantes tales como: esttica, resistencia de
materiales, mecnica de suelos, cimentaciones, estructuras, entre otras.
La disociacin de stas provoca una reaccin directa en el proceso constructivo
del proyecto, generando serias deficiencias en los siguientes procesos:
a) La interaccin entre suelos y estructuras.
b) La interaccin entre los cerramientos y las estructuras.
c) La interaccin entre el entorno y el edificio.
d) Accin y reaccin en edificios livianos y edificios pesados.
e) Fisuras que derivan por defectos de construccin.
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Interaccin entre suelos y estructuras
En los edificios livianos, generalmente los de una planta, los suelos actan sobre
la construccin, mientras que en edificios pesados, los de varias plantas, es la
construccin que acta sobre el suelo. Resulta generalizada la idea de distinguir siempre
al suelo por su tensin admisible o capacidad de carga, sin importar el cambio de
volumen del suelo por variaciones de humedad, o por las fuerzas que puede provocar por
su levantamiento.
La interaccin entre los suelos y los edificios se debe conocer y tener en cuenta en
el diseo no slo de las cimentaciones sino tambin del conjunto del edificio. Muchas
viviendas livianas se fisuran cuando las paredes no estn debidamente cargadas, es decir
cuando las paredes "flotan" sobre el suelo. La mayora de las patologas en edificios
livianos se presentan porefectos mecnicos producidos por l os suelos.
En edificios medianos, las columnas se apoyan sobre zapatas individuales,
mientras que las paredes sobre vigas encadenadas, muchas veces en forma independiente.
Las patologas se presentan en las paredes cuando stas poseen movimi entos distintosa
los de las columnas. Generalmente los asentamientos bajo zapatas son diferentes a los
Producidos bajo vigas encadenadas.
En los edificios en altura, los pesados, cuando la fundacin se resuelve mediante
pilotaje profundo, los suelos quedan presionados y confinados por los pilotes. En estos
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F igura N 15:Vista de Pared flotanteFuente:Manual del Constructor Grupo Minetti(4)
Interaccin entre el entorno y el edificio
El lugar o terreno donde se construir el edificio (especialmente si ste es del tipo
liviano), contiene una variedad muy grande de condicionantes que ayudan a la
durabilidad de la construccin.
La existencia de infraestructura tales como: alcantarillado, pavimentos, veredas,
edificios vecinos, vegetacin perimetral, capa fretica, tipo de suelo. Todas deben ser
variables de diseo arquitectnico, estructural y tambin de durabilidad.
En la universidad se acostumbra de disear y dimensionar las estructuras sin
importar el entorno o mbito donde se emplazar el edificio. Muchas patologas de
temprana edad son provocadas por la agresin del medio ambiente al edificio.
Hay casos de pueblos que al ser instaladas las obras de alcantarillado se eliminan
los pozos negros, esto modifica el nivel fretico y las variaciones en el contenido de
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humedad de los suelos son fuertes, provocando patologas generalizadas en grandes reas
del lugar.
Accin y reaccin en edificios livianos y pesados
La idea generalizada de que las acciones o las cargas son siempre gravitatorias, es
decir de arriba hacia abajo, hace que se desechen las denominadas cargas negativas;
aquellas que van de abajo hacia arriba.
En la mayora de los casos los edificios livianos son diseados y dimensionados
sobre la base de la tensin admisible a compresin. Se verifican las paredes, las vigas de
encadenados superiores, los dinteles, incluso las vigas de fundacin por compresin, que
no superen las admisibles.
Sin embargo los edificios se fisuran por otra fuerza no tenida en cuenta en ningn
momento; acciones de traccin generada por los movimientos diferenciales del suelo, por
las cargas negativas.
Esta condicin de cargas habitualmente no se la estudia en la universidad. Es
necesario que se distinga los edificios que "aprietan" el suelo de aquellos otros que
"flotan" sobre el suelo. Las fundaciones, las estructuras y las paredes deben disearse de
manera diferente para unos y otros.
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Otro error es que ante la ausencia de visualizacin espacial de las estructuras, en
la etapa de proyecto o diseo estructural, los ingenieros pueden resolver e imaginar
nicamente las acciones contenidas en el plano. No pueden pensar en el espacio y
establecer las fuerzas que en muchas ocasiones son las causantes de fisuras y patologas.
Circunstancias parecidas se plantean en las paredes de los edificios livianos. En
todas las viviendas, las paredes perimetrales y las divisorias internas se unen
transversalmente mediante trabas rgidas. Cualquier movimiento de la pared perimetral o
portante es causa de fisura en la pared divisoria. Es un problema espacial. La causa de lafisura no est en la pared divisoria, sino que se puede encontrar alejada e inducida por la
pared perimetral.
Para interpretar las enfermedades de los edificios es necesario tener el
pensamiento de los esfuerzos en el espacio y eliminar la errnea imagen del plano.
Fisuras que derivan por defectos de construccin
Las fisuras del hormign pueden ser tambin la consecuencia de defectos de
construccin: capacidad portante insuficiente, distribucin inadecuada de la armadura,
disposicin no idnea o ausencia de juntas, incompatibilidad entre los materiales,
acomodamiento debido a reacciones imprevistas del suelo o a movimientos del terreno.
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3.3.1 Referencias Bibl iogrficas
3.1 Revista Habitat. Ttulo: Patologa en la construccin errores en la enseanza. Autor:
Ing. Jorge Ral Bernal, Profesor titular de la ctedra: "Patologa de la Construccin"
en la Facultad de Arquitectura, Universidad Nacional del Nordeste. 2004.
3.2 Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign. Captulo I Acciones sobre las
Estructuras de Hormign. Autores: Alejandra Benitez, Anbal Manzell, Claudio
Macchi, Geraldine Charreau, Jorge Risetto, Luis Fernandez Luco, Nstor Guitelman,Walter Morris. 2005.
3.3Seminario Introduccin a la Patologa de las Edificaciones en Hormign Armado.
Pontificia Universidad Catlica del Ecuador. Facultad de Ingeniera Civil. 2005.
3.4Manual para el Constructor. Grupo Minetti. Argentina. 2003.
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CAPTULO IV
OBSERVACIONES A ACCIONES FSICAS
4.1Tcnicas de sondeos y Prospeccin.
En este captulo se detallan los principios bsicos para la eleccin de la tcnica de
reparacin o proteccin ms apropiada a cada caso concreto de intervencin cuando los
objetos son elementos estructurales de hormign armado y de mampostera.
Estas tcnicas de observacin a acciones fsicas comprenden desde: la
imprescindible toma de datos previa y registro ordenado de la informacin recopilada
hasta la relacin comentada de las diversas tcnicas y materiales especficos a utilizar. (1)
En primer lugar se exponen las bases sobre las que ha de fundamentarse la
diagnosis y el alcance de las diversas operaciones de observacin de los daos, ensayos a
realizar y formas de anlisis de la informacin recopilada. (1)
Se detalla los diversos tipos de intervencin posibles segn sean los objetivos de
la actuacin, y se comentan los diversos aspectos y condicionantes de toda ndole, de
mantenimiento, etc., que deben ser tomados en cuenta en el proceso de seleccin. (1)
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En una tercer y ltima parte se detalla y precisan los materiales y tcnicas de
posible utilizacin, especificando sus propiedades, campo de aplicacin, criterios de
seleccin y caractersticas de su puesta en obra, comparndose y valorndose a su vez los
diversos procedimientos descritos, en funcin de las posibles variables presentes en cada
situacin. (1)
Hay que aclarar que las normas no especifican cules son las tareas a realizar por
parte de los tcnicos de un modo exhaustivo, pues en cada normativa existe una mayor o
menor exigencia de pronunciamiento, por lo que se pretende dar unas pautas mnimas a
seguir para lograr realizar una correcta inspeccin. (2)
Es conveniente explicar la diferencia entre informe, dictamen y certificado, pues
es imprescindible conocer el alcance tcnico y jurdico del pronunciamiento de los
tcnicos al inspeccionar una obra civil. (2)
Un informe es la exposicin por escrito de las circunstancias observadas en elreconocimiento de una obra, mientras que un dictamen trata de la exposicin por escrito
de la opinin justificada que emite un tcnico sobre la cuestin sometida a consideracin.
Un certificado es un documento en el que se asegura la verdad de un hecho y
circunstancias relacionadas con la edificacin o el suelo. (2)
A la hora de afrontar la tarea de inspeccionar una obra civil con el objeto de
dictaminar o certificar, segn los casos, la seguridad constructiva de la misma e informar
a las autoridades y a los propietarios de su resultado, debe comenzarse por situar
correctamente la obra objeto de inspeccin, para lo cual el tcnico aportar un plano de
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ubicacin de base cartogrficamunicipal o catastral, identificando la obra inspeccionada
y sealando, segn existan o no, plantas bajo rasante, edificio y/o construccin
(inspeccionadas o no) e indicando la relacin con las reas colindantes, obras bajo rasante
no inspeccionadas. (2)
Para elaborar y complementar el informe, dictamen o certificado ha de tenerse
presente que aquel ha de precisar la localizacin de los daos y sus posibles causas y/o
las obras a ejecutar de forma priorizada, indicando las medidas de seguridad que se hayan
adoptado de forma inmediata en los casos que as se requiera.
Tambin ser necesario analizar y precisar las condiciones mnimas de
estanqueidad y consolidacin estructurales, as como las de habitabilidad, en las que han
de mantenerse las construcciones en funcin de su uso, teniendo muy presente que la
seguridad constructiva incluye elementos cuyo deficiente estado supone riesgo para las
cosas y sobre todo para las personas.
Estas condiciones se pueden desglosar del siguiente modo:
Seguridad, estabilidad y consolidacin estructurales, de tal forma que no se
produzcan en la obra o en partes de la misma, daos que tengan su origen o
afecten a la cimentacin, los soportes, las vigas, los forjados, los muros de carga u
otros elementos estructurales y que comprometan directamente la resistencia
mecnica y la estabilidad de la obra.
Seguridad y estabilidad de los elementos constructivos cuyo deficiente estado
suponga un riesgo para la seguridad de las personas, tales como chimeneas,
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barandillas, falsos techos, y elementos ornamentales o de acabado, en particular si
pueden caer a reas pblicas.
Estanqueidad y buen funcionamiento de las redes de alcantarillado, de forma que
no se produzcan fugas que afecten al funcionamiento o uso de la obra o puedan
ser causa de falta de seguridad descrita en los dos primeros tems.
El cumplimiento de las condiciones establecidas en los tres apartados anteriores
supondr que la obra rene los requisitos de funcionalidad y uso exigibles a efectos de la
inspeccin tcnica.
Para que el tcnico pueda lograr su objetivo, deber analizar el estado de la
estructura, cimentacin, losas, vigas, columnas y fachadas, otros paramentos, cubiertas,
pisos y redes de alcantarillado.
Para ello, es conveniente realizar las pruebas necesarias (ensayos, estudios,
chequeos, anlisis, sondeos, reconocimientos, exmenes, tanteos), con el objeto de
comprobar los daos y el proceso patolgico que puedan afectar a la obra.
Los mtodos de inspeccin, segn el nivel de conocimientos y experiencia
profesional del que la realiza, conjuntamente con la complejidad del proceso patolgico,
podrn ser los siguientes:
Documental.
Sensorial.
Tcnico.
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En algunos casos, los menos complejos, podr efectuarse la inspeccin
nicamente de modo sensorial, aunque es aconsejable que se empleen los tres mtodos.
Los mtodos documentales son aquellos que facilitan informacin escrita y/ogrfica sobre la obra (materiales empleados, fecha de construccin, sistema constructivo,
reformas parciales o totales, etc.), tales como memorias de construccin, normativa de la
poca, expedientes de licencia y otros.
Con respecto a los mtodos sensoriales, que, por otra parte, son los que se sealan
como los ms comnmente utilizados, es obligado efectuar la siguiente apreciacin: esobvio que los sentidos se utilizan siempre al hacer una inspeccin, y por tanto, parece
ilgico que un tcnico especifique que se han utilizado estos mtodos.
Consisten en servirse de los sentidos de la vista, el tacto, el odo, el sabor y el
olfato para determinar ciertas lesiones:
Deformaciones.
Fisuras.
Grietas.
Roturas.
Decoloraciones.
Desprendimiento de materiales.
Humedades.
Oquedades.
Existencia de insectos.
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Escorrentas de agua.
Los mtodos tcnicos pueden ser varios, tambin en funcin de la complejidad
patolgica con que se encuentre el tcnico, y se podran clasificar del modo siguiente:
Trabajos de campo.
Trabajos de estudio.
Trabajos de laboratorio.
Los trabajos de campo pueden englobar desde la fotografa, mtodo ms
habitualmente utilizado, hasta los que a continuacin se exponen:
Extraccin de muestras.
Catas.
Testigos.
Deteccin de gases.
Sondeos.
Video-robots.
Rayos X.
Los trabajos de estudio y laboratorio consistirn, entre otros, en estudios
geotcnicos, medicin de deformaciones, clculo estructural y ensayos de materiales.
Es conveniente que el tcnico analice las interacciones producidas por patologas
existentes en obras colindantes y las condiciones en que se encuentran las conducciones
prximas a la obra. (2)
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4.2 Tipos de Inspeccin
Dependiendo de la circunstancia que haya causado la realizacin de la inspeccin
a una obra, ser necesario desarrollar a menor o mayor profundidad una evaluacin que
permita comprender la naturaleza de las afectaciones. En cualquier caso se requiere
suficientes conocimientos y criterio de parte del profesional que efecta la evaluacin
puesto que de la fundamentacin y responsabilidad de sus apreciaciones podrn derivarse
procesos de mayor o menor intervencin con los consiguientes efectos sobre la
edificacin. (3)
As queda claro que la inspeccin de una estructura es una tarea compleja que
requiere destrezas y conocimientos sobre los materiales y el comportamiento
estructural. La observacin y anlisis permiten determinar las causas de las
manifestaciones de dao que pocas veces se encuentran de manera evidente y las ms
cuando se trata de una combinacin de circunstancias.
Figura N 16:La inspeccin de una obra requiere familiaridady conocimientos con los aspectos de comportamiento y mecnica de las estructuras.
Fuente:Evaluacin de Patologas en Estructuras de ConcretoHarold Alberto Muoz M. 2001(3)
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Ante la evidencia del dao se realiza la inspeccin siendo esta metodologa
utilizada en casos cuando probablemente los daos pueden comprometer algunas de las
condiciones propias de los elementos estructurales tales como la resistencia, estabilidad,
durabilidad entre otras.
Surge entonces la necesidad de realizar distintos tipos de inspecciones de acuerdo
a la necesidad que se tenga para evaluar la prevencin o el dao. Esta es una metodologa
que solo las condiciones propias de la obra en consideracin puede definir la validez de
una o varias de ellas. De acuerdo con el alcance que se desee sealar en unainvestigacin, podemos distinguir las siguientes clases de inspeccin que desarrollaremos
enseguida:
Inspeccin Preliminar
Inspeccin Detallada
Inspeccin Especial e
Inspeccin Rutinaria o de mantenimiento.
INSPECCIN PRELIMINAR
El propsito de esta inspeccin es el de evaluar de manera inicial o preliminar las
condiciones en que se encuentra una obra. Se trata de recorrer el proyecto y mediante una
fundamentada observacin formarse una idea clara y precisa del estado general, evaluar
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el tipo de problemas que la afectan con lo cual, se determina si es necesario pasar a una
inspeccin ms rigurosa.
Para su realizacin es importante poseer la anuencia del propietario y slo es
necesaria la presencia de un profesional experto en los temas de patologa quien con la
simple observacin determina de manera general el estado de la obra. Tales
observaciones pueden ocurrir cuando se presentan posibilidades de negocios de
propiedad raz, cambio de uso, pequeas alteraciones por renovacin de acabados,
anomalas de diversos tipos, cambio de uso y eventualmente despus de circunstanciasespeciales como la ocurrencia de un sismo pero en este caso con la presencia de
profesionales adiestrados en este tipo de metodologas.
Puede ocurrir, sin embargo que la inspeccin preliminar determine la necesidad
de una investigacin detallada y rigurosa como veremos enseguida pero la Inspeccin
Preliminar representa una muy buena oportunidad para conocer sobre el estado de las
obras y probablemente algn dao por incipiente que parezca descubierto en esta etapa
evitara un mayor costo de la reparacin que si se determina tardamente.
Figura N 17:Vista de cabeza de columna.
Fuente:Evaluacin de Patologas en Estructuras de ConcretoHarold Alberto Muoz M. 2001(3)
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Esta Inspeccin Preliminar se realiza sin ningn tipo de equipo y se excluye la
ejecucin de pruebas puesto que solamente derivado de la inspeccin preliminar se
proceder a formular una inspeccin ms profunda o detallada.
Cada proyecto es un prototipo no hay dos iguales, de manera que conocer las
caractersticas de la obra lleva consigo una exhaustiva investigacin de sus propiedades,
siempre que sea posible se tendera a la metodologa cientfica evitando los mtodos
intuitivos, razn por la cual es necesario conocer los antecedentes del ms variado orden
con miras a conseguir suficiente informacin que conduzca a la mejor comprensin delcomportamiento de los elementos del objeto en estudio.
De una obra debe conocerse aspectos de ndole general y particular entre los que
se destaca:
Tabla N 4.1:Aspectos Generales de un Proyecto
ITEM OBSERVACIONES
Nombre del ProyectoDireccinLocalizacinUbicacin
Propiedad derea de construccinTipo de Obra
Ao de construccinFecha de otras ampliaciones oremodelaciones
Constructor Matrcula profesionalDiseador Matrcula profesionalCalculista Matrcula profesional
Planos de construccin Planos de obra y/o de modificaciones si existieranEstudios previos:Condiciones Topogrficas
Estudios AmbientalesEstudio de SuelosAccidentes Geotcnicos
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Uso e historia de utilizacin: Especificar si es vivienda (que tipo), puente, va, muros,canales, etc.
Materiales predominantes: Hormign, Mampostera, Madera, Acero, Prefabricado, etc.Normas Utilizadas:Documentos de Obra:Documentos Adicionales
Luego de evaluar cada aspecto considerado en la tabla anterior se puede elaborar
un Informe de Inspeccin Preliminar el cual tomar como referencia los aspectos
generales del proyecto, de esta forma se dar por culminada la inspeccin.
Existirn casos en donde la Inspeccin Preliminar pueda profundizar aspectos
relacionados con la capacidad estructural y eventual requerimientos de reforzamiento, los
cuales sern tratados con ms detalle dentro de la Inspeccin Detallada.
Como complemento a la tabla N 4.2 se puede incrementar otras referencias que
estarn inmersas en el informe y que ayudarn a tomar medidas preventivas para tener un
buen funcionamiento y mantenimiento de la obra.
Tabla N 4.2:Referencias para considerar en un Informe
ITEM OBSERVACIONESAntecedentes del proyectoEvaluacin visualDaos y anormalidadesHumedadesManchasFisuras o grietasZonas de evaluacin
Ensayos recomendadosRecomendaciones inmediatasPlan de trabajo posterior
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INSPECCIN DETALLADA
Cuando la Inspeccin preliminar lo recomienda o la evidencia de los daos lo
hace necesaria, se realiza un tipo de Inspeccin que llamaremos INSPECCIN
DETALLADA por cuanto las condiciones y circunstancias presentes en la obra exijan
una exhaustiva investigacin.
INSPECCIN ESPECIAL
La inspeccin Especial est recomendada como una caso particular de patologas
puntuales cuando de manera casi repentina o sbita aparecen daos que afectan la obra y
se hace necesaria una inspeccin a partir de la cual se toman medidas inmediatas como
por ejemplo, la evacuacin de la obra por daos causados por construcciones aledaas,
daos por acciones terroristas, por efecto de un sismo, etc.
Podra decirse que corresponde a una parte de la Inspeccin detallada. Se puede
elaborar un informe en el cual se haga referencia al motivo de la inspeccin,
considerando pautas y recomendaciones que deben seguirse especialmente frente a la
estabilidad y seguridad derivada del uso del proyecto
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INSPECCIN RUTINARIA O DE MANTENIMIENTO
La inspeccin Rutinaria o de mantenimiento como su nombre lo indica se realiza
en perodos regulares de tiempo como parte de programas de prevencin de daos o
como fundamento para acciones de limpieza, reposicin de acabados, pintura, etc.
INSPECCIN DETALLADA
La Inspeccin Detallada cubre un conjunto de acciones que deben seguirse de
forma secuencial y programada y cubre entre otras, las siguientes labores:
Investigacin Documental
Inspeccin visual detallada
Levantamiento grfico de daos
Recuento fotogrfico
Planeamiento y definicin de ensayos
Diagnstico de Patologas
Informe de la Inspeccin
INVESTIGACION DOCUMENTAL
Es evidente que el primer paso de la evaluacin de una obra ser la recopilacin
de toda la informacin escrita, dibujada o esquematizada relativa al proyecto o ejecucin
de la construccin. Se incluye dentro de los documentos, el diseo arquitectnico, el
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estudio geotcnico o de suelos, el proyecto estructural, memoria de los clculos, libro de
obra, registros de interventora, etc. sin descartar los antecedentes que puedan existir
inclusive sobre comportamiento de las obras aledaas.
F igura N 18:Las fotos muestran las estructuras afectadas por causa de la exposicin ala intemperie, y porque no ha sido considerado el criterio de durabilidad dentro del
diseo o construccinFuente:Evaluacin de Patologas en Estructuras de Concreto
Harold Alberto Muoz M. 2001(3)
INSPECCIN VISUAL DETALLADA
El propsito de realizar un detallado inventario de los daos mediante un
levantamiento, es el determinar el grado de compromiso de la estructura por tales efectos
adems de permitir la cuantificacin de la rehabilitacin.
La realizacin de esta etapa implica las labores previas de la ejecucin de planos
de la estructura a escala y ahora preferiblemente en medio magntico para el posterior
manejo de la informacin grfica.
Con los planos se realiza un detallado levantamiento de daos trascribiendo en
ellos todas las afectaciones que presente la obra.
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Se deben efectuar las anotaciones lo mas precisas posibles indicando el rea
afectada, la longitud que cubre el dao, tamao de las fisuras, caractersticas principales,
zonas de humedades y manifestaciones externas de dao. Se debe elaborar a medida que
se van requiriendo una clasificacin o nomenclatura de los daos para lo cual es
necesario establecer un glosario de trminos como el siguiente, adoptado del ACI.
En cada caso se calificar objetivamente la magnitud y se localizarn en el plano
para facilitar su cuantificacin como herramienta importante en el posterior proceso de
obra. (3)
4.3 Tipos de Intervenciones
Para conseguir una correcta eleccin de las tcnicas y materiales de intervencin
mas adecuados, hay que determinar previamente la funcin o funciones que estas debern
cumplir una vez en servicio. (1)
Por las caractersticas de los trabajos a realizar y por su mayor o menor incidencia
en los aspectos estructurales, podemos optar por cinco alternativas o tipos de intervencin
genricos que comportan en si mismas unas formas de actuar sensiblemente
diferenciadas. A grandes rasgos, estos grupos de soluciones los podemos resumir en los
siguientes conceptos:
Actuaciones de urgencia
Consideraremos en este grupo las actuaciones que hay que realizar, de forma
rpida, para subsanar lesiones que pueden resultar peligrosas para el uso de la obra o para
http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc48663449http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc48663449http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc486634497/28/2019 Patologia de La Construccion de Estructuras de Mamposteria y Hormigon
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dar respuesta a una necesidad urgente en la funcionalidad del elemento estructural. En
muchas ocasiones este tipo de actuacin tiene un carcter de provisionalidad y su
objetivo prioritario es el de mantener en servicio y/o evitar riesgos a los usuarios durante
el tiempo que se realiza la diagnosis, se redacta el proyecto y se ejecuta la actuacin
definitiva. En otros casos, se plantean como intervenciones que deben permanecer en el
tiempo. (1)
Figura N 19: Trabajos de apuntalamientoFuente: Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign
Red Rehabilitar. 2005(1)
Actuaciones de prevencin y/o proteccin
Se trata de intervenciones que tienen como objetivo dar una proteccin a los
componentes estructurales para evitar o reducir la progresin de su proceso de
degradacin o protegerlos contra el fuego, atmsferas agresivas, corrosin, desgaste
superficial, otros. Bajo este concepto, se pueden plantear diferentes variantes; as, se
puede actuar protegiendo directamente el elemento estructural, actuando sobre suentorno, limitando las cargas de uso y planteando un seguimiento o control peridico en
sus puntos crticos.
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Las limitaciones en el uso pueden resultar muy tiles para estructuras que no se
encuentren en situaciones lmite.
Las pinturas protectoras deben aplicarse en elementos que no presenten
resquebrajaduras para conseguir los efectos deseados. Mantener una estructura en uso
puede exigir la realizacin de controles peridicos de la misma
F igura N 20:Vista de IntervencionesFuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
Actuaciones de reparacin
Cuando la degradacin ha afectado al elemento estructural, debemos plantearnos
una reparacin de la zona afectada para recuperar sus prestaciones iniciales que sea
adecuada a sus funciones estructurales. La complejidad e importancia de este tipo de
actuaciones puede resultar muy variable, en funcin de las caractersticas del elemento,
de su ubicacin y de su estado de degradacin.
Las reparaciones aplicadas a las zonas degradadas resultan complejas y requieren
de una diagnosis muy precisa para determinar la extensin de los trabajos.
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F igura N 21:Vista de IntervencionesFuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
Actuaciones de refuerzo
Cuando nos encontramos ante errores en el clculo o ante nuevas solicitaciones
que superan las inicialmente previstas para los elementos estructurales, debemos recurrir
a la incorporacin de nuevos componentes estructurales, mediante sistemas de refuerzo
adecuados.
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F igura N 22:Vista de IntervencionesFuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
F igura N 23:Incremento de la capacidad portante mediante
Pletinas Metlicas o Fibras de Carbono.Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
Los refuerzos de hormign en algunos casos y los perfiles metlicos en otros, son
tambin recursos adoptados en muchas de las reparaciones de las estructuras de
hormign.
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F igura N 24:Refuerzos de Hormign
Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
Actuaciones de sustitucin
Cuando la incapacidad estructural resulta manifiesta y el refuerzo difcilmente
aplicable, se opta por la sustitucin de la estructura. Esta sustitucin se puede realizar
eliminando fsicamente el elemento estructural y sustituirlo por otro nuevo o, lo que
resulta ms sencillo, anulando su funcin mecnica actual mediante la introduccin de
nuevos elementos resistentes.
Dada la complejidad de los componentes estructurales de un edificio y la
diversidad de situaciones que puede presentar, resulta habitual que nos encontremos ante
la necesidad de aplicar varias de estas opciones conceptualmente definidas. Para
simplificar el trabajo, resulta recomendable agrupar situaciones parecidas para darles un
tratamiento nico, evitando as una multiplicidad de grados de intervencin que
complicaran innecesariamente la labor de proyecto y ms an los trabajos de ejecucin.
Siempre ser la diagnosis realizada la que nos permitir establecer grupos homogneos,
en cuanto a caractersticas y estado de conservacin, y para cada uno de ellos se
determinar un tipo u otro de intervencin ajustada a cada situacin.
http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc48663456http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc48663456http://localhost/var/www/apps/conversion/RED%20REHABILITAR/HTML/Capitulo8/Capitulo.htm#_Toc486634567/28/2019 Patologia de La Construccion de Estructuras de Mamposteria y Hormigon
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Figura N 25:Sustitucin funcional de estructuras de hormign
Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.
Red Rehabilitar. 2005(1)
4.4 Metodologa del Levantamiento Grfico de Patologas
Para la mejor comprensin de las causas asociadas con las patologas existentes
en una obra bajo estudio, se recomienda la ejecucin del levantamiento grfico de ellas
siguiendo una metodologa que parte de la definicin de un conjunto de convenciones.
Para cualquier tipo de daos, puede establecerse una convencin semejante que de alguna
manera asocie el fenmeno fsico con la representacin grfica.
Debe quedar claro que para este proceso no es necesario definir la causa del dao.
Es decir, se trata de realizar un levantamiento de daos para transcribirlo de la mejor
manera posible al dibujo del elemento. Por ejemplo, una viga puede contener un conjunto
de fisuras que sin importar si son por causa de la flexin, el esfuerzo cortante u otro
motivo, se transcriben de acuerdo con su localizacin y posicin al dibujo del elemento
estructural sin asociarlas al fenmeno al que pertenecen. Posteriormente se definir el
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patrn de dao y se diagnosticar su causa de acuerdo con el juicio de valor que debe
sustentarse.
Tabla N4.3:Formas de levantar daos
TIPO DEDAO
REPRESENTACIN GRFICA
FisurasSeparacin incompleta entre dos o ms partes con o sin espacio entre ellas. Su
identificacin se realizar segn su direccin, ancho y profundidad utilizando lossiguientes adjetivos: longitudinal, transversal, vertical, diagonal, o aleatoria. Los rangos
de los anchos de acuerdo con el ACI son los siguientes: Fina menos de 1 mm Mediana entre 1 y 2 mm Ancha ms de 2 mm
Desintegracin
Deterioro en pequeos fragmentos o partculas por causa de algn deterioro.
Distorsin
Cualquier deformacin anormal de su forma original.
Eflorescencia Depsito de sales, usualmente blancas que se forman en las superficies.
Exudacin
Lquido o material como gel viscoso que brota de los poros, fisuras o aberturas en la
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superficie.
Incrustaciones Costra o pelcula generalmente dura que se forma en la superficie de concreto o de la
mampostera.
Picaduras
Desarrollo de cavidades relativamente pequeas en la superficie debido a fenmenos
tales como la corrosin o cavitacin o desintegracin localizada.
Crteres Salida explosiva de pequeas porciones de la superficie de concreto debido a presionesinternas en el concreto que permite en la superficie la formacin tpicamente cnica.
Escamas
Presencia de escamas cerca de la superficie del concreto o mortero.
Estalactita Formacin hacia debajo de materiales provenientes del interior del concreto
Estalagmita
Formacin hacia arriba de materiales provenientes del interior del concreto.
Polvo
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Desarrollo de material de polvo sobre la superficie dura.
Corrosin
Desintegracin o deterioro del concreto o del refuerzo por el fenmeno electroqumicode la corrosin.
Goteras
Humedad causada por las aguas lluvias bajo la cubierta.
Fuente:Evaluacin de Patologas en Estructuras de Concreto
Harold Alberto Muoz M.(3)
Para ejecutar este levantamiento no se requiere personal especializado pero si
personas con suficiente criterio y capacidad para distinguir el dao y poderlo reproducir
apropiadamente en los dibujos del levantamiento. Se establece que las personas que
ejecuten esta labor, utilicen casco y vestimenta apropiada con los recursos necesarios
como comparador de grietas, cmara fotogrfica, binculos, lupas, lpices de colores,marcadores, papel engomado, linterna, cinta mtrica, hojas y tabla de soporte, etc.
Para realizar el levantamiento de daos y de acuerdo con la magnitud e
importancia de ellos, se pueden elaborar, previamente, algunos esquemas axiomtricos y
otros desarrollados del elemento que se desea reproducir con el fin de soportar el
diagnstico del patrn de dao. Los dibujos deben realizarse a la escala apropiada. (3)
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4.5 Tipos de Sondeos
Actualmente podemos hablar no solo de tcnicas que ayudan a identificar daos
en el hormign, por otro lado existen nuevos aparatos para el mejor control del concreto,y esto se ha logrado gracias a los avances en el desarrollo de nuevas y mejores pruebas
que, de una manera sencilla, fcil y precisa, proporcionan datos del concreto fresco y
endurecido, en base al ACI 318-99 (Requerimientos del Cdigo de Edificacin para
Hormign Estructural).
Ejemplo de ello son:
1. El medidor "K" de revenimiento que da resultados en un minuto;
2. El minimedidor de aire para determinar contenido de aire en la mezcla;
3. El probador K-5 de resistencia acelerada donde se expone un cilindro a una
presin de 10 Mpa y a una temperatura de 149 C durante tres horas y se deja
enfriar dos horas antes de obtener resultados a edades tempranas, lo cual tomacinco horas en comparacin con las 24 de los mtodos anteriores. (4)
Dentro de un estudio de patologa, es necesario el pleno conocimiento del
proyecto, de manera que antes de realizar cualquier actividad, se debe recorrer repetidas
veces la obra con el fin de formarse una idea clara de su condicin y de acuerdo con esto
sealar las reas de los trabajos de inspeccin. En esta etapa del estudio se definen los
lugares y tipo de labores a realizar, tomando en consideracin diversas circunstancias que
pueden presentarse en obra. (5)
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No es posible sealar un procedimiento rutinario, nico y completo del tipo de
ensayos que deben realizarse puesto que eso depende de los daos presentes y del criterio
del profesional que realiza la inspeccin. Las afecciones pueden provenir de varias
respuestas que la obra manifieste.
Las patologas pueden estar asociadas con circunstancias derivadas del
intemperismo de la obra y sern otras variables las que deben tomarse en cuenta. Existen
casos en donde los daos no muestran su naturaleza de manera evidente, por lo cual
primar el criterio del profesional quien establecer el tipo de evaluaciones ms
convenientes en procura de conocer las causas de los deterioros.
Es importante aclarar que la planeacin y realizacin de ensayos se hace a partir
de las hiptesis preliminares de las patologas y el grado de compromiso que presenta la
obra.
PLANEACIN
Consiste en la seleccin del tipo de pruebas y ensayos que deben realizarse con el
fin de definir la causa de los daos y conociendo la causa proceder a formular una
metodologa de reparacin o rehabilitacin. No existe una regla fija que permita sealar
el nmero de pruebas necesarias pero en algunos casos se deben ampliar el nmero de
ellas para confirmar el diagnstico. (5)
Por reconocimientos aleatorios de dimensiones, esquemas de armado y calidad de
materiales, se verifica si corresponde a la informacin disponible o se determina
caractersticas reales. Estos pueden hacerse con equipos magnticos, extraccin de
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testigos, ultrasonido o esclermetro, entre otros o complementariamente aplicando
pruebas de carga. Las dimensiones resistencias y seguridad de elementos estructurales se
determinan por aplicacin de teora semiprobabilista, minorando la resistencia segn el
nivel de investigacin. Se recomienda que la toma de informacin sea clara. (5)
Las estructuras de concreto (hormign) son diseadas para soportar cargas vivas y
muertas durante el perodo de construccin y de servicio. Durante la construccin se
obtienen muestras de concreto y los procedimientos de las normas ASTM son utilizados
para medir la resistencia potencial del concreto que es entregado. Se moldean cilindros de
ensayo (probetas) y se curan a temperaturas de 17 a 27C durante un da y posteriormente
se curan de forma hmeda en el laboratorio hasta que son rotos en un ensayo a
compresin, normalmente a una edad de 7 y 28 das. (6)
La resistencia del concreto en la estructura no ser equivalente a lo medido sobre
los cilindros de ensayo normalizados. Las buenas prcticas de trabajo para la
manipulacin, el vaciado (colado), la compactacin y el curado del concreto en la
estructura deben asegurar un adecuado porcentaje de esa resistencia potencial en la
estructura. Los principios del diseo estructural reconocen esto y el Cdigo ACI de la
Edificacin, el ACI 318, cuenta con un proceso de seguridad estructural.
Los medios de medicin, estimacin o comparacin de la resistencia del concreto
en la estructura incluyen:
El martillo de rebote (esclermetro),
La prueba de penetracin,
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Los cilindros de ensayo elaborados en el lugar,
El ensayo de testigos (ncleos extrados, corazones) y
Las pruebas de carga del elemento estructural. (6)
En lo referente a pruebas no destructivas surgen nuevas variantes a la prueba de
desgajamiento (pull-out) y el aparato de resistencia a la penetracin de punzn, el cual es
similar en principio de funcionamiento a la Pistola de Windsor, aunque mucho ms
econmico. (4)
A continuacin se presenta una resea de las caractersticas del Martillo deRebote, ya que es el instrumento ms empleado a nivel mundial.
MARTILLO DE REBOTE (esclermetro). ACI 318-71
La evaluacin de las estructuras de concreto en sitio, adems de los mtodos de
extraccin de testigos y pruebas de carga, se puede realizar mediante ensayos no
destructivos, que tienen la ventaja de permitir el control de toda la estructura y sin
afectarla en forma rpida. (7)
Dentro de los mtodos no destructivos, los de dureza superficial son los ms
generalizados, por su economa y facilidad de ejecucin, entre ellos el mtodo del
esclermetro es empleado por el mayor nmero de pases.
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El esclermetro fue diseado por el Ing. suizo Ernst Schmidth en 1948,
constituyendo una versin tecnolgicamente ms desarrollada que los iniciales mtodos
de dureza superficial generados en la dcada del veinte.
Campo de aplicacin
Originalmente, fue propuesto como un mtodo de ensayo para determinar la
resistencia a la comprensin del concreto, estableciendo curvas de correlacin en
laboratorio. Sin embargo, por los diferentes factores que afectan los resultados y ladispersin que se encuentra, en la actualidad se le emplea mayormente en los siguientes
campos:
Evaluar la uniformidad del concreto en una obra.
Delimitar zonas de baja resistencia en las estructuras.
Informar sobre la oportunidad para desencofrar elementos de concreto.
Apreciar, cuando se cuenta con antecedentes, la evolucin de la resistencia de
estructuras.
Determinar niveles de calidad resistente, cuando no se cuente con informacin al
respecto.
Contribuir, conjuntamente con otros mtodos no destructivos a la evaluacin de
las estructuras.
Descripcin del aparato y del mtodo
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Un esquema del aparato est dado en la Figura N 26, segn la informacin del
fabricante, en el que se singulariza los siguientes elementos:
F igura N 26:ESQUEMA DEL ESCLERMETROFuente:Evaluacin del concreto por el Esclermetro. ASOCEM. 1994 (7)
1. Percutor
2. Concreto
3. Cuerpo exterior
4. Aguja
5. Escala
6. Martillo
7. Botn de fijacin de lectura,
8. Resorte
9. Resorte
10.Seguro
El ensayo se efecta apretando el percutor contra la superficie a examinar, hasta
que el martillo, impulsado por un resorte, se descargue sobre el percutor. Despus del
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golpe, el martillo rebota una cierta distancia, la cual se indica por una aguja en una
escala graduada. La lectura de la posicin de la aguja representa la medida del retroceso
en porcentaje del avance del martillo.
Bsicamente el proceso est constituido por una masa mvil, con una cierta energa
inicial, que impacta la superficie de una masa de concreto, produciendo una
redistribucin de la energa cintica inicial. Parte de la energa es absorbida como friccin
mecnica en el instrumento y otra parte como energa de deformacin plstica del
concreto. La parte restante es restituida a la masa mvil en proporcin a la energa
disponible. Para tal distribucin de energa es condicin bsica que la masa de concretosea prcticamente infinita con relacin a la masa del percutor del aparato, lo que se da en
la mayora de las estructuras. En consecuencia, el rebote del esclermetro es un indicador
de las propiedades del concreto, con relacin a su resistencia y grado de rigidez.
En la actualidad se encuentra en el mercado varios tipos de esclermetro:
Modelo N: (Energa de percusin = 2,207 Nm (0,225 kgm), sirve para el control
del concreto en los casos normales de construccin de edificios y puentes.
Modelo L: (Energa de percusin 0,735 Nm (0,075 kgm) es una reduccin del
modelo N. Es ms apropiado para el examen de elementos en concreto de escasas
dimensiones y sensibles a los golpes.
Modelo M: (Energa de percusin = 29,43 Nm (3 kgm) sirve especialmente para
la determinacin de la resistencia del concreto en obras de grandes dimensiones y
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para el examen de calidad de carreteras y pistas de aerdromos de concreto. Sin
embargo no es excluyente el uso del modelo M. Todas estas variantes, vienen
tambin provistas de un sistema que permite el registro automtico o impresin de
cada uno de los resultados de ensayo, evitando que el operador deba detenerse
para tomar nota o requiera dictar los valores obtenidos, evitando errores y
documentando los registros.
Factores que inciden en la prueba
Adems de los factores intrnsecos, los resultados de los ensayos reciben la
influencia de los siguientes parmetros:
Textura superficial del concreto.
Medida, forma y rigidez del elemento constructivo.
Edad del concreto.
Condiciones de humedad interna.
Tipo de agregado.
Tipo de cemento.
Tipo de encofrado.
Grado de carbonatacin de la superficie.
Acabado.
Temperatura superficial del concreto y la temperatura del instrumento.
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Procedimiento de ensayo
Para obtener resultados vlidos y reproductibles conviene tener en cuenta las
siguientes disposiciones:
1. El elemento concreto sometido a prueba est fijo en la estructura, teniendo como
mnima dimensin 100 mm, de espesor. Los especimenes ms pequeos debern
ser sujetados rgidamente. En el caso de probetas se aconseja fijarlas entre los
cabezales de la mquina de compresin.2. El rea en la cual se podr efectuar una determinacin, por el promedio de una
serie de pruebas comprender aproximadamente una circunferencia de 150 mm de
dimetro.
3. Deber efectuarse el pulido superficial en la zona de prueba de los especimenes,
hasta una profundidad de 5 mm, en los concretos de ms de 6 meses de edad, en
texturas rugosas, en las hmedas y cuando se encuentran en proceso de
carbonatacin. Al efecto se utilizar una piedra abrasiva de carburo de silicio, o
material equivalente, con textura de grano medio. Aditamento que forma parte del
equipo provisto por el fabricante.
4. La posicin del aparato, en casos de 4 ensayos comparativos, deber tener la
misma direccin. a posicin normal del aparato es horizontal. De actuar
verticalmente incide la accin de la gravedad, dando resultados de rebotes ms
altos actuando hacia abajo y ms bajos hacia arriba. El accionar angular dar
resultados intermedios.
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5. Para efectuar el ensayo se apoya firmemente el instrumento, con el mbolo
perpendicular a la superficie, incrementando gradualmente la presin hasta que el
martillo impacte y se tome la lectura.
6. Los impactos deben efectuarse a por lo menos 2.5 cm de distancia.
7. Se tomarn 10 lecturas para obtener el promedio. En el caso de que una o dos
lecturas difieran en ms de 7 unidades del promedio, sern descartadas. Si fueran
ms las que difieren se anular la prueba. Los ensayos son influenciados por la
caracterstica del concreto en la zona de impacto, los vacos o la presencia de
agregado grueso, disminuyen o incrementan los valores. Esto ocurre a menudo enconcretos con agregado mayor de 2" o con resistencia menor a 140 kg/cm2, en los
cuales el mtodo no es apropiado.
El coeficiente de variacin del nmero de rebote decrece con el incremento de la
resistencia del concreto.
Informacin adicional al anlisis de resultados
Los resultados de ensayo debern ser registrados y ser sujetos a anlisis
estadstico, cuando fuera el caso, incluyndose en el informe lo siguiente:
a) Identificacin de la estructura.
b) Localizacin, ejm. columna 2, nivel 3,2 m de altura, cara este.
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c) Descripcin del rea de ensayo; ejm. superficie seca, esmerilada, con textura del
encofrado de madera
d) Descripcin del concreto.
e) Composicin, si se conoce, agregados, contenido de cemento a/c, aditivo usado,
etc.
f) Resistencia de diseo.
g) Edad.
h) Condiciones de curado o condiciones inusuales relativas al rea de ensayo.
i) Tipo de encofrado.j) Promedio de rebote de cada rea de ensayo.
k) Valores y localizaciones de rebotes descartados.
l) Tipo y nmero de serie del martillo.
Calibracin del esclermetro
Es conveniente efectuar peridicamente la calibracin del esclermetro, sea anual
en condiciones de uso eventual o semestral de emplearse regularmente. Se aconseja que
de ser posible la calibracin se efecte cada 200 determinaciones. La calibracin se
realiza en una masa de acero, generalmente provista por el fabricante, con una dureza
brinell de 500 kgf/mm2, actuando de arriba hacia abajo. El ndice de rebote debe ser igual
a 80 + 2 divisiones. En caso de funcionamiento incorrecto la primera operacin puede ser
la limpieza y lubricacin del aparato. De persistir el error, conviene el ajuste del
dispositivo, de acuerdo a las instrucciones del fabricante por persona entendida.
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Tcnicamente se ha tenido que avanzar en el estudio en la definicin del riesgo de
los elementos estructurales y por tanto habr ensayos con un nivel de muestreo suficiente
que permitan acotar las variables que afectan a la definicin de los coeficientes de riesgo
en las distintas partes de la construccin, que ayuden a definir el riesgo en la fase de
proyecto, y que tengan en la medida de lo posible en cuenta el riesgo en la fase de
construccin y en la obra ya construida. (1)
El diagnstico requiere que se haya valorado con criterio de sensibilidad de las
variables a las hiptesis de partida de los modelos para poderlo contrastar con la
respuesta real de la estructura, y asociar la causa al efecto, de una forma cientfica.
Cuando no sea posible establecer con certeza la causa real, ya sea por falta de
informacin, o porque el tiempo o el dinero previsto para el estudio no permiten una
mayor profundizacin, debe decirse de forma explcita, porque: es un deber tico, es una
premisa previa para cualquier trabajo de este tipo, y tambin porque a veces lo ms
urgente es no correr.
No se puede olvidar que la tecnologa est en continua evolucin, aparecen
nuevos materiales, nuevos ensayos, nuevos mtodos de diagnosis, y tambin nuevas
causas de daos.
Una tecnologa de gran aplicabilidad para definir el estado actual a partir del
comportamiento de la estructura (sin desmerecer los modelos deterministas) son los
mtodos estadsticos englobados dentro de las tcnicas de anlisis multivariantes, que
definen el estado actual mediante la instrumentacin de las variables ms significativas y
paralelamente deducen el comportamiento de la estructura a partir de su propia historia.
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El procedimiento normal consiste en, hacer una participacin de los datos
medidos en la instrumentacin, en ajuste y prueba, y plantear el modelo utilizando solo
los primeros correspondientes a un perodo previo. Entonces se puede hacer una
prognosis del modelo hacia los segundos, y comprobar su bondad. La validacin del
modelo es el resultado de la consideracin conjunta de los datos experimentales y de la
explicacin que de los mismos hace aqul.
Un caso prctico sera el de una presa, en el que instrumentando 6 variables, y
creando las correspondientes funciones explicativas, se definiera el comportamiento (por
ejemplo su movimiento). La instrumentacin definir el nivel de llenado del embalse, la
temperatura ambiente, el movimiento del mes anterior, el empuje hidrosttico, la fluencia
del hormign y la inercia trmica.; a partir de estas funciones definidas en el perodo de
ajuste se contrasta el modelo en el perodo posterior de prueba y se termina con una
evaluacin de errores. (1)
ENSAYO DE NCLEOS EXTRADOS O TESTIGOS DE LA ESTRUCTURA
Son uno de los medios para evaluar si la capacidad estructural de un miembro de
concreto es adecuada y la ACI 318 aporta una gua para esta evaluacin. Los ncleos
extrados dan resultados de ensayo ms bajos que los cilindros de ensayo normalizados
adecuadamente fabricados y ensayados de 6 x 12 plgs. (150 x 300 mm) esto se aplica a
todo el concreto estructural moldeado. Pueden ocurrir excepciones en el caso de testigos
de un concreto colado sobre una subbase de elevada absorcin o en el caso de testigos de
un concreto masivo, pobre, de baja resistencia. El Cdigo ACI de la edificacin reconoce
que bajo las prcticas corrientes de diseo, la construccin de concreto puede ser
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considerada estructuralmente adecuada si el promedio de tres testigos del rea de estudio
cuestionada es igual o excede el 85 por ciento de la resistencia especificada, fc y que
ningn testigo individual sea inferior al 75 por ciento de fc.
Si es necesaria la extraccin de ncleos, hay que tener las siguientes
precauciones:
a) Ensaye un mnimo de tres ncleos para cada seccin de concreto cuestionado;
b) Obtenga ncleos con un dimetro mnimo de 3 pulgada (85mm). obtenga
ncleos ms grandes para un concreto con un tamao de agregado mayor de 1pulgada (25mm).
c) Trate de obtener una longitud de cmo mnimo 1 veces el dimetro (relacin
L/D);
d) Recorte para eliminar el acero garantizando que se mantenga una relacin mnimo
de 3 L/D;
e) Recorte bordes a escuadra con una sierra de diamante (cortadora) con
alimentacin automtica.
f) Cuando ensaye, mantenga un refrentado (cabezeo) con espesor por debajo de 1/8
pulgada (3mm);
g) Utilice
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