Patologia de La Construccion de Estructuras de Mamposteria y Hormigon

7/28/2019 Patologia de La Construccion de Estructuras de Mamposteria y Hormigon

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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
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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.


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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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 23:Incremento de la capacidad portante mediante

Pletinas Metlicas o Fibras de Carbono.Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.


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.


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.
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Figura N 25:Sustitucin funcional de estructuras de hormign

Fuente:Manual de Rehabilitacin de Estructuras de Hormign.


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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Patologia de La Construccion de Estructuras de Mamposteria y Hormigon