UNIVERSIDAD DE MAGALLANES

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1 UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION Ingeniero Constructor Proyecto de Trabajo de Titulación Método de evaluación de patologías en edificaciones de Hormigón Armado en Punta Arenas Alumnos: Alex Chávez Godoy Alexis Unquén Villanueva Profesor Guía: Homero Villegas Núñez Ingeniero Constructor Universidad de la Serena Constructor Civil Universidad Austral de Chile MBA, Universidad de Valparaíso Punta Arenas, Marzo 2011

2 UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION Ingeniero Constructor Proyecto de Trabajo de Titulación Método de evaluación de patologías en edificaciones de Hormigón Armado en Punta Arenas Alumnos: Alex Chávez Godoy Alexis Unquén Villanueva Profesor Guía: Homero Villegas Núñez Ingeniero Constructor Universidad de la Serena Constructor Civil Universidad Austral de Chile MBA, Universidad de Valparaíso Punta Arenas, Marzo

3 INDICE Página RESUMEN..11 ABSTRACT...12 INTRODUCCIÓN...13 OBJETIVOS...16 CAPITULO I 1. PATOLOGIAS EN EDIFICACIONES DE ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO 1.1 Patología debido a los componentes del hormigón Patologías de proyecto Patologías debido a la ejecución Influencia producida por el ambiente en la durabilidad del hormigón Lesiones derivadas de los defectos del acero Deterioro del hormigón por agentes externos Sintomatologías Deterioro por acciones sísmicas 88 1

4 CAPITULO II 2. PATOLOGIAS COMUNES EN EDIFICACIONES DE HORMIGON ARMADO EN PUNTA ARENAS 2.1 La Humedad Hormigonado en tiempo frio El viento Fisuras en losas Moldajes Nidos de piedra Junta de hormigonado CAPITULO III 3. METODOS DE REPARACION DE PATOLOGIAS PARA EDIFICACIONES DE HORMIGON ARMADO 3.1 Resinas epoxis Reparaciones de grietas y fisuras Reparación y protección de armaduras Reparaciones superficiales Método de reparación de nidos de piedra Reparación de juntas de hormigonado Reparación y protección de humedades Reparación de los efectos de ciclos de congelamiento y deshielo.186 2

5 CAPITULO IV 4. METODOLOGIA DE INSPECCION VISUAL POR MEDIO DE CARTILLAS DE REGISTROS 4.1 Metodología Inspección preliminar y datos previos Inspección visual Cartillas de registros de patologías Descripción de cartillas de registro..196 a) Datos generales.196 b) Ubicación y registro fotográfico c) Datos específicos de patologías a inspeccionar Formato cartillas de registro 206 CAPITULO V 5. APLICACIÓN DEL METODO DE INSPECCIÓN VISUAL DETALLADO EN EL EDIFICIO MAGALLANES 5.1 Inspección preliminar Antecedentes Generales Extracto de especificaciones técnicas del edificio Magallanes Análisis detallado de patologías existentes en el edificio Magallanes Análisis de inspección, Patología Nº Análisis de inspección, Patología Nº

6 5.2.3 Análisis de inspección, Patología Nº Análisis de inspección, Patología Nº Análisis de inspección, Patología Nº Análisis de inspección, Patología Nº Análisis de inspección, Patología Nº CONCLUSIONES..244 BIBLIOGRAFIA..249 ANEXOS.252 Anexo A Anexo B 285 Anexo C 307 4

7 INDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Tipos de estribo..35 Figura 1.2. Traslape de barras.36 Figura 1.3. Armaduras con poco recubrimiento...45 Figura 1.4. Patología superficial por causas del clima frío 49 Figura 1.5. Fisuración por retracción plástica...51 Figura 1.6. Influencia de la temperatura sobre la resistencia a rotura del hormigón 53 Figura 1.7. Proceso patológico por daño a la adherencia..56 Figura 1.8. Proceso del efecto spalling o desprendimiento del hormigón por presión en los poros.58 Figura 1.9. Movimiento libre, no se fisura..68 Figura Movimiento coartado, se puede fisurar..68 Figura Fisuras producidas por retracción de viga en pórtico de pilares de pequeña rigidez..69 Figura Fisuras producidas por retracción de viga en pórticos de pilares de gran rigidez..69 Figura Fisura de retracción en pórticos con vigas armadas con cuantías diferentes. 70 Figura Fisuración en el encuentro de los paños de pavimentos..70 Figura Fisuras por retracción hidráulica en muros de contención 71 Figura Fisuras de recubrimiento..72 Figura Fisuración superficial por segregación de los áridos..72 Figura Fisuración en viga mixta...73 Figura Microfisuración por empleo de granulometrías incorrectas 73 Figura Fisuración en un pavimento rígido por diferencia de humedad 74 Figura Fisuras de afogarado. 79 5

8 Figura Fisuras en las esquinas de los vanos debido a concentración de tensiones.80 Figura Fisuras por fuerte concentración de anclajes...81 Figura Fisuras producidas por el desplazamiento de las armaduras..81 Figura Desplazamiento de cercos en la cabeza del pilar...82 Figura Desprendimiento de hormigón por falta de estribos...83 Figura Rotura por tracción. 83 Figura Rotura por compresión simple.84 Figura Fisuras de flexión simple..85 Figura Fisuras de flexión compuesta..85 Figura Progreso de una fisura por esfuerzo cortante..86 Figura Fisuración por cortante y fisuración por torsión 87 Figura Colapso en estructuras de Hormigón Armado..90 Figura 2.1. Humedad por capilaridad.96 Figura 2.2. Humedad de filtración Figura 2.3. Humedad de condensación.97 Figura 2.4. Problemas de humedad por condensación..99 Figura 2.5. Problemas de humedad por filtración 100 Figura 2.6. Hormigonado en tiempo frío 102 Figura 2.7. Uso de polietileno con lana mineral para la protección del hormigón Figura 2.8. Protección contra el viento del curado del hormigón.110 Figura 2.9. Nidos de Fisura.113 Figura Fisuras por retracción hidráulica en losa, vista desde la parte inferior..115 Figura Marcado de las fisuras encontradas en losa Figura Problemas ocasionados por la deformación del moldaje a causa de la carga del hormigón fresco..119 Figura Nidos de piedras en fondos de viga 121 6

9 Figura Nidos de piedras en muro Figura Nidos por altura de vaciado Figura Junta de hormigonado en viga Figura Tratamiento de la junta de hormigonado Figura 3.1. Uso de la resina epoxi como adhesivo Figura 3.2. Procedimiento de inyección de resina epoxi.137 Figura 3.3. Equipo que se puede utilizar en la inyección de la resina epoxi Figura 3.4. Reparación de una fisura mediante perfilado y sellado..140 Figura 3.5. Costura de una fisura 142 Figura 3.6. Orientación de las barras de armadura utilizadas para reparar fisuras Figura 3.7. Para corregir fisuración en una losa Figura 3.8. Para corregir fisuración en una viga Figura 3.9. Reparación de una fisura mediante perforación y obturación Figura Llenado por gravedad Figura Esquema general de los métodos electroquímicos.152 Figura Extracción electroquímica de cloruro.153 Figura Corrosión por ruptura de lámina de resina epóxica en una armadura.160 Figura Aplicación de inhibidores por migración.162 Figura Película protectora en la superficie de la armadura.164 Figura Aplicación manual de mortero Figura Aplicación de mortero proyectado Figura Limpieza de enfierradura.170 Figura Reparación encuentro pilar-viga.171 Figura Procedimiento de reparación en junta de hormigonado mediante mortero epóxico Figura Falla por cizalle en unión viga-muro

10 Figura Grieta en junta de hormigonado.175 Figura Esquema de impermeabilizante incoloro..181 Figura Esquema de impermeabilizante con color 182 Figura Esquema de protección Hidrorepelente Figura Esquema de bloqueador de humedad..184 Figura Esquema de protección de oleo o esmalte sintético..185 Figura Reparación por congelamiento de losas Figura 4.1. Datos generales de la patología.196 Figura 4.2. Tipo de humedades..198 Figura 4.3. Sub clasificación de las humedades por filtración y en obra 199 Figura 4.4. Grado de daño Figura 4.5. Color de la humedad Figura 4.6. Dirección de la fisura 202 Figura 4.7. Patrón de fisuración..203 Figura 4.8. Escala para medir anchos de fisuras.204 Figura 4.9. Desprendimiento Figura 5.1. Elevación edificio Magallanes Figura 5.2. Patología de humedad en muro y escalera antes de intervención..221 Figura 5.3. Patología de humedad en muro antes de intervención Figura 5.4. Patología de humedad en escalera antes de intervención Figura 5.5. Registro de desprendimiento de hormigón en sexto piso Figura 5.6. Canaleta para circulación de aguas lluvias.225 Figura 5.7. Identificación de humedades por causas de infiltración

11 Figura 5.8. Problemática de la humedad en la escalera del decimo piso 231 Figura 5.9. Fisuras en losas 8 y 9 respectivamente 234 Figura Fisuras en muros y vigas del primer piso.237 Figura Fisura en la junta entre Edificio Magallanes y Correos de Chile 239 Figura Vista exterior de la patología

12 INDICE DE TABLAS Tabla 1. Requisitos químicos básicos..27 Tabla 2. Requisitos químicos complementarios. 28 Tabla 3. Recubrimientos minimos para barras de acero...38 Tabla 4. Espaciamiento mínimo entre barras..39 Tabla 5. Temperatura mínima de colocación del hormigón 104 Tabla 6. Temperatura mínima del hormigón al interior de la hormigonera 105 Tabla 7. Aspectos generales de un edificio

13 RESUMEN El presente trabajo de titulación tiene como objetivo la confección de una metodología de evaluación de patologías para edificaciones de estructuras de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas. Para alcanzar este propósito se investigó acerca de las patologías que afectan a este material constructivo. A su vez, se analizaron las patologías más recurrentes, que pueden producirse en la ciudad de Punta Arenas. Por otro lado, se averiguaron las reparaciones y protecciones necesarias para las lesiones investigadas para edificaciones de Hormigón Armado. Una vez estudiadas las patologías y reparaciones, se dio paso a la creación de un método de inspección visual a través del uso de cartillas de registros. Estas tendrán la finalidad de recopilar los datos necesarios para una correcta evaluación de daños existentes en la estructura de Hormigón Armado para una edificación. Finalmente, por medio del método de inspección creado, se procedió a la intervención del Edificio Magallanes ubicado en la ciudad de Punta Arenas (Bories 901), en el cual se aplicó el procedimiento de evaluación propuesto, logrando elaborar un inventario de daños que afectan la edificación. Estos daños fueron analizados con el propósito de entregar las recomendaciones pertinentes para reparar y proteger la estructura dañada. 11

14 ABSTRACT The present work attempts to make a methodology for evaluating building conditions of reinforced concrete structures in the city of Punta Arenas. To achieve this goal, the pathologies affecting building materials were studied. In turn, the most frequent pathologies were analized which can occur in the city of Punta Arenas. On the other hand, necessary repairs and protections for the researched damages of reinforced concrete buildings were found out. After studying pathologies and repairs, a visual inspection method was added through the use of primers of data. These aimed to collect the necessary information for a proper damage assessment in the structure of reinforced concrete buildings. Finally, through the method of inspection established, there was an intervention in the Magallanes Building located in the city of Punta Arenas (Bories 901) where the proposed evaluation procedure was applied; thus, making an inventory of damage affecting the building. These damages were analyzed in order to deliver relevant recommendations to repair and protect the damaged structure. 12

15 INTRODUCCIÓN El origen etimológico de la palabra patología proviene de los términos pathos y logos que significan enfermedad y conocimiento, respectivamente, por lo que se puede definir este término como el estudio de las enfermedades. Llevado al área de la construcción se puede decir que las patologías de la construcción se refieren al estudio de las lesiones o fallas en una edificación después de su ejecución. Se tiene presente que todo tipo de material constructivo puede presentar lesiones y/o fallas que afecten su funcionamiento durante su uso, es por esto que el Hormigón Armado no está ajeno a presentar problemas constructivos, siendo este material uno de los más utilizados en la ejecución de obras de edificaciones desde su descubrimiento a mediados del siglo XIX en Europa, hasta la actualidad. El Hormigón Armado está, básicamente constituido por hormigón (cemento, agua, áridos y aditivos) el que se encuentra reforzado con barras de acero, con la finalidad de entregar mayor resistencia a los elementos constructivos en una edificación. En la actualidad se hace cada vez más importante e imprescindible entregar productos y servicios con la más alta calidad, tratando en lo posible de aminorar los inconvenientes que puedan desencadenar en posibles lesiones; pero existen factores y causas, las cuales generan daños o lesiones en una estructura de Hormigón Armado, que requieren de un tratamiento efectivo y a tiempo para poder recuperar su funcionalidad y así eliminar la falla y restablecer su uso como estructura propiamente tal para la que fue creada. 13

16 Las patologías que pueden afectar a una edificación de estructura de Hormigón Armado tienen su origen en diferentes factores, los que pueden ser directos: cuando se trata de agentes físicos, agentes químicos, o esfuerzos mecánicos, o factores indirectos: criterios de diseño, ejecución, elección de materiales correctos, entre otros. En una edificación que presenta daños o lesiones debido a causas tales como daños o deterioros por agentes externos, defectos o deterioro del acero, patologías del proyecto constructivo o de la ejecución de éste, entre otros, se hace inevitable la necesidad de incurrir en reparaciones, ya que se hace presente una pérdida de la capacidad resistente de la estructura que afecta a la seguridad del edificio. En la actualidad se pueden aplicar diferentes técnicas y productos con el fin de recuperar la capacidad de una estructura de Hormigón Armado, se puede reparar por medio de inyecciones epóxicas, reemplazar el elemento afectado o aumentar la sección de éste, entre otras. La finalidad del presente trabajo de titulación será la de confeccionar una metodología para evaluar estas patologías en las estructuras de Hormigón Armado de una edificación, lo cual conllevará tener presente los conocimientos de las causales para poder establecer una correcta evaluación de una edificación compuesta del material antes mencionado. Esta clase de evaluación se efectuará a través del análisis que se realizará por medio del método confeccionado. Esta metodología consistirá en la creación y aplicación de cartillas de registro de daño y/o lesiones. El método será aplicado a una edificación de Hormigón Armado existente en la ciudad de Punta Arenas; el Edificio Magallanes, con una data de más de 35 años de uso. 14

17 Este método abarcara de forma más precisa los detalles que generaron una lesión en la estructura de Hormigón Armado, para finalmente poder dar una recomendación constructiva que devuelva el uso como estructura para el cual fue creado por medio de una correcta reparación. 15

18 I. OBJETIVO GENERAL 1. Confeccionar un método de inspección visual de patologías que afectan al Hormigón Armado, para su posterior aplicación, y verificar los tipos de reparaciones necesarios para reparar este tipo de edificaciones. OBJETIVOS ESPECIFICOS 1.1. Investigar acerca de las patologías que afectan a la estructura de Hormigón Armado en las edificaciones en general Analizar las posibles patologías a la cual se ve enfrentada una edificación de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas Investigar acerca de los métodos de reparaciones de patologías existentes para edificaciones de Hormigón Armado en general Crear un método de inspección visual detallado por medio de cartillas de registro Aplicar el método de inspección visual en una edificación de la ciudad de Punta Arenas. 16

19 CAPITULO I PATOLOGIAS EN EDIFICACIONES DE ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO 17

20 El Hormigón Armado al igual que todos los materiales constructivos, no están exento de sufrir daños y/o lesiones. Estas pueden ser supuestas o notorias, en ambos casos se requiere tener un acabado conocimiento de los orígenes y causas posibles de la patología para lograr una correcta elaboración de la evaluación y diagnóstico. El origen de las patologías que pueden afectar una edificación de Hormigón Armado se clasifica de la siguiente manera: Patologías debido a los componentes del hormigón Patologías del proyecto Patologías debido a la ejecución Influencia del Ambiente en la durabilidad del hormigón. Patologías debido a defectos o deterioro del acero Deterioro del hormigón por agentes externos Sintomatología Deterioros por acciones sísmicas A continuación se detallan cada una de las causas y orígenes más frecuentes que provocan fallas, lesiones y deterioro en una estructura de Hormigón Armado para su posterior análisis y estudio, con la finalidad de efectuar una correcta y detallada evaluación y diagnóstico de una edificación de Hormigón Armado. Se debe tener presente que para lograr obtener un ordenado conocimiento, primeramente se explicará en qué consiste el material a estudiar y sus componentes. 18

21 1.1 PATOLOGIAS DEBIDO A LOS COMPONENTES DEL HORMIGON.- El hormigón es un material que se obtiene de la mezcla homogénea de cuatro tipos de materiales, los cuales son: agua, áridos, cemento y eventualmente aditivos y adiciones, en proporciones adecuadas que al fraguar y endurecer este material, adquiere una consistencia pétrea. El cemento desempeña la parte activa en el endurecimiento del hormigón. El agua se utiliza para hidratar al cemento y conferir propiedades plásticas a la mezcla. Los áridos constituyen el cuerpo o esqueleto del hormigón. Los aditivos y adiciones otorgan propiedades particulares al hormigón ya sea en su estado plástico o posteriormente endurecido Una de las características fundamentales que podemos encontrar en este material es que posee una buena resistencia a esfuerzos de compresión. Sin embargo, no tiene un buen comportamiento a esfuerzos de cortantes, de tracción, flexión, entre otros. Es por esta razón que al hormigón se le incorporo el acero a través de enfierraduras, el cual es conocido como Hormigón Armado, teniendo este un muy buen comportamiento ante diferentes solicitaciones de esfuerzos. A continuación se analizarán de forma más detallada cada una de las materias primas teniendo presente los tipos de patologías a la que estos puedan incurrir. 19

22 1.1.1 CEMENTO Según la norma NCh 148. Of.68 (cemento terminología, clasificación y especificaciones generales) el cemento es un material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire. El cemento se crea a través de la molienda a base de clinquer 1, yeso y material específico el cual entrega diferentes características a cada tipo de cemento. Los cementos se pueden clasificar de la siguiente forma: a) Cemento portland Esta clase de cementos es uno de los más utilizados en las estructuras de Hormigón Armado. Este tipo de cementos se consigue de la molienda del clinquer y yeso, teniendo presente que puede llegar a aceptar hasta un 3% de materias extrañas. El clinquer está compuesto por materiales calcáreos 2 tales como calizas y arcillas. Este material se crea moliendo y mezclando minuciosamente en una determinada proporción para finalmente ser calcinados a elevadas temperaturas en donde este se funde y forma especies de bolas conocidas como clinquer, el cual a su vez se enfría y es molido con una cierta cantidad de yeso (alrededor de un 5% de su peso) hasta obtener un polvo fino el cual será denominado cemento tipo portland. El cemento tipo portland están constituido químicamente de manera principal por los siguientes compuestos: 1 Producto constituido por silicatos calcicos (componente químico del cemento) el cual se obtiene por calentamiento a altas temperaturas. 2 Rocas sedimentarias las cuales se forman en orillas de ríos, fondo de barrancos, valles, entre otros. 20

23 Silicato tricalcico (3 CaO. SiO 2 ), abreviado como C 3 S Silicato bicalcico (2 CaO. SiO 2 ), abreviado como C 2 S Aluminato tricalcico (3 CaO. Al 2 O 2 ), abreviado como C 3 A Ferroaluminato tetracalcico (4 CaO. Al 2 O 3.Fe 2 O 3 ), abreviado como C 4 AF A los silicatos se les atribuyen la resistencia mecánica del cemento. Ambos silicatos tienen con el tiempo la misma resistencia al hidratarse, pero poseen curvas de endurecimiento distintas, teniendo presente que el silicato tricalcico obtiene una resistencia inicial mucho mayor que el silicato bicalcico. Los otros dos componentes restantes no poseen gran importancia en la resistencia del cemento, el aluminato tricalcico hace más rápido el endurecimiento del cemento en las primeras horas, pero puede ser atacada por sulfatos, lo que hace que su presencia no sea tan atractiva para la durabilidad del hormigón. b) Cemento siderúrgico Cemento portland siderúrgico Esta clase de cementos está constituido por escoria básica granulada de alto horno 3 en una proporción que no deberá superar el 30% del producto terminado. 3 Se obtiene por enfriamiento inmediato de una masa fundida no metálica que resulta en el tratamiento de mineral de hierro en un alto horno. 21

24 Cemento siderúrgico Esta clase de cementos estar compuesto por escoria básica granulada de alto horno en una proporción que fluctuara entre el 30% y 75% del producto terminado. c) Cemento con agregado tipo A Cemento portland con agregado tipo A Este tipo de cemento el cual es un producto que se adquiere de la molienda de clinquer, agregado tipo A (agregado calcáreo-arcilloso) y yeso el cual puede aceptar hasta un 3% de materia extraña. Este cemento estará compuesto por una porción no mayor al 30% en peso del producto una vez terminado. Cemento con agregado tipo A Este tipo de cemento esta creado por agregados tipo A, el cual estará compuesto por una porción de este que fluctuará entre el 30% y 50% en peso del producto una vez terminado. d) Cemento puzolánico Cemento portland puzolánico Esta clase de cementos están compuesto por clinquer, puzolana y yeso. La puzolana es un componente silicio-aluminoso, el cual una vez bien dividido se junta con agua llegando a poseer propiedades aglomerantes, ya que por 22

25 sí solo no las posee. La puzolana que esta clase de cementos requiere no superar el 30% en peso del producto una vez finalizado. Cemento puzolánico Esta clase de cementos está compuesto por clinquer, puzolana y yeso, pero se diferencia con el cemento portland puzolánico, ya que el contenido de puzolana que posee esta clase de cemento fluctuará entre el 30% y 50% en peso del producto una vez terminado. e) Cemento con fines especiales Esta clase de cementos está compuesto por productos que se emplean en la confección del cemento, cuyos requisitos y propiedades especiales se estipulan mediante un acuerdo entre las entidad que lo produce y el usuario propiamente tal para cumplir con un fin especifico. f) Cementos con propiedades adicionales Los cementos correspondientes al tipo portland y puzolánico, se clasifican a su vez de acuerdo a su resistencia en dos grupos: Cemento corriente. Cemento alta resistencia. g) PATOLOGIAS DEL CEMENTO Entre las principales patologías que se dan en el cemento podemos encontrar las siguientes: 23

26 Falso fraguado Esta clase de patología la cual se da en la fase de confección del hormigón radica en la formación de un apelotonamiento de la mezcla durante aproximadamente los 5 minutos iniciales del amasado, debido a la deshidratación parcial del yeso que se adiciona al cemento, por causa de altas temperaturas originadas durante la molienda del clinquer. Retracción por exceso de calor de hidratación Esta condición se debe a la cantidad de aluminato tricalcico que posea el cemento para la creación del hormigón, siendo este componente químico el que más calor libera a comparación de los tres restantes, provocándose el fenómeno de retracción en el hormigón. Exceso de aluminato tricalcico El exceso de este componente del cemento hace que la resistencia en ciclos de hielo-deshielo sea baja. Exceso de cal libre Este aumento de cal libre posee características expansivas trayendo como consecuencia la formación de fisuras en el hormigón las cuales son superficiales e incluso un debilitamiento y destrucción del mismo. Exceso de cal liberada en hidratación Esta clase de aumento excesivo de cal en la hidratación puede ser atacada por aguas puras, acidas y carbonatadas provocando daños considerables en el hormigón. 24

27 Exceso de magnesia La magnesia al igual que la cal posee características expansivas estas son a un plazo mayor y con consecuencias más perjudiciales ÁRIDOS La Norma NCh 163 of 1979 Áridos para morteros y hormigones- Requisitos generales define árido como un material pétreo compuesto de partículas duras, de forma y tamaños estables. Los áridos constituyen alrededor de un 70 a 80% del volumen del hormigón, y es fundamental para la resistencia y durabilidad del hormigón ya que actúa de forma de esqueleto inerte. El árido puede proceder de canteras como de rocas machacadas o escoria siderúrgica, dependiendo de las características que se deseen para el hormigón. Se debe tener especial cuidado en que los áridos no sean activos con el cemento generando productos expansivos afectando la resistencia y durabilidad del hormigón. Por otra parte se debe evitar la presencia de arcilla, que se origina comúnmente por una limpieza deficiente después de su extracción, provocando una disminución en la calidad de los hormigones. La granulometría del árido también es un aspecto importante a tomar en cuenta, considerándose cada caso, según las necesidades. Por ejemplo, los áridos finos, por una parte reducen la porosidad, dando mayor durabilidad, 25

28 pero por otra requieren relaciones agua-cemento mayor, pudiendo implicar problemas de retracción. Los áridos se pueden clasificar en arenas y gravas, siendo la primera el material que pasa por el tamiz de abertura nominal de 5mm y es retenido por el de 0,08mm, y la segunda el árido que es retenido en el tamiz de abertura nominal de 5mm. Los requisitos generales con que deben cumplir los áridos se establecen en la norma Nch 163 of AGUA Con relación al agua que se ocupará en la confección del hormigón, esta puede tener defectos originados por la utilización de agua no potable o por una incorrecta dosificación y la utilización de una elevada relación aguacemento en el amasado. Según la norma NCh Of.68 (Hormigón agua de amasado requisitos) el agua potable de la red puede emplearse como agua de amasado siempre que no se contamine antes de su uso. Se debe tener en claro que el agua que se utiliza en el hormigón en masa, pudiese llegar a tener pequeñas cantidades de impurezas, estas no serán relevantes a comparación del Hormigo Armado en donde la existencia de cloruros en el agua pueden causar corrosión de armaduras, florescencias y manchas. Con relación al agua de mar, esta se podrá utilizar únicamente en hormigones simples con resistencia a la compresión menor a 15 MPa en el caso que no se pueda contar con agua potable en la zona de trabajo. 26

29 Se debe tener presente que no se utilizará agua que posea azucares tales como sacarosa, glucosa u otros hidratos de carbono. A su vez, la utilización de aguas con un alto contenido de ion cloro presentará corrosión en las armaduras, provocando una baja en la resistencia del hormigón lo cual desencadenará a la aparición de fisuras y grietas. Otro agente perjudicial para el uso del agua en la confección del Hormigón Armado es la presencia de sulfatos 4. Este componente que se encuentra en el agua reacciona con el C 3 A que posee el cemento originando la estringita expansiva la cual genera hinchazón, fisuración y desprendimiento del hormigón. Se puede ocupar agua de otra procedencia siempre y cuando cumpla con los requisitos básicos que aparecen en la norma NCh Of.82 (Hormigón agua de amasado requisitos) tabla 1 y a su vez tabla 2 si el agua tuviera un contenido de sólido mayor a 5000 mg/l. Requisitos químicos Unidad Valores limites Valores del ph - 6 a 9,2 Sólidos en suspensión mg/l 2000 Sólidos disueltos mg/l Materiales orgánicos (como oxigeno con sumido) mg/l 5 Tabla 1. Requisitos químicos básicos. Fuente: Norma NCh Of.82 4 Sal mineral u orgánica del acido sulfúrico (compuesto químico con una alta propiedad corrosiva) 27

30 Requisitos químicos Unidad Valores máximos Cloruros en Hormigón Armado KgCl /m 3 1,200 hormigón Cloruros en Hormigón Armado KgCl /m 3 0,250 hormigón Sulfatos solubles en agua en todo hormigón KgCl /m 3 hormigón 0,600 Tabla 2. Requisitos químicos complementarios. Fuente: Norma NCh Of ADITIVOS Los aditivos son productos que se agregan al hormigón en el momento de su elaboración, y tienen por finalidad mejorar ciertas propiedades por acción física o química. La norma Nch Hormigón y mortero. Aditivos. Clasificación y requisitos., clasifica los aditivos que se agregan al hormigón en ocho tipos: Tipo A. Aditivos plastificantes: material que aumenta la docilidad para un determinado contenido de agua o, permite reducir el agua libre requerida para obtener una docilidad dada. Tipo B. Aditivos retardadores de fraguado: material que disminuye la velocidad de la reacción química entre el cemento y el agua retrasando el inicio del fraguado. 28

31 Tipo C. Aditivos aceleradores de fraguado: material que aumenta la velocidad de la reacción química entre el cemento y el agua, acortando el inicio del fraguado. Tipo D. Aditivos plastificante y retardador: material que combina las acciones de plastificante y retardador. Tipo E. Aditivos plastificantes y aceleradores: material que combina las acciones de plastificante y acelerador. Tipo F. Aditivos superplastificantes: material que mediante su acción fluidificante otorga una alta docilidad o, permite una gran disminución del agua libre para una docilidad dada. Tipo G. Aditivos superplastificantes y retardadores: material que combina las acciones de superplastificante y de retardador. Tipo H: aditivos incorporadores de aire: material que permite que una cantidad controlada de pequeñas burbujas de aire sea incorporada durante el amasado y permanezcan después de endurecido. Es muy importante, en el uso de aditivos, una correcta dosificación según el fabricante. Hay que recordar que las propiedades no se modifican de forma proporcional a las cantidades utilizadas. Estos son algunos cuidados que se deben tomar para evitar problemas en el hormigón por uso de aditivos: Se debe procurar una distribución homogénea en la masa de hormigón. 29

32 Es importante conocer los efectos secundarios y las contraindicaciones de los aditivos, ya que estos pueden ser de tal relevancia que convenga no utilizarlos. Los aditivos más utilizados son los fluidificantes y los plastificantes, producto de la cantidad de propiedades que mejora e incrementa en el hormigón. Esto porque al aumentar la plasticidad del hormigón en estado fresco se puede reducir la relación agua-cemento, aumenta la docilidad, se obtiene una mezcla más homogénea y favorece la hidratación a fondo del cemento. En el hormigón endurecido, al usar una menor relación agua-cemento, se logran mayores resistencias mecánicas, se reducen las retracciones, la porosidad, la capilaridad, la impermeabilidad, aumentando la durabilidad del hormigón. Algunos acelerantes contienen cloruro cálcico, lo que al utilizarse con Hormigón Armado provoca corrosión en el acero. Además, algunos acelerantes disminuyen las resistencias mecánicas, aumentando la retracción hidráulica. Cuando se utiliza aditivos inclusores de aire, como antiheladizo, se debe cuidar la compactación para no eliminar un exceso de aire. Se debe recordar que este tipo de aditivo reduce la resistencia mecánica PATOLOGÍAS DE PROYECTO.- No se puede analizar de forma detallada las deficiencias en la etapa de proyecto de una obra dado lo extenso del tema y la variedad de casos posibles. Pero se pueden mencionar los factores fundamentales en el proyecto de una estructura que siempre se deben considerar: 30

33 La necesidad de que se cumplan las condiciones de equilibrio básicas de la estática, es decir: ΣR=0 y ΣM=0 Donde: R = Reacción en una estructura. M = Momentos en una estructura. La compatibilidad de las deformaciones de los propios elementos estructurales y de sus uniones. La necesidad de representar con todo detalle y a una escala suficientemente clara, los dibujos de las disposiciones adoptadas, especialmente las que se refieren a detalles de armaduras, uniones encuentros, etc. La conveniencia de redactar un Pliego de especificaciones técnicas particulares de la obra lo más detallado posible y en el cual se contemplen todas las características de los materiales a emplear, forma de realizar el control de los mismos, penalizaciones, etc. Este documento, al que en ocasiones se le presta poco interés, es totalmente fundamental y de gran importancia con vista a conseguir una obra sin defectos y de calidad, y es un documento de gran valor en el caso de litigio. En adelante se detallarán algunos de los factores que influyen en las patologías que ocurren en la etapa de proyecto, y que se pueden deber a subestimaciones en las cargas aplicadas a la estructura y de las formas en que pueden actuar, defectos en la canalización de los esfuerzos o errores en la organización del proyecto. 31

34 1.2.1 Cargas Se distinguen las siguientes: a) Cargas gravitatorias Dependen del uso del edificio y su acción varia muy poco respecto del tiempo, se pueden mencionar: peso de los elementos estructurales, instalaciones, recubrimientos, terminaciones, rellenos, pavimentos, empujes de tierra, líquidos y sobrecargas de uso. El error consiste en subestimar las cargas antes mencionadas, por lo que se recomienda que a la hora de calcular la estructura se tomen en cuenta las condiciones más desfavorables. b) Acciones climáticas Es una carga de complejo análisis dada la incertidumbre de su forma de actuar, como es el caso del viento en que nunca se sabe cuándo y que dirección va a actuar. Otro caso es el de la nieve, que por sus características puede acumularse y causar grandes desequilibrios. c) Acciones accidentales Para ejemplarizar esta carga se puede dar el caso de un muro de contención, donde se deben tomar las medidas para eliminar el agua que se puede acumular detrás de él, sin esta precaución los empujes serán superiores a los previstos corriendo serio riesgo de colapsar el muro. Otra carga accidental que no se puede obviar es la causada por los sismos, pero será material exclusivo de análisis en otro ítem. 32

35 1.2.2 Modelación estructural Un problema que también es muy significativo y que puede ocurrir en la fase de proyecto es la modelación estructural a través de los elementos estructurales, horizontales o verticales, hasta la cimentación, y luego al terreno. Es importante que en esta etapa, en que se están distribuyendo los elementos estructurales, se cuente con un equipo multidisciplinario, en que arquitectos y calculistas logren una estructura equilibrada en los aspectos arquitectónicos y estructurales Organización El paso intermedio entre la fase de proyecto y la fase de ejecución es la organización, que se relaciona con la comunicación entre la Dirección Técnica y la Dirección propiamente tal. En este paso se pueden generar muchos errores que se traducen en fallas y defectos en la obra. Hay que recalcar que estos errores no se originan por deficiencia en el proyecto, ni en la ejecución, sino por falta de comunicación, lo que acusa una organización inadecuada. 1.3 PATOLOGÍAS DEBIDO A LA EJECUCIÓN.- Uno de los factores que influye en la generación de lesiones en edificaciones de Hormigón Armado es la etapa de fabricación y ejecución. Las causas principales de los defectos en esta etapa pueden ser falta de conocimiento y calificación de las personas a cargo de la ejecución, negligencia, carencia de control y supervisión en la ejecución. 33

36 Aun cuando el proyecto estructural este perfectamente definido y determinado, hasta en los mínimos detalles, se puede dar la situación en que se presenten problemas en la ejecución, debido quizás a una mala interpretación del mismo. Estos problemas derivarán en futuras patologías. Si el proyecto no es de buena calidad, la probabilidad de ocurrencias de inconvenientes durante la ejecución aumenta considerablemente. Es decir una patología en la ejecución puede ser resultado de una patología de proyecto, si están relacionadas. Sin embargo, sería equivocado asegurar que si no se presentan errores en el proyecto no existirían inconvenientes en su ejecución. Se sabe que siempre existirán errores, pero éstos pueden aminorarse si la ejecución se realiza siguiendo un buen proyecto y una inspección adecuada. Los defectos más comunes en la fase de ejecución se relacionan con el armado del elemento. Algunos de ellos se muestran a continuación: Errores en el armado Las causas principales, que se pueden atribuir al armado, que pueden generar fallas en la estructura son las siguientes: Defectos en los planos de armado, con empleo de escalas insuficientes. Falta de una correcta verificación en la colocación de las barras para la armadura. 34

37 Debido a errores originados por el desplazamiento de las armaduras, durante el proceso de hormigonado, como consecuencia de falta de amarre, pisado de barras horizontales, golpes con el vibrador, desplazamiento de estribos, etc Estribos y refuerzos Los estribos tienen como función absorber los esfuerzos cortantes y de torsión, mantener la armadura principal en su lugar, evitando el pandeo en el caso de armaduras comprimidas. Puede tener forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. Para cumplir con su función, el estribo debe tener una sección, forma y colocación y distancia de separación apropiada, según las especificaciones. Figura 1.1. Tipos de estribo Fuente: Manual de Armaduras Aza 35

38 1.3.3 Anclaje de armaduras Las fallas por una mala disposición de los anclajes son muy comunes. La longitud del anclaje varía para cada caso y está basado en el esfuerzo de adherencia logrado a través de la longitud de las barras con resaltes o ganchos embebidos en el hormigón Traslape de barras Las longitudes para el empalme entre barras con resaltes, se clasifican según el tipo de solicitación a la cual estén sometidas las barras, tracción o compresión, a la calidad del acero y grado del hormigón utilizado, se pueden efectuar mediante el traslape de las barras fijándolas con alambre, que es lo más habitual en Chile, o utilizando soldadura o conexiones mecánicas, si así lo permiten las especificaciones, los planos y el ingeniero responsable del proyecto. Figura 1.2. Traslape de barras. Fuente: Manual de Armaduras Aza 36

39 1.3.5 Armaduras de suspensión A veces es necesario suspender las cargar en la parte inferior de las vigas, generando momentos flectores y esfuerzos cortantes muy importantes, las cuales se absorberán por medio de armaduras adicionales, transmitiendo estas cargas a la armadura principal. Por ejemplo, en el caso de vigas en T invertida, se deben colocar armaduras transversales a la sección de la viga, que unan el alma con las alas de la viga, absorbiendo los esfuerzos de tracción y de corte que aparezcan en la sección Recomendaciones generales Se pueden resumir algunas recomendaciones y precauciones que se deben tomar cuando se utilicen armaduras, con el fin de evitar la aparición de efectos patológicos: a) Armaduras. Los aceros a emplear estarán limpios de oxido no adherente, pintura, grasa o sustancias perjudiciales. Las armaduras deben atarse bien para impedir su movimiento o deformación durante el hormigonado. No es recomendable el empleo de aceros de diferentes características mecánicas dentro de una misma pieza. b) Recubrimientos. Para los casos más comunes normalmente usados en Chile y que en la práctica no han dado origen a problemas de corrosión, salvo en ambientes 37

40 muy agresivos, en la tablas N 3 se muestran los recubrimientos mínimos recomendados para condiciones normales y severas, destinados al hormigón vaciado en obra y al hormigón prefabricado producido en condiciones de control de planta, respectivamente. Recubrimientos mínimos para hormigón vaciado en obra (no pretensado) Recubrimiento mínimo Hormigón y elementos mm Barras y armaduras Condiciones normales Condiciones severas a) hormigón colocado contra el suelo y permanentemente expuesto a el b) hormigón expuesto al suelo o al aire libre. Barras d b 18 a d b 36 Barras d b 16 y menores c) Hormigón no expuesto al aire libre ni en contacto con el suelo Losas, nudos, nervaduras: Barras d b 16 a d b 36 Barras d b 12 y menores Vigas y columnas: Armadura principal Amarras, estribos y zunchos Cáscaras y placas plegadas: Barras d b 18 y mayores Barras d b 16 y menores d) Elementos de confinamiento en albañilerías Armaduras principal d b 10 y menores Amarras, estribos y zunchos d b 8 y menores d b = Diámetro nominal de la barra Tabla 3. recubrimientos minimos para barras de acero Fuente: Norma NCh 430 Of

41 c) Espaciamiento mínimo entre barras El espaciamiento libre mínimo entre barras, o entre un traslape y los empalmes o barras adyacentes, tiene por objeto permitir un flujo rápido y una buena penetración del hormigón dentro de los espacios comprendidos entre las barras y el encofrado sin crear nidos o huecos, pero en la práctica ocurre que un espaciamiento insuficiente puede impedir la entrada libre de la aguja del vibrador, ya que tiene un diámetro mínimo de 45 milímetros en los eléctricos y de hasta 70 milímetros en los de aire comprimido, lo que puede ocasionar el atascamiento de la aguja, imposibilitando a veces el sacarla, teniendo que cortar la manguera. Espaciamiento o separación Mínima entre barras (mm) Elemento Columnas Vigas Tabla 4. Espaciamiento mínimo entre barras Fuente: Manual de armadura de refuerzos para hormigón. Gerdau Aza 1.4 INFLUENCIA PRODUCIDA POR EL AMBIENTE EN LA DURABILIDAD DEL HORMIGON El medio ambiente en el cual se verá expuesta la estructura de Hormigón Armado puede presentar diversos tipos de condiciones de agresividad las cuales se verán relacionada a un origen físico, químico o físico-químico las cuales atacarán al Hormigón Armado. Según sea el nivel de dicho ataque y a su vez la velocidad con que esta se produce, nos podemos encontrar con estructuras que cumplan parcialmente o no cumplan su funcionalidad para la cual fue construida. 39

42 Con relación a los tipos de ambiente que existen y afectan a la estructura de Hormigón Armado, se pueden clasificar de la siguiente manera, según su nivel de agresividad: Ambiente suave o débil agresividad. Ambiente moderado o de mediana agresividad. Ambiente severo o agresivo. Ambiente químicamente agresivos Ambiente Suave o débil agresividad En el ambiente suave o de débil agresividad se entenderá por él a aquel entorno interior o semi interior de una edificación que se localice en un ambiente fresco Ambiente moderado o de mediana agresividad Esta clase de ambiente tendrá por característica principal el contacto con agua o con terreno de nula agresividad, sin presentar mayores complicaciones como las que se presentan en ambientes de superior nivel Ambiente severo o agresivo Con relación al ambiente severo o agresivo, se entiende por éste a aquel ambiente en donde la estructura de Hormigón Armado se encuentra en contacto con aguas salinas y/o con un cierto grado de acidez. 40

43 1.4.4 Ambiente químicamente agresivos Esta clase de ambiente se encuentra localizado en sectores donde el Hormigón Armado es utilizado para la creación de industrias, celulosas, almacenamiento de fertilizantes, industrias químicas, etc. A medida que se va incrementando el nivel de agresividad en el ambiente se debe tener en consideración que se tendrá que utilizar un hormigón que posea mejores características de durabilidad y resistencia. Para ellos se deberá tener presente que al aumentar la agresividad se impermeabilizará de mejor manera el hormigón. Lo que habitualmente se realiza en la confección de hormigones en ambientes adversos es disminuir la relación agua/cemento y aplicar aditivos plastificantes para poder otorgar mayor plasticidad al hormigón, pero sin embargo, se debe tener presente que esto puede resultar desfavorable ya que puede afectar a la durabilidad de la estructura y disminuir su resistencia producto de segregaciones que pueda originar este plastificante. Una de las causales de patologías habituales en ambientes adversos son aquellas que son provocadas por la acción de aguas agresivas. Estas provienen de aguas sucias, pantanosas y subterráneas las cuales contienen una cierta cantidad de sulfato procedente de la tierra, causando daños considerables en la estructura de hormigón. Estos sulfatos al reaccionar con el hormigón forman aluminatos y yeso en el hormigón lo cual perjudica considerablemente su condición de uso. Otra causal de patologías en ambientes agresivos lo son el ataque de lluvias acidas, las cuales poseen como característica principal el contener un ph de 4 e incluso menor a este valor el cual genera daño en el hormigón por 41

44 el hecho de tener acido sulfúrico (compuesto químico muy corrosivo) que condensan las gotas provocando daño en la estructura de hormigón. 1.5 LESIONES DERIVADAS DE LOS DEFECTOS DEL ACERO.- Sin duda, el Hormigón Armado debe ser uno de los materiales estructurales más utilizados en las construcciones. Esto por la cantidad de beneficios que otorga la unión acero-hormigón, con la participación fundamental de acero para soportar los esfuerzos de tracción en los elementos estructurales de Hormigón Armado. Se pueden nombrar tres características en el comportamiento de estos materiales que los hacen compatibles para su uso: Módulo de dilatación térmica: es similar en ambos materiales, 11 x 10-6 en el acero y 10 x 10-6 en el hormigón. Módulo de deformación elástico: el del acero es mayor, 2,1 x 10-6 kp/cm 2 y para el hormigón 2,5 x 10-5 kp/cm 2. ph alcalino del hormigón: funciona como capa protectora frente a la corrosión del acero Defectos del acero Los principales defectos que puede presentar el acero son: Impurezas Defectos superficiales Corrosión superficial 42

45 Se deben a impurezas en la aleación, inclusiones de sustancias extrañas o gases retenidos. Las impurezas de aleación están compuestas por azufre, fósforo, manganeso y silicio. El azufre y el fósforo no deben superar el 0,04% sino puede llegar a ser muy peligroso. Se pueden generar defectos superficiales por una deformación demasiado rápida, ocasionando desgarramientos superficiales. La corrosión superficial, a diferencia de los defectos anteriores que se generan durante el proceso de fabricación, ocurre como consecuencia de un inadecuado almacenamiento donde se expone el acero a un ambiente corrosivo Corrosión del acero En el proceso de corrosión del acero se produce oxido laminar, que al ser expansivo puede dañar seriamente el hormigón que lo rodea. La corrosión del acero afecta su aspecto y sección, por lo que disminuirá su resistencia. Dado que para que se produzca corrosión debe haber presencia de agua o humedad, que son factores dados por el medio ambiente. Se puede clasificar la corrosión del acero en dos tipos: corrosión química y corrosión electrolítica. 43

46 Química: se deben a reacciones producidas por la acción del medio ambiente (agua, ambientes marinos, gases industriales, etc.). Los aceros expuestos a estos ambientes sufren los efectos corrosivos debido a la acción de cloruros, que son arrastrados por el viento y depositados en el acero. Electroquímica: ya que en un mismo metal hay áreas de diferente potencial eléctrico. La corrosión no se distribuye de manera uniforme sobre la superficie del acero, sino que queda localizada en determinadas zonas (ánodos) de las que fluye una corriente eléctrica hacia las zonas protegidas (cátodos), al darse corrientes eléctricas entre dos zonas del material con diferentes potenciales. Este tipo de corrosión es la más peligrosa Deficiencia en la ejecución de las armaduras Al igual que en el hormigón, con las armaduras también se pueden originar errores en el proceso de ejecución. Los errores en el corte de las barras no tienen mayor trascendencia, desde el punto de vista estructural, solo en casos en que se han sobrepasado las tolerancias de forma amplia. Los errores en el doblado de las barras se deben, generalmente por usar radios menores a los que se especifican. Además a veces se generan roturas en los codos de las armaduras por doblados mal realizados. Se debe tener especial cuidado en la etapa de colocación de las armaduras, principalmente con lo referente al recubrimiento de hormigón, el que de presentar problemas puede llega a afectar la durabilidad de la estructura. 44

47 Figura 1.3. Armaduras con poco recubrimiento. Fuente: Enciclopedia Broto de Patologías de la Construcción. Broto, Carles Otro problema en la colocación de las armaduras es generar zonas densas de armaduras, las que no permiten el paso del hormigón entre ellas, generando oquedades. Aunque este defecto se debe generalmente a errores de proyecto Factores que facilitan la corrosión en las armaduras Durante las etapas de amasado y fraguado del hormigón, se pueden producir defectos que derivarían en la formación excesiva de poros o un tamaño mayor de los mismos. 45

48 Si los poros son de gran tamaño estos se pueden intercomunicar formando cavidades, facilitando que la humedad del medio ambiente penetre en la masa y llegue hasta las armaduras, acelerando los procesos de oxidación. También existe un alto peligro de deterioro del hormigón en las zonas expuestas a ciclos hielo-deshielo. Las fisuras igual representan un peligro de oxidación para las armaduras, pero solo en casos en que su ancho supere cierto límite. Para atmósferas no agresivas las fisuras de anchos menores a 0,2 mm no constituyen riesgo de oxidación. Si el ambiente donde se encuentre el hormigón es de una atmósfera marina o industrial, las fisuras no deben superar los 0,1 mm. 1.6 DETERIORO DEL HORMIGON POR AGENTES EXTERNOS.- Cuando se habla de destrucción del hormigón por agentes externos se deben tener presente las dos grandes causas por las cuales se desencadenará una patología en una edificación, en primer lugar nos encontraremos con el ataque de agentes físicos y por el ataque de agentes químicos. En el primer grupo de ataques físicos, estos pueden aparecer tanto en hormigón fresco como endurecido. Los ataques provenientes de agentes químicos, pueden producirse en el hormigón y a su vez en el acero. A continuación se analizaran los dos tipos de ataques que pueden afectar al hormigón, aclarando los agentes más perjudiciales para la estructura de este material. 46

49 1.6.1 AGENTES FISICOS CAUSALES DE PATOLOGIAS Los agentes físicos más frecuentes que pueden originar efectos adversos en el hormigón son los siguientes: Temperaturas ambientales bajas y altas. Daños ocasionados por la presencia del fuego. A continuación se analizaran estos dos agentes físicos los cuales provocan fallas en el hormigón de gran consideración. A) TEMPERATURAS AMBIENTALES BAJAS Y ALTAS Dentro de los agentes físicos más comunes a localizar en una obra de edificación, se encuentran las condiciones climáticas en las cuales se estime el frío y el calor. Estos inconvenientes se pueden hallar en los casos del hormigonado en tiempo frío y caluroso. Desde un punto de vista patológico, las fallas que se puedan presentar en uno u otro tipo de condición climática serán prácticamente diferentes y los síntomas y tratamientos serán también distintos, tanto en ambiente frío como en ambiente caluroso. A continuación se explicarán estas dos condiciones ambientales a la cual se puede ver enfrentado el hormigón. 47

50 HORMIGÓN EN TIEMPO FRÍO Uno de los principales inconvenientes en el cual se puede ver enfrentada una faena de hormigón en tiempo frío, tiene relación con el congelamiento que pueda sufrir el agua que posee la masa de hormigón. Es por esta razón que una de las preocupaciones fundamentales que se debe tener al dosificar en esta clase de obras las cuales se ven enfrentadas al frío, es utilizar una baja dosis de agua/cemento y utilizar incorporador de aire, lo cual será tema a tratar en capítulos posteriores. La acción que genera el frío sobre un hormigón en tiempo de fraguado o comienzos de endurecimiento, hace retardar e incluso cancelar su endurecimiento al existir una disminución en la velocidad de hidratación de los componentes del cemento, lo que desencadena en un tiempo de fraguado y una tasa de ganancia de resistencia mucho más lenta. En temperaturas que fluctúen entre 10 y 20 º C se debe tener presente que el cambio de un 1 º C puede hacer variar en aproximadamente 1 hora el tiempo de fraguado del hormigón ocasionando inconvenientes en los procesos de desmoldes. Otro punto importante a tener en cuenta, es el hormigonado a temperaturas inferiores a 0 º C el cual genera complicaciones en su resistencia mecánica y durabilidad, aunque posteriormente se efectúe el hormigonado a temperaturas normales. El hormigonado en tiempo frío puede sufrir patologías si este trabajo se efectúa teniendo presente la existencia de una diferencia de temperatura las cuales excedan los 20 º C entre la superficie y la masa interior de hormigón, la cual puede producir agrietamiento. 48

51 El aislamiento o protección en el hormigonado se deben quitar gradualmente para evitar un choque térmico en el hormigón y así no sufrir fallas las cuales sean generadas por el congelamiento a edades tempranas como se ve reflejado en la figura 1.4. Figura 1.4. Patología superficial por causas del clima frío Fuente: HORMIGÓN EN TIEMPO CALUROSO No solo las bajas temperaturas pueden ocasionar patologías de gran consideración en el hormigón. El calor también es otro agente del cual, si no se tiene cuidado en el proceso de fraguado y posterior endurecimiento, puede desencadenar en fallas irreversibles para la estructura. 49

52 Para que existan patologías por causas del calor en el hormigón, se debe tener en consideración que la temperatura a la que da lugar el calor debe ser elevada y a su vez que el hormigón este envuelto en una atmosfera de muy baja humedad relativa. Generalmente al producirse un elevado aumento de la temperatura en el ambiente, la humedad relativa que envuelve al hormigón disminuye a valores muy bajos, por consiguiente, el hormigón pierde el agua que tanta falta le hace en la etapa de fraguado y endurecimiento, desencadenando en una gran sequedad superficial, provocando deficiencias en la hidratación de los componentes activos del cemento produciendo una disminución en su resistencia mecánica, aumento de la retracción plástica y desecado superficial con desintegración del hormigón. Según lo estipulado por la norma NCh 170 Of. 1985, esta indica que cuando las condiciones ambientales induzcan una evaporación igual o mayor que 1 kg de agua por m 2 por hora, la temperatura del hormigón en el momento de ser colocado debe ser menor que 30 C en elementos corrientes, y menor que 16 C en elementos cuya menor dimensión exceda de 0,80 m. Para no sufrir efectos patológicos los cuales podrán inducir a fallas en el hormigón, se deberá tener presente que la temperatura del hormigón a la salida de la hormigonera deberá estar entre 10 C y 16 C para elementos corrientes y entre 5 C y 10 C para elementos masivos. Una de las patologías más habituales que puede desencadenar las altas temperaturas, es la de fisuración por retracción plástica. Esta clase de patología se presenta cuando el hormigón se encuentra en su estado plástico, en la cual posteriormente se presentan fisuras en la superficie expuesta del elemento, esto ocurre desde las primeras horas de colocación del hormigón hasta que alcanza el término de fraguado. La causante de esta problemática se debe a una pérdida rápida de agua que exuda a la superficie 50

53 durante la etapa de sedimentación de las partículas en suspensión de la mezcla, cuando todavía no se ha finalizado el fraguado del hormigón. Estas fisuras se provocan cuando existe una elevada temperatura del aire o del hormigón, baja humedad relativa y viento. Esto provoca secamiento en la capa superficial expuesta antes de que finalice el proceso de fraguado como se mencionó con anterioridad. (Ver figura 1.5) Figura 1.5. Fisuración por retracción plástica Fuente: de_los_morteros Generalmente las fisuras causadas por la retracción plástica aparecen en las superficies de losas y pavimentos de hormigón, siendo estas habitualmente fisuras cortas y paralelas, separadas una de otra entre 30 a 90 cm, y de poca profundidad. B) DAÑOS OCASIONADOS POR LA PRESENCIA DEL FUEGO Cuando ocurre un incendio, la estructura de Hormigón Armado en un edificio está sujeto a absorber calor, el cual se traduce en una expansión térmica. 51

54 Las elevadas temperaturas pueden afectar considerablemente la resistencia de la estructura del hormigón incluyendo las armaduras de acero. El aumento de la temperatura provoca en la estructura de Hormigón Armado una baja en la resistencia mecánica a la compresión y a la tracción, un aumento en su deformación por rotura y una baja considerable en su modulo de elasticidad. Las alteraciones que puedan ocurrir por causas del fuego con relación a la variación de las características físico-mecánicas se encuentra relacionado a los materiales utilizados en su elaboración y a la temperatura que estuvo sometida la masa de hormigón. Los hormigones confeccionados con áridos silicios poseen una mayor conductividad térmica y poseen mayor capacidad de dilatación que los elaborados con áridos calizos. Siendo este último tipo de árido, más vulnerable en caso de incendios. Con relación a la acción del fuego propiamente tal, este al alcanzar su punto crítico de ignición el cual se estima a 273º C, en este periodo solo la estructura de aluminio se ve afectada. Desde la temperatura mencionada en adelante se comienza a desarrollar el fuego equivalente o normalizado. El hormigón comienza a deteriorarse a temperaturas mayores de 380º C en periodos prolongados de tempo. A temperaturas entre 400 y 800º C se presenta una ligera pérdida de la resistencia, la cual al pasar los 400º C puede disminuir entre 15 a 25% su resistencia dependiendo si el hormigón está compuesto con áridos calizos o silicios. Pasados los 800º C deja de poseer una resistencia a la compresión. El hormigón en el periodo de aumento de temperatura va sufriendo una serie de cambios de coloración que puede inducir a perdidas de resistencia y del 52

55 cambio de condiciones experimentales (Ver figura 1.6); es así como a 200º C el color del hormigón es gris y no existe cambios notorios de condiciones. De 300 a 600º C el color cambia a rosa o rojo permaneciendo el hormigón prácticamente sano. Entre los 600 y 900º C el hormigón cambia a un segundo color gris con partículas rojas que indican friabilidad con altas succiones de agua. De 900 a 1200º C el color cambia a amarillento teniendo una gran baja en su resistencia. Figura 1.6. Influencia de la temperatura sobre la resistencia a rotura del hormigón. Fuente: Patología y terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Efectos del fuego sobre la estructura de Hormigón Armado Los daños producidos por un incendio en el Hormigón Armado pueden ser muy variables, las cuales pueden ir desde la simple decoloración o 53

56 manchado producto del humo hasta la total destrucción de una edificación, por combustión o, por perdida de la resistencia de los elementos estructurales. Los efectos de patologías en la estructura de Hormigón Armado por causa del fuego comienzan a partir del comportamiento de los materiales. El hormigón pierde menos capacidad de resistencia que el acero a altas temperaturas. El hormigón por el hecho de estar expuesto al fuego, su evaluación posee mayor complejidad a diferencia del acero. Estas evaluaciones de daños en la estructura de hormigón poseen diferentes tipos de variables las cuales van desde las variaciones de la densidad, la porosidad, el tipo de árido y el método de vibración durante la ejecución. Los principales efectos del fuego en una estructura de Hormigón Armado, podrían acotarse en: Deterioro a la adherencia por salto térmico entre la armadura de acero y el hormigón. Pérdida considerable del espesor de recubrimiento del hormigón, debido al desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling. Baja en la resistencia del hormigón, cuando su temperatura supera los 380º C durante extensos periodos. Baja en la resistencia de las armaduras de acero cuando la temperatura supera los 250º C. 54

57 Deterioro o destrucción de las juntas y sellados, pudiendo desencadenar un colapso del edificio. A continuación se explicarán de forma más detallada los efectos más relevantes, por lo cual, el fuego puede producir patologías. Deterioro a la adherencia La existencia de porosidad permite que las elevadas temperaturas atraviesen el hormigón y lleguen a las armaduras de forma muy rápida. El acero por el hecho de ser buen conductor, hace que se caliente toda la barra pero no el hormigón. Es por esta razón que el acero tiende a dilatarse y el hormigón no, produciendo compresiones y fisuras. A continuación se produce el enfriamiento y la rotura, la adherencia se ve afectada por el salto térmico que ocurre en el interior del Hormigón Armado (ver figura 1.7). Esta clase de patología se produce por un aumento de la temperatura brutal o bien por un enfriamiento brusco. La rotura por adherencia en el hormigón se produce en el proceso de enfriamiento, es decir, cuando el hormigón ya no se encuentra con la presencia de humo. Por tanto las grietas aparecidas así son blancas, porque la superficie interior no se encuentra ahumada. 55

58 Figura 1.7. Proceso patológico por daño a la adherencia. Fuente: Desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling Esta clase de patología por causa del fuego se origina cuando la temperatura del fuego se encuentra entre los 100 y 150º C, por causas del impacto térmico y el cambio de estado del agua que posee la estructura en su interior. A medida que el agua se va transformando en vapor y debido a la densa estructura del hormigón, este vapor no puede salir a través de este y la presión aumenta. Cuando esta presión en el hormigón es mayor que su resistencia, es en este punto en donde comienza el proceso de desprendimiento o spalling. 56

59 Estas oquedades que se producen dejan al descubierto al hormigón, el cual queda expuesto a un calor intenso, lo que produce un desprendimiento mayor en menos tiempo. El desprendimiento en esta clase de fallas es rápido, por lo que el hormigón de recubrimiento salta durante el incendio por lo cual la superficie interior permanece expuesta al humo y el hollín, quedando oscura las grietas. Si se habla de un incendio en el interior de una edificación, la sección de una estructura más expuesta al fuego y también la más sensible es la cara inferior de las losas. Es aquí en donde las tensiones son de tracción y principalmente soportadas por la estructura de acero. De modo tal que si éstas se ven directamente afectadas por altas temperaturas producidas por la presencia del fuego, la disminución de su resistencia se traduce en la transmisión de esfuerzos al hormigón, ya sobretensionado interiormente. Desencadenando en la rotura por esfuerzos de corte del hormigón y el colapso de las losas. El desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling depende de gran medida de la proporción de agua/cemento que posea el hormigón. Se debe tener presente que con contenidos de humedad menores al 3% no existiría ningún riesgo en la estructura de Hormigón Armado. A continuación, a través de las siguientes ilustraciones se dejará en claro el proceso de el desprendimiento por explosión del hormigón o efecto spalling por causas de la presencia del fuego. 57

60 El vapor de agua es un componente estable e integral en el hormigón con carácter previo a su calentamiento Con el fuego, el vapor de agua emigra a través de capilares mientras sube la temperatura En la parte caliente, el vapor de agua emerge como vapor en la parte caliente, y como liquido en la parte fría El hormigón se deseca y comienza a desprender El desprendimiento se hace más grave a medida que el fuego avanza, dejando expuesto los refuerzos Figura 1.8. Proceso del efecto spalling o desprendimiento del hormigón por presión en los poros. Fuente: Análisis del articulo effect of fire on concrete structures. Castillo Jáquez. E 58

61 1.6.2 AGENTES QUIMICOS CAUSALES DE PATOLOGIAS El hormigón se considera como un sistema heterogéneo y poroso, el cual se encuentra rodeado en algunos casos de un medio el cual está propenso a reaccionar con alguno de sus componentes que lo constituyen. El hormigón es inmune a ataques en seco de sustancias químicas, pero también puede ser atacado por ácidos, causando gran daño en él. La durabilidad que puede mostrar el hormigón dependerá del grado de compacidad que este posea. Ya que el grado de porosidad que tenga el hormigón, será el medio por el cual puedan penetrar los gases y humedad. Un hormigón endurecido presentará un nivel de porosidad constituidos por diferentes tamaños de poros. Un hormigón que posea una porosidad de hasta el 10% se puede denominar como un material de baja porosidad. Si el hormigón posee más de 15% se considerará un hormigón con alta porosidad, teniendo por consecuencia una alta probabilidad de sufrir problemas por durabilidad. Las redes capilares que se forman por los poros en el hormigón, son los conductos que permiten el trasporte de líquidos y gases por el interior de esta masa. Estos conductos o medios hacen posible que exista la posibilidad de que el hormigón pueda ser atacado por agentes químicos los cuales se analizaran a continuación. a) Ataque por ácidos al hormigón Se debe tener presente que el hormigón es un material de características básicas, el cual posee un ph que se aproxima a 13, es por esta razón que este material puede ser atacado por sustancias acidas cuyo ph sean menor 59

62 a 7. Cabe señalar que ningún hormigón puede resistir durante mucho tiempo el ataque de agua fuertemente acida, la cual posea un ph igual o menor a 3. Al existir un líquido agresor de tipo acido este reacciona con los hidratos del cemento los cuales son de tipo básico, formando sal más agua. Esta reacción se produce en las superficies de contacto entre el fluido y los hidratos del cemento, es por esta razón, que la porosidad tomará un rol fundamental para su desarrollo como ataque químico. Podemos identificar y diferenciar en los ataques por acido dos casos específicos. El primero de ellos se da cuando la sal formada en el contacto entre el acido y el hidrato del cemento no es soluble, cuando ocurre esto, esta sal forma una barrera y actúa como protección del desarrollo del propio acido. El segundo caso, si la sal que se forma es soluble, esta no forma protección y el ataque seguirá su proceso. De estos dos caso se puede concluir que el peligro que posee el ataque de ácidos dependerá de la solubilidad de sus sales cálcicas. Un ejemplo concreto se da en el acido clorhídrico cuando ataca al hormigón, en el cual se produce cloruro de cálcico y agua, la sal que este ataque forma es soluble haciendo que no se forme barrera y por ende el ataque es peligroso. Caso contrario se puede ver en el acido fosfórico cuando ataca al hormigón, acá se genera fosfato de calcio y agua, la sal que se forma por este ataque es insoluble y forma una barrera de protección frente al ataque. b) Ataque de aguas puras Esta clase de ataques consiste en una erosión química en la superficie del hormigón por sustancias externas capaces de disolver algún componente del 60

63 cemento en un proceso de lixiviación 5. El principal efecto es la disolución de la portlandita, dado que su solubilidad es considerablemente elevada. Se conoce el agua pura como aquella que lleva muy pocas cantidades de sales disueltas, como las que provienen de deshielos. c) Lluvia acida Este fenómeno se debe al carácter acido del agua que ataca al hormigón y son esencialmente superficiales. Las lluvias acidas atacan al hormigón puesto que pueden alcanzar un ph de 4, e incluso menor. d) Carbonatación La Carbonatación consiste en un proceso en el cual la alcalinidad de un hormigón se ve alterada por los efectos de las reacciones causadas por la atmosfera que puede estar contaminada por anhídrido carbónico. Este caso especial de ataque acido se origina en hormigones porosos, pocos compactos y con recubrimientos deficientes. Las armaduras de un hormigón están protegidas al riesgo de oxidación por su recubrimiento y por la presencia de hidróxido de calcio. Pero el hecho de no poseer un recubrimiento adecuado tienen otras deficiencias como las mencionadas con anterioridad, la humedad ambiental con anhídrido carbónico penetra al interior de la masa hasta llegar a la armadura. El hidróxido de calcio que posee se transforma en carbonato, disminuyendo la 5 Proceso en el cual un líquido disolvente se pone en contacto con un sólido pulverizado con la finalidad de que se produzca la disolución de uno de los componentes del sólido. 61

64 alcalinidad del hormigón desde un ph de 12 o 13 a otro de valor 9 o 9,5 provocando oxidación. e) Ataques por aguas residuales Esta clase de ataques se pueden producir si bajo la acción bacteriana el gas sulfhídrico disuelto en agua se transforma en acido sulfúrico. La concentración de acido debe sobrepasar las 150 ppm para que el ataque se produzca. Es por esta razón que pocas veces esta agua ataca de forma directa al hormigón. f) Ataque de sales Esta clase de patología se produce a causa de la humedad en ambientes marinos. Con independencia de ataque químico que el agua de mar ejerce sobre el hormigón fabricado con ella, el vapor de agua contenido en la atmosfera de sectores marinos se encuentra cargado de cloruros y sulfatos. Por lo cual el agua al evaporarse en el interior o sobre los poros del hormigón, estas sustancias producen tensiones internas las cuales desencadenan en fallas en el hormigón. g) Reacción álcalis áridos Esta se forma al reaccionar determinados tipos de áridos con el cemento, o con productos de hidratación del mismo, provocando la aparición de importantes procesos patológicos en el interior de este material. Por álcalis se entiende el contenido de iones sodio y potasio del cemento, estos reaccionan con los áridos activos. 62

65 Se conocen tres tipos distintos de reacciones, las cuales son la sílicea, la álcali-dolomítica y el álcali-carbonato. La presencia de sílicea produce un aumento de volumen, provocando considerables presiones en el hormigón. La reacción álcali-dolomítica genera una zona porosa alrededor del árido produciendo una debilitación de la unión árido-pasta. La reacción álcali- carbonato se da en los hormigones que poseen rocas carbonatadas los cuales reaccionan con los álcalis presente en los poros del hormigón produciendo expansiones y fisuraciones. h) Ataque por piritas Ciertos áridos de tipo piritas contienen sulfuro que tras una primera fase de oxidación pueden generar sulfato, el cual si se da en cantidades suficientes, puede convertirse en un ataque sulfatico particular. i) Ataque por sulfatos Existen sulfatos tales como los de calcio, sodio y magnesio los cuales son muy comunes en la naturaleza y son perjudiciales para el hormigón. Estos pueden originarse de los propios áridos y otros componentes del hormigón. El ataque por sulfatos se da como efecto de una expansión, debido a la formación de sustancias sólidas cuyo volumen resulta ser mayor que el volumen de los elementos que efectúan la reacción. 63

66 1.7 SINTOMATOLOGÍA.- Cuando una estructura esta enferma reacciona presentando síntomas, los que nos pueden guiar a encontrar el origen o la causa de tal enfermedad, la que puede ser debida a deficiencias en el proyecto, en la ejecución, en la elección de materiales, o a causas del tipo accidental, por lo tanto, no predecible. Los síntomas que puede presentar una estructura son muy variados (fisuras, desprendimientos, cambios en el color). Algunas veces bastará con una inspección visual de los síntomas para determinar la causa de la falla y hacer un diagnóstico. Otras veces será necesario un levantamiento del proyecto, una revisión del proyecto de cálculo original, extracción de testigos y diferentes tipos de ensayos. Las fisuras son, para el caso de estructuras de Hormigón Armado, los síntomas patológicos de mayor importancia. Es normal ver fisuras en este tipo de estructuras. Visto del lado estructural, existen fisuras no estructurales y fisuras estructurales, las primeras siempre estarán, y no influyen negativamente en la resistencia ni comportamiento de la estructura, las segundas, que se producen en el hormigón endurecido por cargas muertas, por fuerzas aplicadas, por deformaciones excesivas del hormigón u otras influencias de carga externa, no deben presentarse. Las fisuras aparecen en el hormigón debido a su baja resistencia a los esfuerzos de tracción, los que se pueden generar por deformaciones, desplazamientos, cargas externas e internas y otros factores que producen 64

67 tensiones en el hormigón, provocando que este se agriete dado que se superó su resistencia a la tracción. Cuando se produce hinchazón en el hormigón, ésta puede estar acompañada de disgregaciones o desagregaciones. Las disgregaciones son roturas del hormigón por esfuerzos internos de tracción que el hormigón no soporta. La desagregación es la degradación del cemento que deja de funcionar como aglomerante, los componentes del hormigón pierden cohesión y los áridos se desprenden. Las causas de las desagregaciones suelen ser ataques químicos, sobre todo sulfatos y cloruros. El cambio en la coloración del hormigón se puede deber a la presencia de cloruros y el uso de aditivos no adecuados, o por efecto del desmoldante utilizado. Si bien el cambio de coloración no tiene efectos perjudiciales en la resistencia de la estructura, desde el punto de vista estético tiene gran importancia, sobre todo en hormigones a la vista. Otro síntoma patológico son las eflorescencias, ocasionadas por la presencia de sales solubles en la masa de hormigón. Estas sales son llevadas a la superficie por el agua de la masa, las que al cristalizar se presentarán como manchas en la superficie de los paramentos. Cuando la cristalización se produce dentro del hormigón (criptoflorescencia) se pueden generar tensiones internas por el aumento de volumen causadas por los cristales. De los síntomas antes mencionados, la fisura es la de más ocurrencia y la de más amplio espectro. Y es la que comenzaremos estudiando en el ítem siguiente. 65

68 1.7.1 Fisuración Las fisuras aparecerán en todas construcciones en que exista hormigón, estas fisuras pueden manifestarse al cabo de años, semanas, días o incluso horas, desde su colocación en obra. Las características de las fisuras, como: posición en el elemento estructural, forma, proceso, trayectoria, etc., deben ser analizados si se quiere llegar a la causa que lo generó. Existen dos tipos de fisura: Fisuras no estructurales: Lo producen los materiales constituyentes del hormigón. Se puede generar durante su estado plástico, endurecimiento, o después de éste. Fisuras estructurales: Debidas a cargas externas, que generan esfuerzos de tracción o compresión, o por deformaciones del hormigón. Se produce en el hormigón endurecido. También se pueden considerar dos tipos de fisuras diferentes, según el estado en que se encuentre el hormigón cuando se presentan, una ocurre cuando el hormigón está en estado plástico o fresco, esto es antes de comenzar el fraguado y otra, sucede durante la etapa de endurecimiento. 66

69 a) Fisuración en estado plástico Estas fisuras comienzan minutos después del vertido del hormigón hasta el inicio de la fase de fraguado, en decir cuando el hormigón se encuentra en estado plástico. Fisuras de retracción hidráulica La fisuración causada por la retracción hidráulica se debe por la pérdida paulatina del agua del hormigón. Si el hormigón no está en un ambiente húmedo el agua libre comenzará a evaporarse sucesivamente desde la fase plástica del hormigón, originándose una contracción que hará que los agregados se acerquen entre sí. Es por esto que la retracción no es una fuerza sino una deformación. Entonces para que esta deformación genere esfuerzos de tracción es necesario un ambiente seco y que la estructura esté limitada para deformarse, ya que si está libre no existe tensión. La magnitud de las tensiones generadas queda determinada también por la magnitud de la contracción producida, que depende de dos componentes: De la pérdida de agua de amasado del hormigón por evaporación hacia la atmósfera. Por su origen, este componente de la contracción aumentará para una mayor dosis de agua del hormigón y para una menor humedad ambiente. La contracción endógena de la pasta de cemento, que proviene de la reacción química de endurecimiento. Por la forma en que se origina, este componente aumenta para una mayor dosis de cemento y también para una menor humedad ambiente. 67

70 La limitación que tiene un elemento para deformarse es muy difícil de avaluar, se deben considerar varios factores: ligazón con el terreno, con otras estructuras adyacentes u partes de estas, además de su forma geométrica. Figura 1.9. Movimiento libre, no se fisura Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J. Figura Movimiento coartado, se puede fisurar. Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J. Será necesario considerar la ligazón con otro elemento, es decir, la rigidez del elemento, ya que se puede dar el caso que la fisuración no se presente en el elemento deformado, sino en los elementos adyacentes unidos a él. Este fenómeno es frecuente en vigas largas de gran sección sobre pilares esbeltos. Se manifiesta con fisuras en los pies y cabezas de los pilares. 68

71 Figura Fisuras producidas por retracción de viga en pórtico de pilares de pequeña rigidez. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Por el contrario, cuando se trata de vigas de media o gran luz, que se encuentran coaccionadas por pilares de gran rigidez, se pueden producir fisuras en las vigas, perpendiculares a su eje. Figura Fisuras producidas por retracción de viga en pórticos de pilares de gran rigidez. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Otro ejemplo de retracción hidráulica, se puede dar en un pórtico de dos vigas a diferente nivel, donde la viga superior cuenta con mayor cuantía de acero y rigidez, por lo que se deformará menos, no así la inferior que presentará fisuras. 69

72 Figura Fisura de retracción en pórticos con vigas armadas con cuantías diferentes. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. De la misma manera se pueden generar fisuras en los encuentros de paños de pavimentos con otros, ya que en estas líneas se restringe la deformación. Figura Fisuración en el encuentro de los paños de pavimentos. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. 70

73 Los muros de contención son elementos de gran masa que pueden presentar retracciones hidráulicas con facilidad, las fisuras se suelen presentar en la coronación del muro y descienden hacia el terreno a la vez que pierden grosor. Figura Fisuras por retracción hidráulica en muros de contención. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Las fisuras por retracción solo afectan los recubrimientos de los elementos, esto porque es usualmente de calidad inferior a la del resto de la sección del elemento estructural. Esto es debido a que las zonas superficiales son más difíciles de compactar (presencia de armaduras y molde), son las más afectadas por problemas de segregación, y por el desecamiento si el curado es insuficiente o inadecuado. 71

74 Figura Fisuras de recubrimiento. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Algunas causas que también pueden provocar fisuras son deficiencias en la homogeneidad del hormigón, incorrecta dosificación, uso de hormigones sobre otro de diferentes características, entre otros. A continuación, algunos ejemplos. Cuando un hormigón fresco se vibra excesivamente se producirá segregación, esto hace que las partículas más pesadas desciendan, mientras la pasta sube. En este caso, se puede decir que se originan dos tipos de hormigones, uno rico en cemento, que se encuentra en la superficie y otro, más pobre en cemento en el inferior. Se producirán fisuraciones como las de la Figura Figura Fisuración superficial por segregación de los áridos. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. 72

75 Con la elaboración de vigas mixtas, también pueden aparecer fisuras, lo que se puede evitar usando hormigones de poca retracción y alta resistencia a la tracción, poca arena fina, bajas relaciones agua-cemento y un adecuado curado. Figura Fisuración en viga mixta. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Una incorrecta granulometría, con exceso de áridos gruesos puede ocasionar microfisuras alrededor de éstos. Esto provocaría que las resistencias a los veintiocho días sean inferiores a los de siete días. Figura Microfisuración por empleo de granulometrías incorrectas. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. En el caso pavimentos rígidos sobre terreno húmedo pueden generarse fisuras, como las de la Figura 1.20, por causa de la diferencia de humedad. 73

76 Figura Fisuración en un pavimento rígido por diferencia de humedad. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Como características generales de las fisuras de retracción cabe destacarse las siguientes: Aparición en cualquier momento (hora, días, e incluso meses) En elementos poco armados o de hormigón en masa las fisuras aparecen distanciadas y son de gran espesor (grietas). Si hay varios elementos idénticos, las fisuras aparecen sólo en los que están en ambiente seco, soleado, con viento, u orientados al medio día. Las fisuras en elementos rectilíneos estructurales son limpias, rectas de espesor constante, y perpendiculares al eje de la pieza. Las fisuras por retracción siempre pueden evitarse o limitarse. Tomando como primera medida la protección del hormigón en sus primeras edades a la acción del calor, el viento, entre otros, para impedir la perdida de agua. 74

77 Fisuras por retracción térmica Todo cuerpo cuya temperatura aumenta se dilata, e inversamente, si la temperatura disminuye se contrae. En el hormigón existen dos causales de variación de su temperatura: Las variaciones de la temperatura ambiente. El calor generado por la hidratación de la pasta de cemento. Ambas causas tienen características comunes, que consisten en que ellas producen gradientes que varían desde el interior hacia las superficies del elemento y, además, que su evolución en el tiempo depende de las dimensiones de éste. Cuando la diferencia de temperatura entre el medio ambiente y el núcleo en mayor a 20º es normal la aparición de fisuras. La primera puede generar una contracción o una dilatación según la temperatura ambiente, y su magnitud depende de la variación que alcance la temperatura ambiente. La segunda, el calor de hidratación, genera un aumento en el núcleo del elemento, generando una gradiente hacia las superficies externas del elemento. El tipo de cemento y su dosificación intervendrá en este aumento de la temperatura del núcleo. Estas causas tienen su origen en la baja conductividad térmica del hormigón que originan gradientes de temperatura entre el interior de la masa y las 75

78 superficies, ocasionando que las capas externas se encuentren a diferente temperatura, provocando contracciones o dilataciones. Entonces, podemos decir que los factores que se deben examinar para controlar la fisuración por retracción térmica son: Variaciones de la temperatura ambiente Tipo de cemento Dosificación de cemento Variaciones de la temperatura ambiente En relación con este aspecto deben distinguirse dos situaciones: a) La incidencia de la temperatura del día en el momento de la colocación del hormigón. Esta incide sólo superficialmente, por lo que tiene importancia sólo en los primeros días de vida de la obra. b) La incidencia de las variaciones de la temperatura anual en el período de construcción. Esta tiene una incidencia general más acentuada, pues su influencia alcanza mayor profundidad en la estructura. En general, sólo ocasionalmente es posible ajustar la colocación del hormigón a la temperatura ambiente diaria más favorable pues, si ello se realizara en forma sistemática, tendría una incidencia importante en los plazos y costos de construcción. En todo caso, aunque ello fuese posible, la incidencia sobre la retracción térmica es secundaria pues, tal como se ha indicado anteriormente, su influencia sólo se refleja en los primeros días de vida del hormigón, de 76

79 manera que no tiene mayor significancia desde punto de vista de la retracción global. Por su parte, el control de la temperatura a través de la elección de la época más favorable del año, no es factible de considerar desde un punto de vista práctico, pues significaría plazos y costos de construcción significativamente mayores. Por estos motivos, puede establecerse que no existe posibilidad de manejo de este parámetro por parte del constructor, debiendo considerarse como parte del diseño en conjunto con la disposición estructural de juntas de contracción. Tipo de cemento El tipo de cemento puede ser elegido voluntariamente por el constructor. Este factor influye principalmente en la velocidad de evolución de la retracción térmica e hidráulica en los primeros días, pero no en la magnitud final del valor máximo alcanzado. La diferencia de la elección de un cemento corriente frente a uno de alta resistencia en el valor global de la retracción térmica e hidráulica no es mayor de un 5% en su punto de mayor incidencia. Dosis de cemento Una vez definida la dosis de agua en la forma descrita en el punto anterior, la dosis de cemento queda condicionada por la resistencia especificada para el hormigón o eventualmente, por la exigencia de una dosis mínima por condiciones de durabilidad. 77

80 En consecuencia, este factor depende básicamente de las exigencias de diseño y el constructor sólo incide indirectamente a través de la definición de la trabajabilidad del hormigón. Su incidencia es del mismo orden del señalado para la dosis de agua. Se puede decir que la única diferencia con las fisuras por pérdida de agua, es que se generan a partir de coacciones externas, no internas como los elementos que componen al hormigón. Fisuras de afogarado Estas fisuras se producen por un enérgico secado superficial durante las primeras horas de colocado el hormigón. Se relaciona directamente con la temperatura ambiente, el viento seco, una alta dosificación de cemento y la relación agua/cemento. Se presenta con más frecuencia en elementos cuya relación superficie libre/ volumen es alto, es decir elementos de poco espesor y grandes superficies horizontales. Las fisuras de afogarado no siguen líneas determinadas, tienen forma ramificada, siguiendo los contornos de los áridos. Sus principales características son: Aparecen en las primeras horas (una a diez horas) A veces se forman nidos de fisuras alrededor de zonas con concentraciones puntuales de cemento. 78

81 Su profundidad es variable, entre 1 y 70 cm. Se producen por desecación superficial del hormigón en estado plástico. Causas principales Aire seco y/o el soleamiento. Figura Fisuras de afogarado. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Fisuras debido a la ejecución. Se estima que los errores durante la ejecución son causantes de casi la mitad de los defectos en el Hormigón Armado. Entre las causas más frecuentes figuran: deslizamiento del hormigón en rampas o piezas inclinadas, movimientos del moldaje, desplazamientos en la armadura durante la compactación, entre otros. 79

82 En el hormigonado de muros con vanos, es frecuente la aparición de fisuras cuando una vez realizado el vertido del hormigón hasta los dinteles no se esperen una o dos horas para que el hormigón se asiente, antes de seguir el hormigonado. En las zonas donde se formen ángulos de los vanos debe colocarse enfierradura para soportar los esfuerzos de tracción que ahí se generan para prevenir la fisuración. Figura Fisuras en las esquinas de los vanos debido a concentración de tensiones. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Del mismo modo se deben esperar unas horas en las uniones viga-pilar, una vez hormigonado los pilares, para permitir que el hormigón de los pilares se asiente. De igual forma ocurre con la unión losa-muros de hormigón. b) Fisuración en el hormigón endurecido Los factores que pueden provocar fisuras en el hormigón endurecido son: deficiencias en el proyecto y ejecución, sobrecarga de la estructura, acción de agentes agresivos y de envejecimiento. 80

83 La mayoría de las veces las fisuras aparecen simultáneamente con la acción de los factores antes nombrados, sin embargo, en ocasiones las fisuras se presentan después de un periodo de tiempo (pueden ser meses o años) desde que el hormigón o el acero sufran una acción perjudicial. c) Fisuras debidas al proyecto o a la ejecución En los puntos de concentración de ganchos y anclajes de barras pueden aparecer fisuras a 45º que provocan el desgarre del hormigón cuando las viga entra en carga. Figura Fisuras por fuerte concentración de anclajes. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. En los voladizos, cuando ocurre un desplazamiento hacia abajo de las armaduras, se pueden producir fisuras por flexión en la parte superior. Figura Fisuras producidas por el desplazamiento de las armaduras. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. 81

84 En los pilares pueden aparecer fisuras verticales o levemente inclinadas cuando ocurren desplazamientos de cercos, quizás durante la colocación del hormigón. Este tipo de fisuras con muy peligrosas. Figura Desplazamiento de estribos en la cabeza del pilar. Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J. Las fisuras también pueden ser paralelas a las armaduras longitudinales en las vigas, cuando la compactación fue deficiente o cuando el hormigón no pudo pasar entre las armaduras debida a la proximidad entre ellas. También son frecuente las fisuras en las caras cóncavas de las bóvedas o elementos estructurales en ángulo, cuando la armadura de tracción no ha seguido una línea quebrada, o cuando existe falta de estribos en la zona de compresión. 82

85 Figura Desprendimiento de hormigón por falta de estribos. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. d) Fisuras debidas a solicitaciones mecánicas excesivas. Se distinguen las siguientes acciones mecánicas capaces de generar fisuras: Tracción Las fisuras por este tipo de acción son perpendiculares a la dirección del esfuerzo. No son frecuentes esta clase de fisuras en el hormigón ya que es el acero es el que las impide, sin embargo cuando las deformaciones de éste es importante aparecen grietas en los lugares donde están los estribos. Figura Rotura por tracción. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. 83

86 Compresión Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección de los esfuerzos. La distancia entre ellas varía y poseen un trazado irregular por la heterogeneidad del hormigón. También pueden cortarse entre ellas formando ángulos agudos. Figura Rotura por compresión simple. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. En el caso de los pilares, se trata de una lesión muy grave, ya que indica el agotamiento de su capacidad resistente estructural, con posible colapso estructural. En general se presentarán en el tercio superior del pilar, que es su zona de menor resistencia. Sus causas pueden ser: sección y armaduras insuficientes, hormigón de mala calidad, carga prematura, estribos caídos o insuficientes o momentos excesivos en pilares muy rígidos, en este último caso las fisuras se cortan unas a otras, debido a movimientos y asentamientos en los cimientos. Cabe destacar una diferencia fundamental entre las fisuras por tracción y las de compresión; mientras que las fisuras de tracción aparecen repentinamente, las de compresión aparecen con esfuerzos inferiores a los de rotura y aumentan paulatinamente. 84

87 Flexión Las fisuras de flexión son las más comunes en elementos de Hormigón Armado, pudiendo ser de diferentes formas según corresponda a flexión pura o flexión combinada con esfuerzo cortante. En flexión simple las fibras inferiores se someten a esfuerzos de tracción, la que disminuye conforme la fibra se acerque a la fibra neutra. Entonces las fisuras aparecerán cercanas a las armaduras sometidas a tracción, con un trazado vertical donde su grosor va disminuyendo. Figura Fisuras de flexión simple. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. Cuando la flexión es compuesta la fibra comprimida será la que sufra de fisuración. Figura Fisuras de flexión compuesta. Fuente: Patología y Terapéutica del Hormigón Armado. Fernández M. 85

88 Cortante Para el caso de esfuerzo cortante simple, dado que la resistencia a tracción es menor que la de compresión, las fisuras seguirán un trazado perpendicular a las tensiones de tracción. Las fisuras por esfuerzos cortantes comienzan en el alma del elemento, generalmente a 45º, luego van progresando hacia las armaduras, y finalmente hacia las cargas, dividiendo la pieza en dos, ocasionando el colapso. Todo este proceso es rápido, es por ello su peligrosidad. Figura Progreso de una fisura por esfuerzo cortante. Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J. Torsión Las fisuras por torsión son similares a las de esfuerzos por cortante, pero se distinguen porque en caso de las fisuras por cortante las fisuras están inclinadas en el mismo sentido en sus caras opuestas, mientras que las fisuras por torsión están en sentido diferente en sus caras opuestas, como lo indica la figura. 86

89 Figura Fisuración por cortante y fisuración por torsión. Fuente: Patología de Estructuras de Hormigón Armado. Pérez Valcárcel J. e) Fisuras vivas y fisuras muertas Se llaman fisuras vivas aquellas que continúan en movimiento, cambiando de espesor, y fisuras muertas a aquellas que ya están estabilizadas al cesar la causa que la produjo. Las fisuras vivas son producidas por acciones de magnitud variable, pueden ser de origen térmico o por esfuerzos de flexión provocadas por acciones dinámicas Desagregaciones Consisten en la degradación del cemento que deja de funcionar como aglomerante y en consecuencia deja libres los áridos de la unión que les brinda la pasta. El proceso es lento y comienza con un cambio de coloración, luego se forman fisuras entrecruzadas que van aumentando de espesor 87

90 gradualmente. A continuación la superficie se va deformando, hasta que se desprende y se va desintegrando la masa del hormigón. Para prevenir la desagregación se debe elaborar un hormigón muy compacto con un cemento bajo en aluminato tricálcico (AC 3 < 7%) Disgregaciones Las disgregaciones del hormigón son roturas que se producen desde el interior del mismo por esfuerzos internos que produzcan fuertes tracciones, que el hormigón no es capaz de soportar El motivo principal de disgregación en el Hormigón Armado es la corrosión en sus armaduras. Debido a las tensiones que genera la capa expansiva de óxido. Otro motivo, puede ser un fuerte estado tensional provocado por cargas excesivas puntuales que dan lugar a deformaciones en los elementos estructurales. 1.8 DETERIOROS POR ACCIONES SISMICAS.- Las acciones sísmicas provocan una considerable pérdida en todo sentido. Enfocándonos en la edificación de Hormigón Armado, este al ser dañado provoca la falla de la construcción desencadenando serios problemas, en especial para las personas quienes habitan estos lugares. Cuando se produce un sismo, este libera de forma brusca una cierta cantidad de energía de deformación acumulada durante mucho tiempo la cual proviene de las placas teutónicas de la tierra y su reacomodación. 88

91 El hipocentro se le conoce como el lugar físico donde el sismo se produce. Este hipocentro puede ser superficial, abarcando una distancia entre 0 y 70 Km de profundidad, también puede ser intermedio, el cual se encuentra entre los 70 y 300 Km de profundidad y por último, el profundo que su hipocentro se localiza por debajo de los 300 Km. Los sismos más destructivos son aquellos que se llevan a cabo lo más próximo a la superficie, especialmente si ocurren debajo de una zona habitable. Las ondas de energía que generan los sismos, llegan a la superficie y estas se propagan al terreno adyacente produciendo fallas en las estructuras de los edificios Origen de las patologías sísmicas El efecto de movimientos sísmicos en una edificación de Hormigón Armado puede producir daños directos e indirectos. Entendiendo por daños directos a aquellos que se ocasionan físicamente en la estructura durante los terremotos y los daños indirectos, los cuales son producidos por el fuego, desprendimiento de objetos, inundaciones por fallos de diques o presas, entre otros. Con relación a los daños ocasionados por causas directas, existen diversos grados de esta, las cuales pueden llegar hasta el colapso de la estructura (ver figura 1.33). Se debe tener presente que numerosos daños leves a moderados pueden ocasionar la misma magnitud de falla que una causa directa, la cual tendrá como finalidad la demolición de la estructura dañada. 89

92 Figura Colapso en estructuras de Hormigón Armado Fuente: o-estructural-en-edificios-de.html En una edificación de Hormigón Armado, los daños más comunes que se pueden encontrar por causas sísmicas son los siguientes: a) Daños en elementos verticales Deslizamiento o punzonamiento: Esta clase de daños ocurren en los pilares, las cuales son provocadas por tensiones diagonales. Agrietamiento inclinado: esta clase de daños se forma en los pilares. Las grietas pueden orientarse en una dirección, o en dos direcciones formando una cruz, por efecto de esfuerzos invertidos. Agrietamiento inclinado en una sola dirección: Esta patología se da en los pilares, cuya estructura sufre diferentes asentamientos antes o durante el terremoto. Desprendimiento y desmoronamiento del hormigón: esto se origina en los pilares, también ocasiona pandeo del acero de refuerzo. 90

93 Agrietamientos diagonales en cruz por falla de corte: Esta patología se ve en muros de carga, se provoca por tensiones diagonales al haber un exceso de carga en ambos sentidos. b) Daños en elementos horizontales Desmoronamiento inclinado: esta clase de daños se da en la proximidad de los extremos de las vigas, provocada por la tensión diagonal. Pueden originarse dos grietas formando una cruz como consecuencia de la inversión de esfuerzos. Desprendimiento y desmoronamiento de hormigón: Estos se originan en las partes inferiores de las vigas, cerca de la unión con los pilares, debido a un aumento de compresión por flexión y al pandeo del acero de refuerzo de la parte inferior de las vigas. En algunas oportunidades también esta clase de daños pueden verse en la parte superior e inferior de las vigas. Las patologías producidas por los sismos y su magnitud dependen de varios factores, tales como: La duración del movimiento sísmico La fuerza del movimiento El tipo de suelo en donde se encuentre la edificación La tipología constructiva Una cimentación inadecuada, o mal elaborada Pendientes pronunciadas en los terrenos con edificaciones Escasa separación entre edificios contiguos 91

94 CAPITULO II PATOLOGIAS COMUNES EN EDIFICACIONES DE HORMIGON ARMADO EN PUNTA ARENAS 92

95 La construcción de un edificio utilizando Hormigón Armado como estructura principal está propensa a daños y fallas, si no se toman los resguardos suficientes y no se tiene en consideración la localización de la edificación que se está llevando a cabo. Dependiendo del lugar donde se elabore una obra de edificación, se deben tener presente distintos factores propios de la zona como son las altas y bajas temperaturas, vientos, lluvias, por nombrar algunos. Cada lugar tiene sus características particulares que la hacen ser diferente de otra, y por ende, un profesional del área de la construcción debe tener los conocimientos necesarios; las particularidades de donde se construirá, con la finalidad de abordar de distinta forma una faena de trabajo según el lugar en donde se encuentre. Dependiendo del lugar donde se construya un edificio, éste se creará con distintos criterios y a su vez se debe advertir que nos podemos encontrar con diversas dificultades las cuales desencadenaran en patologías si no se tienen los resguardos suficientes y las condiciones claras de trabajo para distintas zonas en el país. Uno de los factores que influyen en las metodologías constructivas que se utilizan en edificaciones en esta ciudad tiene relación con las condiciones climáticas que afectan a esta zona. La cuidad de Punta Arenas, capital de Magallanes y antártica Chilena, se caracteriza por tener condiciones climáticas diferentes a la de otras regiones del país: El clima que posee esta ciudad se puede clasificar como estepárico frío con precipitaciones que se distribuyen de forma uniforme durante el año alcanzando los 425 mm aproximadamente. La temperatura promedio es de 10ºC en los meses de verano, mientras que en invierno esta es de 2ºC como promedio. Es frecuente que en el invierno la temperatura pueda descender bajo los 0º C, inclusive se han registrado temperaturas que bordean los 20ºC 93

96 bajo cero. La nieve se hace presente sólo algunos días del año, la cual no repercute mayormente en un factor que pueda desencadenar una patología, pero sí se debe tener en consideración medidas preventivas. Son muy característicos y frecuentes los fuertes vientos, los cuales pueden llegar a alcanzar velocidades de 120 km/hr. Durante esta investigación se determinó que las patologías más habituales en las edificaciones de Hormigón Armado en esta ciudad tienen una directa relación con los agentes climáticos que se mencionaron anteriormente. La humedad, la climatología fría y el viento son las condiciones más características que pueden provocar fallas y daños en las estructuras de hormigón. También se estableció que existen otras patologías comunes en la ciudad, las cuales no están vinculadas directamente con el clima, pero son muy frecuentes en la ejecución de edificaciones en cualquier zona del país. Estas patologías son fisuración en losas por retracción hidráulica, mala colocación y cuidado de los moldajes, nidos de piedras y juntas de hormigonado deficientes. En el presente capítulo se estudiarán las patologías mencionadas con anterioridad, las cuales son las más usuales a encontrar en las edificaciones de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas. 2.1 LA HUMEDAD Es la más común que se puede hallar en esta zona, sin lugar a dudas es aquella que provoca daños debido a la presencia de la humedad en el ambiente. 94

97 Este fenómeno se puede definir como la presencia no deseada de agua en estado líquido en un determinado periodo de tiempo, en un elemento constructivo. Ésta puede aparecer en la superficie o en el interior del muro. Una edificación puede estar expuesta a distintos tipos de humedades, las cuales pueden generar diferentes patologías en su estructura. Según su procedencia o la manera en que se propaga el agua; se pueden distinguir los siguientes tipos de humedades: Humedad en obra Esta clase de humedad se origina debido al contenido residual del agua utilizada en los procesos constructivos y el cual no fue evaporado. Las aguas que provocan las humedades en obras pueden originarse de las siguientes Formas: - Por medio de agua retenida o adherida en el exterior de un elemento constructivo. - Por medio de agua retenida interiormente en un elemento constructivo. - Por medio de agua usada para elaborar algún semiproducto. - Por medio del agua necesaria para realizar un cierto proceso. - Por medio del agua lluvia. 95

98 Humedad por capilaridad La humedad por capilaridad es aquella provocada por la ascensión del agua proveniente del terreno, a través de los cimientos y muros de una edificación la cual se encuentra en contacto con el suelo. Esta humedad sube por poros y capilares evaporándose a la atmosfera. Figura 2.1. Humedad por capilaridad Fuente: Humedad de filtración Se entiende como humedad de filtración a aquella provocada por el agua que llega desde el exterior de una edificación y penetra en el interior de éste por medio de los elementos constructivos. El agua lluvia es el principal agente que puede desencadenar humedades por filtraciones, la cual se suele dividir en tres grupos: los provocados por la absorción, por la infiltración y por la penetración. 96

99 Figura 2.2. Humedad de filtración Fuente: Humedad por condensación Esta clase de humedad se origina cuando la condensación del aire puede dar lugar a la formación de gotas que cuando se van agrandando forman núcleos húmedos. Este fenómeno se puede producir tanto en el exterior como en el interior de la edificación. Figura 2.3. Humedad de condensación Fuente: Humedad-por-condensaci%F3n/page10 97

100 Humedades accidentales Son aquellas clases de humedades provenientes de accidentes desde una edificación, tales como rotura de tuberías, inundaciones, vertidos o derrames. Por medio de esta clase de humedad se pueden originar otras humedades como son las provenientes por capilaridad y filtración Problemas ocasionados por la humedad en la ciudad de Punta Arenas Ya analizado el fenómeno de la humedad y los cinco tipos existentes en una obra de edificación, podremos abordar la problemática existente en la ciudad con relación a esta clase de patología. La ciudad de Punta Arenas posee un porcentaje de humedad que alcanza un promedio de 74% en la última década, lo cual la hace ser una de las ciudades con mayor porcentaje de humedad en el ambiente en nuestro país. Una de las principales características por las cuales la humedad ataca a una edificación de Hormigón Armado en esta zona, tiene relación con la gran cantidad de precipitaciones que ocurren durante el año. Este promedio de precipitaciones alcanza aproximadamente los 425 mm. Esta clase de precipitaciones afecta al hormigón en el proceso de elaboración de la masa de hormigón y también una vez acabado. Es por esta razón que el factor humedad será un punto importante a considerar a la hora de efectuar una construcción utilizando como materia prima hormigón y también otras clases de materiales. 98

101 Una de las patologías más comunes que se pueden encontrar en esta ciudad tiene relación con aquellas originadas por una mala ventilación en las edificaciones. Esta incorrecta ventilación provoca problemas de condensación que en un determinado tiempo desencadena en daños a la estructura de hormigón. Como se mencionó con anterioridad, estas condensaciones en los edificios pueden originarse tanto en el interior del mismo como en el exterior de él, como se ve reflejado en la siguiente imagen captada en el edificio Magallanes. Figura 2.4. Problemas de humedad por condensación Fuente. propia 99

102 La lluvia, propiamente tal, causa diferentes tipos de patologías en un elemento constructivo. En el caso de la ciudad de Punta Arenas los daños más frecuentes visualizados por causas del agua lluvia fueron las humedades causadas por filtraciones. Esta clase de patología se vio representada en los edificios antiguos, como se visualiza en la siguiente imagen (ver Figura 2.5). Figura 2.5. Problemas de humedad por filtración Fuente. Propia 100

103 2.2 HORMIGONADO EN TIEMPO FRIO Las características más notorias por la cual se pueden establecer patologías en el hormigón, es sin lugar a dudas, la confección de una estructura de este material en condiciones de tiempo frío; lo cual es muy habitual en esta zona, por ende, se deberán tener en claro las condiciones climatológicas a la cual se estará expuesta la faena de hormigonado y los resguardos que se deberán considerar para un correcto trabajo. El clima de Punta Arenas se define como un clima trasandino con degeneración esteparia. Con valores de temperatura medios anuales de 6ºC a 7ºC. A pesar de la latitud, las temperaturas de invierno no son exageradamente bajas, por cuanto las temperaturas medias de los meses de invierno son superiores a 2ºC, con lo que la permanencia de suelos cubiertos de nieve no es muy prolongada en los sectores más bajos. Las temperaturas mínimas medias sí son inferiores a 0ºC entre los meses de junio y agosto. La norma Nch 170 Of.85 define Tiempo Frío a la condición en que la temperatura ambiente promedio es menor a º5 C en al menos uno de los siete días previas al hormigonado. Cuando se presentan bajas temperaturas se disminuyen las reacciones químicas durante la hidratación del cemento, aumentando los tiempos de fraguado y reduciendo la tasa de desarrollo de resistencia. Además, pueden ocurrir daños en el hormigón debido a la expansión del agua contenida en su interior al congelarse. 101

104 Figura 2.6. Hormigonado en tiempo frío. Fuente. Propia Protección durante tiempo frío Objetivos principales de proteger el hormigón durante tiempo frío: Prevenir daño al hormigón por congelamiento a edad temprana: Se ha determinado que el hormigón que alcanza una resistencia a compresión de 45 kg/cm 2 protegido del congelamiento y la saturación, no será dañado por sólo un evento de congelación y descongelación (un ciclo hielo-deshielo). 102

105 Asegurar un desarrollo de resistencia del hormigón que permita una construcción segura y que altere lo menos posible los plazos de construcción (retiro de moldajes, proceso de fabricación, carga de la estructura en construcción y servicio, esfuerzos de pretensado u otras). Evitar cambios violentos de temperatura (esfuerzos térmicos pueden provocar fisuración) Protección previa al hormigonado Algunas recomendaciones para la dosificación en tiempo frío son: Uso de cemento de mayor calor de hidratación. Uso de cemento de endurecimiento más veloz. Aumentar la dosificación de cemento. Menores dosis de agua (baja relación agua-cemento) Uso de aditivos. Los más recomendados son: - Acelerantes - Plastificantes - Incorporadores de aire (para hormigón expuesto a ciclos hielo - deshielo) Hay que tener presente que estas recomendaciones no permiten un aumento de la retracción del hormigón. 103

106 2.2.3 Precauciones durante la colocación Recomendaciones antes de la colocación: Las superficies que estarán en contacto con el hormigón fresco deben estar a una temperatura adecuada para que no provoquen congelamientos o prolongaciones del fraguado. Se debe remover la escarcha, nieve o hielo del los moldajes, refuerzos o insertos, armaduras, y otros eventos. Especial cuidado merece el hormigonado alrededor de insertos metálicos masivos con temperaturas bajo 0 C. Estos insertos deben ser calentados, cuidando no dañarlos. La tabla N 5 presenta la temperatura recomendable de colocación del hormigón según el espesor del elemento. Espesor de la sección del elemento hormigonado, dimensión menor. Temperatura mínima de colocación ( C) Inferior a Entre 0,30 y Entre 0,90 y Superior 0,30 m 0,90 m 1,80 m a 1,80 m Tabla N 5. Temperatura mínima de colocación del hormigón. Fuente: Norma Nch 170 Of.85 Se debe asegurar y controlar la temperatura de colocación del hormigón. El espesor influirá directamente con la temperatura de colocación. Por ejemplo, 104

107 para un elemento de menor espesor se debe considerar una mayor temperatura dado que pierde calor más rápidamente. Es conveniente no superar las temperaturas recomendadas en la tabla N 5 en más de 10ºC. Temperaturas superiores demandarán mayor relación agua-cemento, con lo que aumenta la tasa de pérdida de trabajabilidad, e incluso se podrían provocar fisuras. La temperatura del hormigón (en la hormigonera) deberá ser mayor a la de colocación, ya que se producirá una pérdida térmica en el trascurso de estas etapas. Ésta temperatura dependerá de la temperatura ambiente. Se recomienda las siguientes temperaturas del hormigón en el interior de la hormigonera. Temperatura ambiente, Temperatura mínima de colocación, ( C) ( C) Temperatura requerida en la hormigonera de 0 a a Menor que Tabla N 6. Temperatura mínima del hormigón al interior de la hormigonera. Fuente: Norma Nch 170 Of.85 Estas temperaturas no se deben exceder en más de 15ºC. 105

108 2.2.4 Protección y Curado Se define curado del hormigón como la mantención de un contenido satisfactorio de humedad y temperatura durante sus etapas primarias, de modo que puedan desarrollarse propiedades deseadas como resistencia y durabilidad. Para hormigonado en tiempo frío, este se debe proteger y aislar. Una adecuada aislación es muy importante ya que permite aprovechar el calor de hidratación para mantener una temperatura de curado correcta. La aislación consiste en colocar capas protectoras en contacto con hormigón, con las características adecuadas según el caso Tipos de protecciones a) Aislación térmica Poliestireno expandido Mantas de espuma de vinilo Sacos con aserrín Lana mineral Polietileno con burbujas de aire (de empaque). b) En caso de temperaturas muy bajas, presencia de nieve y/o viento: Estructuras provisorias de madera, lonas, placas de yeso, plástico y otros extendidas sobre caballetes o estructuras resistentes. Deben ser fácilmente removibles para facilitar el hormigonado y minimizar secciones expuestas a la intemperie. 106

109 c) Para condiciones más desfavorables se puede recurrir a recintos cerrados, calefaccionados por medio de vapor o aire caliente. No se deben usar fogatas, estufas o similares que generen CO2. d) Calentamiento interno del hormigón, colocando en él resistencias eléctricas en espiral, por las cuales se hace pasar corriente eléctrica de bajo voltaje Curado en tiempo frío durante el período de protección: En hormigones protegidos se debe cuidar el secado de las superficies. Esto es especialmente importante en recintos cerrados. Cuando el hormigón posee más de 16 C y se expone a temperaturas ambientes superiores a 10 C, es esencial tomar medidas contra el secado. El método preferido de curado es a través de vapor. No se debe usar el curado bajo agua. En recintos cerrados, si la temperatura ambiente cae a 10 C, el hormigón puede ser expuesto al aire siempre que la humedad relativa sea superior a 40% Curado en tiempo frío después del período de protección: Luego de finalizar con la temperatura de protección, usualmente no será necesario tomar medidas adicionales para prevenir secado 107

110 excesivo si la temperatura permanece bajo 10 C. En regiones excepcionalmente áridas se deberán tomar medidas especiales. Si se espera secado excesivo se debe curar con membranas de curado o elementos de aislación (el secado dependerá de la temperatura del hormigón, del aire, la velocidad del viento y la humedad relativa). Si la temperatura media por más de medio período de 24 horas y durante 3 días consecutivos supera los 10 C, no se debe considerar tiempo frío, y se debe aplicar un sistema usual de curado. Figura 2.7. Uso de polietileno con lana mineral para la protección del hormigón. Fuente. Propia 108

111 2.3 EL VIENTO Problemas ocasionados por el viento en la ciudad de Punta Arenas Sin lugar a dudas una de las condiciones climatológicas más características de la ciudad de Punta Arenas y a su vez de la región de Magallanes son los constantes vientos que se pueden sentir durante gran parte del año y en distintos niveles. La ciudad de Punta Arenas posee un registro de velocidad del viento que promedia en la última década un valor aproximado a los 22,8 Km/h. Cabe señalar que en esta ciudad se pueden alcanzar rachas de viento que superan los 120 km/h en un día, lo cual, en el área de la construcción, significan serios inconvenientes tanto para la edificación en si como también para los trabajadores. Es por esta razón que el factor viento, es uno de los agentes climatológicos más comunes en la cuidad, si no se tienen en consideración o no se tratan correctamente, pueden ocasionar patologías en el hormigón, de gran relevancia. Uno de los problemas más frecuentes que ocurren por causa de la presencia de fuertes vientos, tienen relación con la evaporación del agua de amasado; una vez colocado el hormigón en la obra de edificación. Este cuidado que se debe efectuar al hormigón se realiza en un período conocido como tiempo de curado, el cual consiste en mantener la húmeda en la superficie expuesta durante los primeros 7 días de vida de este material. Es en este periodo donde el viento puede causar problemas desencadenando en patologías en el hormigón, se efectúa este proceso de curado de una correcta manera y tomando las precauciones para evitar la evaporación del agua de amasado. 109

112 Una de las formas más comunes que se utiliza para poder evitar la evaporación del agua de amasado en el hormigón en el proceso de curado, es cubriéndolo con mallas raschel y fundas en las zonas hormigonadas y así contribuir a que la humedad óptima permanezca en este microclima que se crea al interior de esta protección, con la finalidad de alcanzar una óptima resistencia en el hormigón (ver Figura 2.8) Figura 2.8. Protección contra el viento del curado del hormigón Fuente. Propia Queda en claro que en ciudades donde la presencia del viento es un factor a considerar como lo son en el caso de Punta Arenas. Si no se tuviera dicha preocupación ante este agente climático, el hormigón utilizado para la ejecución de una edificio puede sufrir un desecado rápido como se mencionó anteriormente, el cual puede crear una serie de efectos patológicos considerables, por las siguientes razones: 110

113 - Si la evaporación del agua es más rápida que el aumento de resistencias, la retracción dará lugar a fisuraciones en el hormigón. - Si la desecación es grande puede que no exista agua suficiente para la hidratación del cemento con lo cual se producirá la disgregación del cemento, más o menos superficial, al no estar este bien hidratado desencadenando finalmente en una carencia de resistencia en el hormigón. 2.4 FISURAS EN LOSAS Generalmente las fisuras que aparecen en las losas y pisos son provocadas por la retracción hidráulica del hormigón. Como se mencionó en el capítulo anterior, donde se analizaron las fisuras por retracción hidráulica, los factores que la generan y como se presenta en diferentes elementos estructurales, éste tipo de fisuras surgen cuando el hormigón se encuentra en estado plástico, al poco tiempo que el brillo del agua desaparece de la superficie. Hay que hacer mención que este tipo de fisuras solo afecta la estética del edificio, ya que no perjudica la resistencia y durabilidad estructural de la edificación. Características de las fisuras de contracción plástica: Tienen una profundidad considerable de 20 a 40mm, pudiendo en ocasiones atravesar la losa. 111

114 Aparecen en las primeras horas (de 1 a 10 horas) y se manifiestan en grupos. Son más frecuentes y mayores cuando las condiciones climáticas favorecen a una más rápida evaporación superficial (temperatura, viento y humedad). Estas fisuras no atraviesan las piedras, sino que las rodean. En general, no presentan peligros estructurales, es decir, no afectan la capacidad resistente del elemento. Si el elemento tiene espesor uniforme, estas fisuras son de trazado corto, sin direcciones preferentes y generalmente se distribuyen al azar. Si el elemento tiene espesores variables, las fisuras se localizan en las zonas más delgadas. No tienen aspecto de una rotura limpia ni presentan bordes agudos y bien definidos como cuando sucede después a las que se forman cuando el hormigón ha endurecido. Toirac Corral, J Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras de hormigón; origen y prevención. Existe un tipo de fisura de retracción hidráulica llamada nidos de fisura, que no está relacionado con la perdida de agua en la superficie del hormigón, sino con procesos de ejecución incorrectos, específicamente a la compactación y terminación. 112

115 Cuando en una zona específica de la masa se concentra mayor cantidad de pasta de cemento, con poco árido, ésta seca antes que el resto de la masa, por lo que se contrae más que el resto del hormigón. Esto puede originarse por una sobre vibración o por un excesivo aplanado con llana durante la terminación. Figura 2.9 Nidos de Fisura. Fuente: Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras de hormigón; origen y prevención. Se pueden tomar ciertas medias en los procedimientos con el fin de minimizar las fisuras por retracción hidráulica, las que se enfocan hacia contrarrestar las causas que las originan. Entre estas medidas, cabe destacar las siguientes: De acuerdo a la consistencia utilizada para que el hormigón sea bien colocado, se deberá utilizar un contenido de agua tan bajo como sea posible, esto se logra con un adecuado control y con el empleo de aditivos plastificantes. 113

116 Minimizar la influencia de los efectos climatológicos. En el caso del hormigón, se deberá mantener baja temperatura en el agregado grueso rociándolo con agua o manteniéndolo a la sombra. Igualmente se deberá humedecer los encofrados, y enfriar el agua de mezclado. Es conveniente realizar el vaciado en las horas más frescas del día. Construir pantallas provisionales para reducir la velocidad del viento evitando así la rápida evaporación del agua superficial. Evitar los diseños de mezclas con excesiva presencia de finos en el hormigón, pues provoca una rápida exudación. Evitar en lo posible grandes dosis de cemento. En el caso de ser requeridas altas resistencias se deberán utilizar aditivos superplastificante, con el propósito de bajar la cuantía de cemento. En los trabajos de colocación y terminado evitar la segregación de finos hacia la superficie. De no requerir altas resistencias a edades tempranas, se deberá evitar el uso de cementos con altos contenidos de silicatos tricálcicos, pues este en su reacción libera abundante cantidad de cal, desarrollando un gran calor de hidratación, provocando el auto desecación en la superficie, intensificando así la retracción. Evitar el uso de cementos con alta finura de molida. A mayor finura, mayor calor de hidratación, por tanto mayor será su retracción y con ello el peligro de fisuración. Toirac Corral, J Patología de la construcción, grietas y fisuras en obras de hormigón; origen y prevención. 114

117 La detección de las fisuras en la losa se hace difícil a simple vista, son fisuras de escaso grosor que exigen el uso de métodos diferentes a la inspección visual. Una técnica que se realiza para la localización del trazado de las fisuras consiste en regar la superficie de la losa con agua y esperar a que ésta pase a través de la fisura, atraviese la losa y llegue a la parte inferior de ésta. Figura Fisuras por retracción hidráulica en losa, vista desde la parte inferior. Fuente. Propia 115

118 Posteriormente una vez detectadas las fisuras, éstas se pueden señalar con pintura spray, como indica la Figura Figura Marcado de las fisuras encontradas en losa. Fuente. Propia 116

119 2.5 MOLDAJES Las patologías originadas por no tener los cuidados suficientes a la hora de utilizar los moldajes en una faena de construcción pueden desencadenar en una mala confección de muros, losas, vigas y/o pilares. Esta patología seguramente no es una de las más características de esta zona, pero generalmente se encuentra presente cuando no se tienen los cuidados suficientes al preparar los moldajes para el posterior hormigonado. Los moldajes pueden originar defectos indeseados en el hormigón los cuales pueden afectar a la estructura dando lugares a nidos de piedra, alvéolos, resaltes, deformaciones, o efectos que pueden generar cambio de coloración que no son los deseados en un hormigón que tenga que quedar a la vista. Los efectos indeseables que nos podemos encontrar al utilizar los moldajes de mala manera pueden ser: Variaciones de color en las superficies del hormigón. - Por contaminación de los moldajes. - Por perdida de lechada a través de las juntas del moldaje. - Por efecto pared 5 del moldaje, efecto el cual se debería tener en cuenta al dosificar el hormigón. 5 Este efecto está caracterizado por la relación de tamaño máximo del árido versus radio medio del molde. 117

120 Irregularidades superficiales - Por causas del resaltes del moldaje generando cavidades en el hormigón. - Por alvéolos debido a burbujas de aire. - Por causas de desconchones al adherirse el hormigón al moldaje. - Por utilizar desmoldantes no recomendados. - Por una incorrecta alineación de moldajes generando deformaciones. - Por deformación del moldaje bajo la carga del hormigón fresco (ver figura 2.12). - Por falta de verticalidad o plomo en los moldajes, entre otros. Fernández Cánovas, M Patología y terapéutica del Hormigón Armado 118

121 Figura Problemas ocasionados por la deformación del moldaje a causa de la carga del hormigón fresco. Fuente. Propia 119

122 2.6 NIDOS DE PIEDRA Uno de los errores más comunes durante la etapa de ejecución son los llamados nidos de piedras o coqueras que se forman en el hormigón. Esta falla se puede originar por inadecuados procesos de transporte, vertido o vibración insuficiente. Los nidos de piedras se caracterizan por la exposición de los áridos, los que quedan a la vista con escasa presencia de pasta de cemento. Se les puede clasificar en tres tipos, según su importancia: Estructurales: Se entenderán como nidos estructurales en muros aquellos nidos individuales que se profundizan por detrás de la enfierradura pudiendo o no atravesar el elemento, y teniendo además, una dimensión mayor al 10% de la longitud horizontal del elemento o una superficie mayor al 3% respecto del área de la cara visible. Todos los Nidos ubicados en vigas y pilares deberán ser revisados por el ingeniero calculista del proyecto. Los ubicados en losas se deberán revisar caso a caso dependiendo de su localización. Profundos: Nidos con dimensiones menores a los nidos estructurales y que se profundizan detrás de la enfierradura sin atravesar el elemento. Superficiales: Nidos que comprometen solo el recubrimiento del elemento. Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile Especificación Técnica: Criterios de Aceptación de Superficies Moldeadas en Elementos de Hormigón 120

123 Los nidos de piedras más comunes según su ubicación son los siguientes: Nidos en fondos de vigas y nudos: Se puede deber a: Inadecuada composición del hormigón- segregación. Tamaño máximo del árido excesivo. Procedimiento de colocación inadecuado: falta de compactación. Figura Nidos de piedras en fondos de viga. Fuente. Propia 121

124 Nidos de piedras en columnas y muros, se puede deber a: Inadecuada composición del hormigón, baja docilidad, segregación. Excesivo tamaño máximo del árido. Alta densidad de armaduras: dificultad de acceso al hormigón. Procedimiento de hormigonado inadecuado: segregación, falta de compactación. Pérdida de mortero o lechada por unión de encofrados. Inadecuado tratamiento de la junta, falta de limpieza, no se colocó capa de mortero. Figura Nidos de piedras en muro. Fuente. Propia 122

125 Nidos por altura de vaciado: Son todas aquellas oquedades visibles o cubiertas por la lechada del hormigón, de profundidad mayor al recubrimiento y localizados en la zona comprendida desde la base del elemento vertical y hasta una altura de 20cm. Figura Nidos por altura de vaciado Fuente. Propia 2.7 JUNTA DE HORMIGONADO Los defectos en las juntas de hormigonados son fallas muy comunes, que se deben a malos procedimientos en los tratamientos de las juntas. Si una junta de hormigonado es defectuosa, se apreciaran grietas en la unión de los elementos. 123

126 Se llama junta de hormigonado a aquella que se deja en la unión entre hormigón endurecido y hormigón fresco. La junta debe quedar ubicada donde no afecte a la resistencia de la estructura que se está construyendo. Figura Junta de hormigonado en viga. Fuente. Propia Tratamiento de las Juntas: La eficacia de la junta dependerá del estado de la superficie de contacto, la que debe estar sin lechada superficial, ya que es débil e impide una correcta unión, limpia, sin áridos sueltos y con las esquinas no quebradas. El tiempo entre etapas también es un factor que se debe considerar, siendo mejor la adherencia si ha transcurrido menor tiempo. 124

127 Todo esto con el fin de evitar las juntas débiles que afectan el monolitismo de la estructura, quedando expuesta a ataques químicos, filtraciones, fisuras y esfuerzos sísmicos. El tratamiento se realiza en el hormigón endurecido para asegurar una correcta unión con el hormigón a colocar. Consiste básicamente en limpiar y raspar la cara del hormigón, hasta dejar expuesto parte de los agregados, lo que se puede conseguir con medios mecánicos o manual. También se debe quitar la lechada superficial para una correcta unión del hormigón nuevo. Figura Tratamiento de la junta de hormigonado. Fuente. Propia 125

128 2.7.2 Continuación del hormigonado. Posterior a la limpieza, se continúa el hormigonado previa verificación y colocación de: Es indispensable que la capa que da origen a la junta se encuentre limpia y en estado saturado superficialmente seca. (En el caso de uso de puentes de adherencia, ver recomendaciones del fabricante). Colocación de una capa de mortero de 1-2 cm (de la misma composición del hormigón en uso, sin el árido grueso). La primera capa del nuevo hormigón fresco (a la que se le puede añadir agua, manteniendo la razón agua/ cemento), se coloca antes que el mortero endurezca. La compactación de esta capa debe incluir el mortero. Grupo Polpaico Manual del Constructor. Santiago: Polpaico. 126

129 CAPITULO III METODOS DE REPARACIÓN DE PATOLOGÍAS EXISTENTES PARA EDIFICACIONES DE HORMIGÓN ARMADO 127

130 El Hormigón Armado como materia prima para la composición de una estructura de edificación, ha demostrado ser uno de los materiales más adecuado, gracias a su excelente comportamiento, incluso a diversos tipos de solicitaciones y a su vez superiores a las previstas en la memoria de cálculo. Sin embargo, eventualmente y por efecto de acciones externas como se expusieron en los capítulos de patologías comunes en edificaciones de Hormigón Armado, pueden sufrir daños y/o lesiones en algún tipo de elemento estructural, llegando a comprometer la seguridad de la estructura y en algunos casos excepcionales, producir el colapso. Las estructuras dañadas en una edificación de Hormigón Armado pueden recuperarse por medio de reparaciones y tratamientos de mejoramientos, los cuales, en la actualidad se presentan por medio de una gran variedad de métodos de mejora dependiendo de la complejidad y el tipo de daño y/o lesión que presente un elemento constructivo. Estas serán buenas o no, dependiendo de la seguridad que le entregue al usuario y también si logra establecer las condiciones de trabajabilidad para la cual fue construida. A continuación, se darán a conocer los diferentes tipos de sistemas de reparaciones y protecciones que se puede otorgar a un elemento estructural de Hormigón Armado para restablecer el correcto funcionamiento de una edificación. Este capítulo tendrá la finalidad de abarcar las reparaciones más comunes utilizadas en la actualidad en las edificaciones de Hormigón Armado, para posteriormente poder tener un criterio amplio y acabado al dictar una solución constructiva satisfactoria y que cumpla totalmente con la reparación a la patología encontrada. 128

131 El capítulo abarcará en su comienzo, la descripción de uno de los materiales más utilizados en la reparación de hormigones el cual trata de las resinas epoxicas y sus diferentes usos, para posteriormente dar inicio a los distintos tipos de reparaciones que existen en la estructura de Hormigón Armado. Las reparaciones tratadas serán: - Reparación de grietas y fisuras. - Reparación y protección de armaduras. - Reparaciones superficiales. - Reparaciones de nidos de piedra. El criterio a utilizar para optar por una reparación, será fundamental en todo el proceso de mejoramiento de la estructura de un edificio de Hormigón Armado, ya que esta elección reflejará un correcto uso del método de inspección visual elaborado para mejorar y complementar el sistema de evaluación que tiene como fin dar la mejor y más optima solución a una lesión en la estructura. 129

132 3.1 RESINAS EPOXI Las resinas epoxi son materiales de origen sintético provenientes del petróleo, que tienen la cualidad de solidificarse cuando son mezclados con un agente catalizador o endurecedor, presentando extraordinarias propiedades mecánicas y buena capacidad de adherencia. Esta clase de material es uno de los más ocupados en los procesos de reparación de estructuras de Hormigón Armado en edificaciones. El modo de aplicación de las resinas epóxicas para reparación de estructuras de hormigón se pueden clasificar en tres grupos: - Como adhesivo. - Como morteros y hormigones epoxi. - Como revestimiento Adhesivo Esta clase de adhesivo permite la unión de hormigón - hormigón como a su vez de hormigón - acero, Teniendo muy buena resistencia a los agentes químicos, al calor y a la humedad, además de elevada resistencia a rotura por tracción y cizalle. En obras de reparación, este adhesivo epoxi permite las siguientes aplicaciones: - Para pegar fragmentos de hormigón parcial o totalmente desprendidos. Esta aplicación del adhesivo se efectúa en reparaciones muy locales y pequeñas ya que tiene un elevado costo 130

133 para grandes superficies, por lo cual, generalmente se suele recurrir a cambiar el hormigón dañado. - Mejorar la adherencia de reparaciones elaboradas con morteros u hormigones. - Para pegar y sellar fisuras. - Adherir las barras de la enfierradura original al nuevo hormigón. Figura 3.1. Uso de la resina epoxi como adhesivo Fuente: Rio Bueno, A Patologia, reparación y refuerzo de estructura de hormigón armado de edificación. 131

134 Se debe tener presente que la técnica de ejecución dependerá del tipo de unión requerida. Las superficies de hormigón que se pondrá en contacto con este adhesivo deberán estar limpias y exentas de humedad para garantizar un buen endurecimiento de la resina. Al momento de utilizar adhesivos epoxi, la preparación de la mezcla deben seguir minuciosamente las instrucciones del fabricante en lo que tenga relación con temperatura, proporciones, volúmenes máximos o tiempo de trabajabilidad. La mezcla de esta resina se puede efectuar pueden efectuarse manual o mecánicamente, siempre y cuando se asegure su homogeneidad. La velocidad de endurecimiento aumenta con la temperatura. La mezcla debe mantenerse entre 18 y 33ºC. La temperatura de la superficie de aplicación debe igualmente estar en un rango similar al mencionado. Temperaturas superiores a las mencionadas reducen excesivamente el tiempo de aplicación, mientras que temperaturas inferiores dificultan el endurecimiento y puede fragilizar el compuesto. Es importante no mezclar de una sola vez más producto que el señalado por el fabricante, ya que el calor liberado en la reacción podría acelerar excesivamente el endurecimiento. El rendimiento de la resina en su uso como adhesivo varía enormemente con la rugosidad de las superficies de aplicación. Como media, sobre superficies de hormigón, puede estimarse un rendimiento entre 0,5 a 1,0 m2 por litro Morteros y hormigones epoxi La resina epóxica puede ser utilizada como sustitución del cemento para la confección de morteros y hormigones. Los compuestos resultantes son muy convenientes para ser utilizados en reparaciones de poco espesor, o cuando 132

135 se deba obtener un endurecimiento extremadamente rápido. El elevado costo del sistema hace que la aplicación de estos morteros y hormigones epoxi se limiten a ser utilizados solo en volúmenes menores de reparaciones. La mano de obra para la aplicación de este material debe ser especializada. Las propiedades de los morteros epoxi pueden ser muy variadas, dependiendo del tipo de composición a utilizar. Para la aplicación de este material se deben tener presente los siguientes aspectos: - El aglomerante debe prepararse de antemano, mezclando perfectamente resina, endurecedor y posibles adiciones. - Los áridos a utilizar deberán encontrarse superficialmente secos para no perjudicar el endurecimiento de la resina. - La mezcla puede revolverse manual o mecánicamente, el cual posteriormente se deberá colocar de forma inmediata, pues el tiempo de trabajabilidad de la resina es relativamente corto, este factor de endurecimiento dependerá de la temperatura como fue mencionado con anterioridad. - Convendrá de cierta medida colocar una mano de resina liquida en la superficie a reparar para asegurar la adherencia con la superficie original. - Los morteros y hormigones epoxi presentan resistencias superiores a los morteros y hormigones convencionales, pero con módulos de deformación menores. Consecuentemente, pueden producirse problemas de compatibilidad de deformaciones que deben ser considerados. 133

136 - Es conveniente colocar un tratamiento superficial de resina epoxi. Una vez endurecido el mortero epoxi, este no ofrece alcalinidad alguna, por lo que no protege contra la penetración de dióxido de carbono y deja vulnerable el hormigón original a carbonataciones. - Los morteros epoxi presentan resistencias al calor mínimas, perdiendo sus propiedades en torno a 100ºC Revestimientos Dentro de la rehabilitación de edificaciones con estructuras de Hormigón Armado, las resinas epoxi ofrece una gran variedad de alternativas para el tratamiento superficiales de protección. Estos tratamientos pueden aplicarse como terminación de la operación de reparación, o bien como medida protectora. En cualquiera de estas dos situaciones, la aplicación de la resinas epoxi resulta particularmente indicada para impermeabilizar y hacer estancas zonas particularmente expuestas. Existen también tratamientos superficiales de base epoxi de gran dureza y resistencia que, consecuentemente, resultan idóneos para superficies expuestas a la abrasión (suelos industriales, entre otros). Finalmente, se puede mencionar el uso de resinas epoxi como revestimiento de protección de armaduras frente a la corrosión, indicados en reparaciones originadas por este problema. 3.2 REPARACION DE GRIETAS Y FISURAS Después de la evaluación y diagnostico de la estructura de una edificación se puede seleccionar un método de reparación adecuado para tipo de fisuras. Lo primero que se debe tener en cuenta antes de elegir un procedimiento de reparación es conocer la causa de la fisuración. 134

137 Los procedimientos para reparar fisuras vivas o muertas son muy distintos, donde en un primer caso la fisura estará estabilizada, mientras que en la segunda antes de reparar se debe corregir el problema que la genera. En este ítem se abarcarán los métodos de reparación de fisuras, sus procedimientos de ejecución y además se incluirán las características de las fisuras para cada método Inyección de resinas epoxi La inyección de fisuras se utiliza para recuperar el monolitismo de las estructuras. Gracias a esta técnica se pueden adherir fisuras, en cualquier posición, de muy poco ancho, hasta 0,05mm y que no presenten movimiento. El tipo de resina debe ser acorde a las características de la fisura. Del ancho de la fisura dependerá la viscosidad de la resina que se deba utilizar. La técnica generalmente consiste en establecer bocas de entrada y venteo a intervalos poco espaciados a lo largo de las fisuras, sellar la fisura en las superficies expuestas e inyectar la resina epoxi a presión. La inyección de resinas epoxi requiere un alto grado de capacitación, y la aplicación de la técnica puede estar limitada por la temperatura ambiente. a) Procedimiento: Limpiar las fisuras. Lo primero que se debe realizar es una limpieza de la fisura, es el retirar suciedades, grasas, aceites o partículas finas de hormigón, que puedan impedir la penetración y adherencia de la resina epoxi. Esta contaminación 135

138 se puede retirar por aspirado o por inyección de agua. Luego se deja secar al aire o utilizando chorro de aire caliente si fuese necesario. Sellar las superficies. Las fisuras superficiales se deben sellar para evitar que el material epóxico salga antes de gelificarse. Para esto pueden utilizarse materiales termoplásticos, resinas epoxi o, en caso de inyección de baja presión, una cinta adhesiva puede ser suficiente. Si la apariencia de la superficie acabada es importante también se pueden emplear selladores cementicios. Si se requieren presiones de inyección extremadamente elevadas, se puede cortar en forma de V alrededor de la fisura hasta una profundidad de 13 mm y un ancho de alrededor de 20 mm, llenar con material epóxico y enrasar con la superficie. Instalar las bocas de entrada y venteo. Hay tres métodos de uso generalizado: Accesorios insertados en orificios perforados. Consiste en perforar con taladro de 15 a 20mm de diámetro, en la fisura, a intervalos regulares entre 15 y 30 cm, colocando válvulas fijadas con resina en los mismos. 136

139 Figura 3.2. Procedimiento de inyección de resina epoxi. Fuente: Rio Bueno, A Patologia, reparación y refuerzo de estructura de hormigón armado de edificación. Accesorios adheridos a ras. La válvula se adhiere a ras con la cara del hormigón sobre la fisura. El accesorio a ras tiene una abertura en su parte superior para permitir el ingreso del adhesivo y un ala en la parte inferior adherida al hormigón. Interrupción del sellado. Este método se basa en interrumpir el sellado sobre una parte de la fisura. Se utiliza un dispositivo tipo arandela que se coloca sobre la parte no sellada para la inyección de la resina directamente en la fisura. 137

140 Inyectar la resina epoxi. Se pueden utilizar los siguientes equipos: Equipo Manual: Se utilizan sistemas epoxi de muy baja viscosidad y aplicación con pistolas de calafateo. Equipo Neumático: Se emplean equipos neumáticos con presión de aire comprimido de 2 a 7 kg/cm2. Equipo de Mezcla en Punta: Dosificación de los componentes a la salida del equipo, aplicación de altas presiones (hasta 14 kg/cm2). Se emplean resinas con viscosidades bajas. Figura 3.3. Equipo que se puede utilizar en la inyección de la resina epoxi. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. 138

141 Se puede pensar que una mayor presión aumentará la velocidad de inyección, pero esto no es así frecuentemente. Incluso si la presión es demasiado alta puede propagar las fisuras existentes. Cuando la fisura es vertical o inclinada, se comienza por inyectar las bocas de entrada que se encuentran a menor altura hasta que el nivel de la resina llegue a la boca de entrada superior. Después la boca de entrada utilizada se obtura y se continua con el mismo proceso en la boca superior, hasta llenar la fisura y obturar todas las bocas. Si la fisura es horizontal, la inyección debería proceder de la misma manera desde un extremo de la fisura hasta el otro. La fisura está llena cuando la presión se puede mantener. Si la presión no se puede mantener, esto significa que la resina epoxi aún está fluyendo hacia partes de la fisura que aún están vacías o que hay fugas. Retirar el sellado superficial. Una vez que se ha curado la resina epoxi inyectada, el sellado superficial se debería retirar por trituración u otros medios, según resulte adecuado Perfilado y sellado Se usa este método cuando se requiere una reparación inmediata y fisura no es estructural. Consiste en vaciar la cabeza de la fisura para luego llenarla y sellarla con un sellador adecuado. Los materiales de sellado son muy variados, y van desde resinas epoxi a alquitranes. El relleno de la fisura con mortero u hormigón 139

142 debe evitarse, pues rara vez se obtienen resultados duraderos con este sistema, dado su potencial de fisuración. Esta técnica se acomoda mejor en superficies horizontales, como losas y pavimentos. Lo que no descarta su uso en superficies verticales (si se usa un sellador no fluido) y superficies curvas (tubos, postes, pilares). El procedimiento consiste en preparar en la superficie una ranura de profundidad variable, generalmente entre 6 a 25 mm (Ver figura 3.4). Figura 3.4. Reparación de una fisura mediante perfilado y sellado. Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. Después la ranura se limpia con chorro de aire, arena o agua a presión, se deja secar y se sella la ranura con un sellador, luego se permite su curado. 140

143 3.2.3 Costura de fisuras Consiste en coser la fisura mediante grapas metálicas. Su principal aportación radica en su capacidad de restituir, e incluso reforzar, la resistencia mecánica original de la zona dañada. En el caso de fisuras vivas, se debe actuar sobre la causa de fondo antes del grapado, sino la costura solo servirá para trasladar el problema a otros puntos de la estructura. El procedimiento de costura es el siguiente: se perforan orificios a ambos lados de la fisura, se limpian y se insertan grapas metálicas en los orificios. Luego se rellenan los agujeros con lechada o, preferiblemente, mortero expansivo o sin retracción, o bien un sistema adhesivo en base a resina epoxi. Las grampas deben ser variables en longitud, en orientación, o en ambos aspectos, y se las debe ubicar de manera que la tracción transmitida a través de la fisura no se aplique sobre un único plano dentro de la sección sino que se distribuya sobre cierta superficie. El conjunto conviene recubrirlo con mortero, de modo que las grapas queden protegidas de la corrosión. 141

144 Figura 3.5. Costura de una fisura. Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón Armadura adicional a) Armadura convencional Este método consiste en sellar la fisura, perforar orificios que intercepten el plano de la fisura perpendicularmente, inyectar adhesivo epoxi en el orificio y la fisura hasta llenarlos y colocar una barra de armadura en el orificio perforado. 142

145 La separación de las barras dependerá de los objetivos de la reparación. El adherente epóxico pega las barras al orificio, llena el plano de fisuración, y adhiere las superficies del hormigón separadas por la fisura, logrando la recuperación del monolitismo en la estructura. Se debe utilizar un material epóxico de baja viscosidad. Figura 3.6. Orientación de las barras de armadura utilizadas para reparar fisuras Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. b) Acero de pretensado El postensado se usa cuando se busca reforzar una parte importante del elemento o se deben cerrar las fisuras formadas. Para ello se utilizan barras o cables de pretensado, la que aplicará una fuerza de compresión al elemento. Se debe cuidar un buen anclaje del acero y realizar el procedimiento con atención de que el problema no se traslade e otros elementos de la estructura. 143

146 Figura 3.7. Para corregir fisuración en una losa. Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. Figura 3.8. Para corregir fisuración en una viga. Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. 144

147 3.2.5 Perforación y obturación El procedimiento de perforación y obturación de una fisura consiste en perforar en toda la profundidad de una fisura y llenarla con mortero de manera de formar un tapón. Cabe mencionar que esta técnica solo se puede aplicar a fisuras de forma razonablemente recta con uno de sus extremos accesibles. La utilización más frecuente de este método es en la reparación de fisuras verticales en muros de contención. El proceso consiste en perforar un orificio (entre 50 a 75mm de diámetro), centrado sobre la fisura y siguiendo la misma. Se debe asegurar un agujero lo suficientemente grande para atravesar la fisura y pueda contener el suficiente material de reparación para absorber estructuralmente las cargas ejercidas sobre el tapón. Luego el orificio se debe limpiar, impermeabilizar y llenar con mortero. Figura 3.9. Reparación de una fisura mediante perforación y obturación. Fuente. ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. 145

148 3.2.6 Llenado por gravedad Esta técnica se utiliza para elementos horizontales (losas) con grietas de aberturas superiores a 1 mm. Cuanto menor sea la viscosidad, más finas serán las fisuras que se pueden llenar. El procedimiento consiste en limpiar la fisura con aire comprimido o chorro de agua, se elabora un sello en la cara inferior con masilla epóxica, y también se ejecutan diques laterales con yeso o masilla en la cara superior; después se vacía un sistema epóxico de viscosidad inferior a 200 cps 6 para que fluya por gravedad al interior de la grieta. Debido a que la resina penetra en las fisuras lentamente, se debe trabajar el material sobre las fisuras moviéndolo hacia adelante y hacia atrás para lograr el máximo llenado. Figura Llenado por gravedad. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. 6 Cps: unidad física de viscosidad dinámica, donde 1 centipoise = 1 mpa s 146

149 3.2.7 Colocación de mortero como mezcla seca (Drypacking) Se basa en la colocación manual de mortero de bajo contenido de humedad y su posterior apisonado. Así se obtiene una buena adherencia entre el mortero y el hormigón existente. Debido a la baja relación agua-cemento del material, hay poca retracción y el parche permanece hermético y puede resultar de buena calidad desde el punto de vista de la durabilidad, resistencia e impermeabilidad. Este método solo es apto para reparar fisuras muertas, no se recomienda su uso en la reparación de fisuras activas. Primeramente se debe ensanchar la cabeza de la fisura hasta obtener una ranura de 25mm de ancho por 25mm de profundidad, con la base de la ranura ligeramente más ancha que la superficie. La ranura se limpia y seca, para después aplicar una capa de adherencia consistente en una lechada cementicia o cantidades iguales de cemento y arena fina mezcladas con agua hasta tener la consistencia de una pasta fluida, o bien un compuesto adherente adecuado a base de látex. Inmediatamente se debe aplicar el mortero. La dosificación del mortero es de una parte de cemento, una a tres partes de arena pasante tamiz (1,18 mm) y apenas agua suficiente para que el mortero se ligue al formar con él una bola en la mano. Con el fin de prevenir la retracción se recomienda dejar reposar el mortero por media hora después del mezclado, para volver a mezclar antes de usar. El mortero se coloca en capas de 10mm de espesor. Cada capa tiene que 147

150 ser compactada con una varilla, y también se debe rayar la superficie de ésta para que facilite la adherencia con la capa siguiente. No será necesario tiempo de espera entre cada capa. El acabado de la capa final se puede lograr colocando un tablón de madera sobre la superficie y golpeándolo varias veces con un martillo. La terminación se puede realizar con llana o esponja. El curado se debe realizar con agua o con un compuesto de curado Sobrecapas y tratamientos superficiales En caso de fisuras superficiales y no activas en losas y pavimentos se puede contemplar la reparación por medio de sobrecapado o tratamiento superficial. Las sobrecapas adheridas se pueden utilizar para cubrir una losa, pero no necesariamente para repararla. En lugares de climas fríos no se recomienda reparar las losas de cimentación con sobrecapas ni tratamientos superficiales, ya que estos pueden generar barreras de vapor que provocaría la condensación de la humedad que pasa de las subrasante, saturándose el hormigón corriendo el riesgo de sufrir daños durante ciclos hielo-deshielo. a) Tratamientos superficiales Con el fin de sellar las superficies de hormigón, esto incluye fisuras muy finas, se han utilizado sistemas a base de resina bajos en contenido de sólidos y de baja viscosidad. Estos tratamientos funcionan de mejor manera en superficies que están sujetas a poco desgaste. 148

151 Para el caso de losas de tableros de puentes y estructuras para estacionamiento de vehículos, así como otras losas interiores, se pueden recubrir de manera efectiva una vez tratadas por inyección de resina epoxi o mediante perfilado y sellado. Se han aplicado materiales tales como uretanos, resinas epoxi, poliésteres y acrílicos en espesores de 1 a 50 mm, dependiendo del material y el objetivo del tratamiento. A menudo en el material se mezclan agregados antideslizantes, o bien se esparcen sobre la superficie para mejorar la tracción. b) Sobrecapas Para las losas que presentan fisuras muertas se puede aplicar un sobrecapado como reparación, puede ser una sobrecapa de mortero de cemento portland u hormigón modificado con polímero. En el caso de fisuras vivas en losas, estas se pueden sobrecapar, pero deben contar con juntas directamente sobre las fisuras activas. La superficie de la losa se debe limpiar para retirar la capa superficial, materiales sueltos y carbonatados, y otros contaminantes como grasas y aceites. Antes de colocar una sobrecapa se debería aplicar con escoba una capa adherente consistente en una fracción de mortero. Se debe aplicar un curado húmedo de por lo menos 24 horas. 149

152 3.2.9 Autocurado El autocurado es un proceso natural de reparación de fisuras, siempre que se esté en presencia de humedad y ausencia de tensiones de tracción. Para que ocurra además de un ambiente húmedo la fisura debe estar inactiva. El autocurado se produce por la continua hidratación del cemento y carbonatación del hidróxido de calcio de la pasta cementicia por parte del dióxido de carbono presente en el aire y el agua que rodea al hormigón. Los cristales de hidróxido de calcio y carbonato de calcio precipitan, se acumulan y crecen dentro de las fisuras. Los cristales se entrelazan y unen, produciendo un efecto de adherencia mecánica suplementado por la adherencia química entre cristales adyacentes y entre los cristales y las superficies de la pasta y los agregados. El resultado de este proceso es que se recupere la resistencia a la tracción del hormigón, para quizás sellar la fisura. El autocurado no será posible si la fisura está viva o si se somete a movimiento. Tampoco si existe un flujo de agua en la fisura, ya que se disolverían los depósitos. Es esencial que exista saturación con agua entre la fisura y el hormigón adyacente durante el proceso de curado. El curado debe empezar de inmediato una vez aparecida la fisura, de lo contrario se obtendría una menor restauración de las resistencias. 150

153 3.3 REPARACIÓN Y PROTECCIÓN DE ARMADURAS. En el ámbito de la reparación de las armaduras de un elemento de Hormigón Armado, el procedimiento más común para repararlas es en primer lugar, remover las partes sueltas de hormigón que pudieran existir y que se ven notoriamente afectadas por las patologías sufridas por las armaduras. A continuación se procede a limpiar la oxidación existente para la posterior aplicación de protección a las armaduras, finalizando con la colocación de nuevo hormigón o mortero según se estime conveniente. Seguramente los pasos mencionados, son los más comunes dentro de las reparaciones de armaduras afectadas por alguna clase de patología, pero no es la única. A continuación se dará a conocer otras clases de métodos que buscan efectuar reparaciones y protecciones más eficaces y seguras Métodos electroquímicos de protección de armaduras Los métodos electroquímicos de protección y/o reparación de estructuras afectadas por la corrosión de armaduras son tres: - Protección catódica. - Extracción electroquímica de cloruros. - Realcalinización. 151

154 Figura Esquema general de los métodos electroquímicos. Fuente: Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. De los tres métodos electroquímicos, la protección catódica es la más antigua en comparación con la extracción electroquímica de cloruros y la realcalinización. La finalidad de estas técnicas es la de eliminar las causas que provocan corrosión en las armaduras, es decir, los cloruros o la reducción del ph en el entorno de las barras de acero. Este método electroquímico de protección de las armaduras consiste en aplicar corriente continua entre la armadura y un electrodo auxiliar externo. La armadura va conectada al polo negativo de la fuente o cátodo y a su vez a un electrodo auxilia como se menciono con anterioridad, el cual actúa como ánodo (ver figura 3.12). 152

155 Figura Extracción electroquímica de cloruro. Fuente: Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. El método electroquímico de protección en las armaduras, posee distintos mecanismos de acción según el método que se utilice. El mecanismo de acción para la protección catódica consiste en situar el potencial de la armadura por debajo del potencial de picadura, es decir, en la zona de inmunidad del diagrama de pourbaix, lo que se consigue mediante un flujo de corriente. En el caso de la extracción electroquímica de cloruros, su mecanismo de acción consiste en eliminar los agentes agresivos por medio de los iones cloruro, ya que estos que son cargados negativamente, son atraídos hacia el 153

156 electrodo externo (ánodo cargado positivamente) por la acción del campo eléctrico. En el caso de la realcalinización, su método consiste en la restauración de la alcalinidad del hormigón alrededor de las armaduras, de tal manera que estas se repasiven. Antes de proceder a efectuar un tratamiento mediante un método electroquímico, será de vital importancia asegurarse que la estructura no esté dañada de un punto de vista estructural. Si lo estuviese, habría realizar el tratamiento después de haber hecho una reparación estructural, es decir, la estructura no deberá tener fisuras, ni menos armaduras expuestas, todo deberá estar arreglado previamente. Si no estuviese arreglado con anterioridad, habrá que llevar a cabo una inspección de preparación del tratamiento, que deberá cubrir los siguientes puntos: - Verificación de continuidad eléctrica de las armaduras. - Verificación de continuidad electrolítica del hormigón. - Verificación del espesor de recubrimiento. - Verificación de la existencia de áridos potencialmente reactivos. - Verificación del Tipo de acero por riesgo de fragilización por hidrogeno. - Verificación del contenido y distribución de cloruros. - Verificación de la profundidad y distribución de carbonatación. La finalidad de inspeccionar todos estos puntos mencionados anteriormente, radica principalmente en garantizar un correcto flujo de corriente y que no existan inconvenientes que afecten a las armaduras. 154

157 a) Ejecución del tratamiento de reparación de armaduras En la ejecución de tratamientos de reparación de armaduras por medio de los métodos de protección catódica, extracción electroquímica de cloruros y realcalinización existen parámetros claves, como lo son el caso del ánodo, el electrolito 7, la fuente de corriente, el sistema de control y la extensión de la zona a tratar. A continuación se describirá la importancia que tiene cada uno de estos parámetros para efectuar una correcta reparación en las armaduras. Ánodo El ánodo debe proporcionar la corriente requerida y garantizar una correcta distribución de la misma en la totalidad de la armadura a tratar. El ánodo debe adherirse a la superficie del hormigón y ser aplicable a distintos tipos de superficie en una edificación, ya sea de forma horizontal, vertical, curva, entre otros. Con relación al uso del ánodo, para cada uno de los métodos electroquímicos a utilizar, las particularidades a considerar en cada uno de los métodos serán las siguientes: Particularidades del ánodo para la protección catódica En este método la instalación del ánodo es permanente, por esta razón los ánodos a utilizar deberán ser durables, no se le deberá añadir una carga adicional importante y no deberán tener un cambio en la estética de la 7 Es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. 155

158 estructura a reparar. Los sistemas anódicos pueden ser por corriente impresa y/o por ánodo de sacrificio. Particularidades del ánodo para la extracción electroquímica de cloruros y realcalinización Para la aplicación de estos métodos se utiliza corriente impresa, empleando malla de titanio activado o incluso acero al carbono, el cual este último se consume por corrosión en el tratamiento y el oxido que quede impregnado en el hormigón se limpiara sin mayor inconveniente. A diferencia del caso de protección catódica, el cual posee una instalación permanente de ánodo, en este caso los ánodos no se cubren con una capa mortero, sino que se introducen en un electrolito. Fuentes de corrientes En esta clase de reparaciones a las armaduras, la corriente eléctrica se provee de forma normal por medio de transformadores, que permiten, a través de corriente alterna de red, obtener corriente continua a bajo voltaje. Para las fuentes de corriente es importante tener un sistema de control el cual garantice mantener constante la corriente suministrada durante largos periodos de tiempo. Sistema de control de corriente El sistema de control de corriente de la protección catódica es diferente al de extracción electroquímica de cloruros y al de realcalinización debido a tratarse de un sistema permanente que queda incorporado en la estructura a diferencia de los otros dos métodos. 156

159 En el método de protección catódica, uno de los criterios más utilizados es el de la despolarización o amortiguación de la corriente, en el cual las condiciones de control de corriente se cumplen si se mide una caída de potencial de al menos 100 mv, a partir del potencial de desconexión instantánea el cual se debe registrar en un periodo entre 4 y 24 hr. Con relación a la extracción de cloruros y la realcalinización, es necesario asegurar en todo momento la presencia de electrolitos, o la suficiente humedad en la pulpa de celulosa para garantizar la conexión eléctrica del sistema, asimismo, será necesario un control sobre la densidad de corriente aplicada y el aseguramiento de que el potencial necesario a aplicar no implique riesgo para los trabajadores. B) Criterios de aceptación del tratamiento electroquímico. Para el tratamiento de reparación por protección catódica, su criterio de aceptación se verá reflejado una vez aplicado este método, por el hecho de quedar este adherido a la estructura. Caso contrario, la extracción de cloruros y la realcalinización deberán cumplir con algunos criterios, tales como el de extraer testigos y comprobar que los cloruros residuales sean menor a 0,4% en peso de cemento, esto para el caso de la extracción electroquímica de cloruros. Para el caso de la realcalinización, se extraerán testigo y se comprobara la carbonatación residual que posea, esta mediante el uso de un spray de fenoftaleina, el cual cambiara de color cuando su ph sea de Revestimiento sobre las armaduras Durante el proceso de reparación de una estructura de Hormigón Armado, una vez realizada la limpieza del acero, su protección puede efectuarse con 157

160 diferentes tipos de revestimientos en el acero, como lo es el caso de metales más resistentes que el acero a la corrosión como lo es el zinc con la utilización de recubrimientos galvanizados o a través de la utilización de revestimientos orgánicos como puede ser el caso del revestimiento de resinas epóxicas. a) Recubrimiento por medio de galvanización. Esta clase de recubrimiento a modo de protección del acero se efectuará por medio de la inmersión de las nuevas barras a colocar. Estas barras tendrán un baño de zinc fundido a cerca de 450 C formando una capa de zinc-hierro. Cabe destacar que la velocidad de corrosión del acero galvanizado en un hormigón carbonatado, es muy inferior a la del acero no galvanizado. La corrosión que pueda existir en el recubrimiento de zinc es mucho menor a la que ocurre en el oxido de hierro, por ende, se reduce la tendencia de fisuración en el hormigón. Cuando el recubrimiento del hormigón queda parcialmente destruido este recubrimiento galvanizado garantiza una protección a la corrosión entre 4 a 5 veces mayor que si no estuviera galvanizado. El espesor del revestimiento galvanizado no deberá ser inferior a 100µm, ni superior a 200µm, para garantizar una buena adherencia del revestimiento. b) Recubrimiento por medio de resina epóxica La aplicación de los revestimientos a base de resina epóxica en las armaduras de acero pueden efectuarse de distintas formas, como por 158

161 ejemplo: por medio de pintura, por medio de inversión utilizando resinas liquidas, o por pintura electrostática con resina en polvo, entre otros. Estos revestimientos poseen buena resistencia química en medios alcalinos. Esta clase de recubrimientos al igual que los galvanizados, al aplicarse a las enfierraduras, estas quedan con una película que actúa como barrera, siendo esta protección impermeable a los iones cloruro. Esta clase de revestimiento con resinas epoxicas cuando se encuentran en buenas condiciones, presentan una gran capacidad de protección de las armaduras en hormigones que se encuentren fisurados. El espesor de la resina epóxica a utilizar como protección deberá estar entre los 180µm y los 300µm para garantizar una optima y segura protección. La resistencia que se pueda obtener a partir de resinas solidas es mayor a los que se obtiene con resinas liquidas, siendo ambos estables hasta temperaturas de 200 C. La protección por medio del revestimiento deberá efectuarse de forma continua y sin porosidades o fisuraciones, de lo contrario, se pueden formar macrocélulas de corrosión en un hormigón expuesto a un medio ambiente agresivo (ver figura 3.13). 159

162 Figura Corrosión por ruptura de lámina de resina epóxica en una armadura Armaduras especiales Otros métodos de protección para las armaduras aparte de la galvanización y el uso de resinas epóxicas, es el uso de armaduras especiales. Dentro de las armaduras especiales existen armaduras de acero inoxidable y de acero de plástico reforzado con fibra. Cabe señalar que las armaduras inoxidables poseen mayor resistencia a la corrosión que las armaduras de acero corriente, mientras que las armaduras de acero de plástico reforzado con fibra no se corroen con los efectos de la carbonatación y los cloruros. 160

163 a) Armaduras de acero inoxidable. Las armaduras de acero inoxidable, posee una mayor resistencia a la corrosión que las armaduras de acero tradicionales, en especial cuando esta clase de armaduras es expuesta a ambientes agresivos. En una estructura de hormigón se utilizan armaduras de acero inoxidable del tipo austenítico, ferrítico y austenítico-ferrítico. Los aceros austenítico son aquellos que presentan un mejor comportamiento ante agentes agresivos, mientras que los aceros ferrítico son más económicos, pudiendo estos últimos ser adecuados para elementos de Hormigón Armado que sufran menos agresividad. Las armaduras de acero inoxidable pueden ser usadas en conjunto con las armaduras corrientes en una posible reparación o confección de un elemento constructivo aplicando las armaduras de acero inoxidable en los estribos, pero se debe tener presente que esta combinación se puede efectuar en lugares de baja presencia de corrosión, por el hecho de que el acero común tuviera la presencia de corrosión, el acero inoxidable puede acelerar la corrosión en la armadura en su totalidad. b) Armaduras de plástico reforzado con fibra. Las armaduras de plástico reforzado con fibra son mayormente fabricadas por un proceso de extrusión, en donde las fibras se sumergen en una matriz polimérica y posteriormente se procede a su moldeo para otorgarle su forma final. Esta clase de armaduras no son corroídas por la acción de iones cloruro ni por una baja en el ph que resulta de un proceso de carbonatación en el hormigón. 161

164 Esta clase de armaduras poseen las siguientes características que la hacen ser ventajosa con respecto al acero común, alguna de estas ventajas son: - Elevada relación resistencia/densidad. - Excelente resistencia a la corrosión. - Excelente resistencia a la fatiga. - Bajo coeficiente de dilatación térmica lineal Inhibidores de corrosión Los inhibidores de corrosión en el hormigón es un compuesto químico, liquido o en polvo, el cual al ser agregado al hormigón en forma reducida en el proceso de reparación, evita o reduce la corrosión de las armaduras. Sin afectar las propiedades físicas del hormigón ni su estructura. Cuando se descubrió este producto, se pensó que podría ser un aditivo para el hormigón, pero actualmente otros productos se han desarrollado para aplicarlo directamente en la superficie en la estructura del hormigón con la capacidad de introducirse en el cómo se ve reflejada en la figura Figura Aplicación de inhibidores por migración. Fuente: Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. 162

165 Se debe tener presente que el uso de este tratamiento debe ser hecho con mucho cuidado, ya que la mala utilización de este puede causar alteraciones físicas y mecánicas en el hormigón, pueden todavía acelerar el mecanismo de la corrosión si no son utilizados en la proporción ideal. Los inhibidores de corrosión pueden ser de naturaleza orgánica e inorgánica. a) Inhibidores inorgánicos Los inhibidores inorgánicos más conocidos y utilizados en la actualidad son los compuestos con nitrito. Este inhibidor inorgánico consiste en una película pasiva que genera un aumento del valor crítico de la cantidad de cloruro necesaria para empezar la corrosión. El nitrito de calcio es activo en presencia de cloruro en el hormigón, teniendo una considerable ventaja al no tener al no tener mayor influencia en la resistencia mecánica del hormigón. El uso de dosis insuficientes de nitritos puede provocar un efecto contrario al pretendido inicialmente, o sea, puede acelerar la corrosión específicamente en las zonas donde el hormigón se encuentra fisurado. b) Inhibidores orgánicos Esta clase de inhibidores actúan en la armadura por absorción, formando una película protectora que inhibe las reacciones anódicas y catódicas. Esta película repele las soluciones acuosas, estableciendo una barrera a los ataques químicos y electroquímicos en la superficie del acero (ver figura 3.15). 163

166 Figura Película protectora en la superficie de la armadura Fuente: Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. La eficiencia de esta clase de productos radica en el espesor que se le pueda proporcionar al acero, mientras más espesa es la película, más eficiente es el inhibidor. En la actualidad existen inhibidores orgánicos los cuales son llamados volátiles, ya que estos tienen la capacidad de difundirse en el hormigón endurecido, debido a su elevada presión de vapor. 3.4 REPARACIONES SUPERFICIALES En las reparaciones de superficies de hormigón en una edificación, se pueden clasificar en dos tipos de tratamiento: a través de aplicación manual y de mortero proyectado. 164

167 3.4.1 Aplicación manual Esta clase de reparaciones se efectúan a fallas de reducido espesor las cuales van desde los milímetros hasta los 5 cm aprox. Estas fallas deben afectar a la superficie del hormigón o el recubrimiento de armaduras. Para la reparación por medio de aplicación manual, se debe tener presente el siguiente procedimiento: - En primer lugar se definirán bordes con cortador angular. - Eliminar por picado toda clase de hormigón defectuoso que pueda presentar inconvenientes al momento de efectuar la reparación. - Procurar obtener la forma geométrica adecuada. - Limpiar con aire y/o agua. - Aplicar cuidadosamente con brocha, la lechada de adherencia. - Preparar el mortero de hormigón, con una relación de 1:3 con arena gruesa de tamaño máximo 5 mm o de 1/3 del espesor a rellenar; teniendo consistencia semiplástica y habitual aditivo expansor. - Proyectar manualmente por medio de espátula, compactar y alizar con platacho. - Finalmente, mantener húmedo por siete días. 165

168 Figura Aplicación manual de mortero. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías Mortero proyectado Esta clase de reparaciones se aplica a fallas superficiales extensas o repetitivas. Para este tipo de reparaciones, se utiliza un maquina lanzadora, con compresor que posea una capacidad superior a los 400 pies 3 /minuto, mas los accesorios complementarios. Para la dosificación a utilizar, se recomienda usar una dosis de cemento superior a 350 kg/m 3. Tamaño máximo de la arena 5 mm y una razón agua cemento: 0,35 0,40. Para la reparación por medio de mortero proyectado, se debe tener presente el siguiente procedimiento: 166

169 - En primer lugar, se tratara la superficie igual al caso anterior, picando el hormigón defectuoso y dando la geometría adecuada. - A continuación se limpiarán las armaduras, eventualmente con chorros de arena. - Colocar mallas de refuerzo cuando corresponda. - Aplicar mortero de alta presión. - Si se desea una terminación lisa, será necesario aplicar una capa final de mortero ligeramente plástico, para posteriormente afinar con platacho. - Finalmente efectuar un curado húmedo por siete días. Figura Aplicación de mortero proyectado. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. 167

170 3.5 MÉTODO DE REPARACIÓN DE NIDOS DE PIEDRAS Los nidos de piedras pueden originarse por deficiencias en el proyecto de los hormigones o un escaso cuidado en la colocación de este. Las causas más comunes por la cual se originan estas patologías tiene relación a una baja relación agua/cemento, poca compactación de la mezcla, una gran cantidad de armadura en el elemento constructivo que provocara dificultades a la hora de introducir el hormigón a todo el elemento. Todas estas causas, las cuales se expusieron con anterioridad en este trabajo desencadenan en patologías de diversos grados de riesgo para una edificación. Según la importancia y magnitud de los nidos de piedra que presente la estructura de la edificación, estos pueden tener diferentes tipos de reparaciones, la cual debe tener muy en claro el profesional en el momento que aborda el tratamiento de una patología. Los nidos de piedras de carácter superficial y que se encuentran localizados en zonas de poca peligrosidad, pueden ser reparados de forma muy simple mediante el uso de morteros de cemento, después de la limpieza de la misma. Pero existen ocasiones en donde el problema se puede tornar más complejo, notándose grandes nidos de piedra producidas por no haber llegado el hormigón a una zona determinada a la hora de hormigonar el elemento constructivo de un edificio. En estos casos puede que el elemento constructivo presente una menor superficie destinada a resistir y que incluso pudiese llegar a un agotamiento con las cargas q existen en el proyecto. En estos casos pueden presentarse variantes de cómo abordar la reparación y únicamente se podrá decidir como reparar la patología después de analizar la magnitud y peligrosidad de los daños 168

171 Se debe tener siempre presente que cuando aparezcan nidos de piedra, a su alrededor aparecerán zonas en las que el hormigón es poco sano, presentando áridos sueltos y unidos entre sí, como también falta de pasta. En estos casos se efectúa una limpieza a fondo con eliminación de todo el hormigón que se considera como defectuoso. Tras haber saneado la zona de nidos de piedras o coqueras y haberla limpiado de todas las partículas solidas sueltas y de polvo, puede procederse a su reparación. A continuación se presentará una de las formas más comunes y eficaces de recomponer un elemento de hormigón. Se recomiendan los siguientes pasos para reparar este tipo de patologías: En primer lugar se deberá retirar todo el material dañado, teniendo mucho cuidado en no dejar elementos sueltos y polvo que impidan una buena adherencia. A continuación se limpiarán las barras de acero, quitando la lechada y otros elementos adheridos a su superficie, con la finalidad de dejar la enfierradura lo más limpia posible (ver figura 3.18) 169

172 Figura Limpieza de enfierradura Fuente: Propia. Se deberá dejar la superficie de hormigón, en lo posible, con una forma regular (recta), como queda reflejado en la figura

173 Figura Reparación encuentro pilar-viga Fuente: Propia. Aplicar un puente de adherencia epóxico, que tenga un tiempo de trabajabilidad adecuado para el tratamiento, con la finalidad de poder colocar el moldaje cuando fuese necesario y colocar el mortero, hormigón o producto de reparación. A continuación, colocar cuando es necesario, un moldaje estanco. En caso de superficies verticales dejar, sobre el nivel de reparación, unos 10 a 20 cm, con la finalidad de que el mortero rellene toda la superficie a reparar. Posteriormente, el exceso de material debe ser removido. 171

174 Aplicar el mortero de reparación, el cual debe tener una resistencia igual o superior a la del hormigón a reparar. Para esto se debe tener presente que existe una serie de productos preparados, de base cementica o epóxica, los cuales poseen altas resistencias iníciales y finales y no deben tener retracción. Son muy usados en este tipo de reparaciones los morteros grouting, por su alta resistencia y fluidez, los cuales son mezclados, para este uso, con gravilla limpia y graduada, en proporción de 20 a 40% con respecto al contenido del embase. Se debe procurar un adecuado vibrado, haciendo que el producto rellene todas las cavidades y salga el aire de la mezcla. Finalmente, desbastar los excesos sobre la superficie, caso del hombro en reparaciones verticales, y colocar en servicio una vez que se alcance la resistencia necesaria especificada por el fabricante del producto o la indicación del proyectista. 3.6 JUNTA DE HORMIGONADO Existe una gran cantidad de fallas que ocurren en las uniones entre un hormigón endurecido y un hormigón fresco. Estas fallas son netamente causa de la etapa de ejecución, en donde seguramente no se considero el procedimiento de ejecución en este tipo de unión. En este capítulo se especifica el tratamiento que se debe realizar a las juntas de hormigonado para evitar que presenten futuros problemas. 172

175 Algunas de las lesiones que pueden ocurrir debido a juntas de hormigonado deficientes son fallas por cizalle en la unión de dos elementos o grietas en junta de hormigonado, las que pueden ser reparadas mediante el uso de morteros epóxicos. Morteros Epóxicos Se caracteriza por permitir reparaciones rápidas, obteniéndose gran resistencia en pocas horas, con una puesta en servicio entre las 24 y/o 48 horas. Procedimiento: Alzaprimar cuando corresponda y/o reparar por parcialidades hasta completar el total de te superficie fracturada. Figura 3.20.a). Picar todo el hormigón defectuoso y regularizar superficies. Figura 3.20.b). Sólo se requiere moldajes en el caso de emplear morteros fluidos para rellenar lugares estrechos o de difícil acceso (grouting). Mezclar los componentes A y B (resina y endurecedor). Agregar el componente C (filler) según dosis indicada por fabricante y/o hasta obtener consistencia requerida. Los morteros secos o plásticos se aplican a mano (emplear guantes de goma). Figura 3.20.c). Cuando sea necesario se debe utilizar moldaje lateral para confinar. Figura 3.20.d). Para colocar morteros fluidos o grouting, se ocupa moldaje lateral separado, vaciando el mortero por un costado hasta que aparezca por el costado opuesto. 173

176 Figura Procedimiento de reparación en junta de hormigonado mediante mortero epóxico. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. Fallas comunes A continuación se detallaran algunas de las fallas que derivan de una junta de hormigonado incorrecta. Falla por cizalle en la unión. Se debe recuperar el monolitismo de la estructura reparando con mortero epóxico. 174

177 Figura Falla por cizalle en unión viga-muro. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. Grieta en junta de hormigonado. Por causa de una mala adherencia en las junta por suciedades (aserrín, virutas, tierra) o por formación de lechada. Figura Grieta en junta de hormigonado. Fuente. Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. 175

178 Cuando se trata de una grieta con aserrín, lechada o suciedades: alzaprimado, picado en 1/2 sección en espesor de 4 a 5 cm, relleno mortero epóxico: después de 24 horas. repetir en resto de la sección. Después de 48 hrs, retirar alzaprimas. 3.7 REPARACIÓN Y PROTECCIÓN DE HUMEDADES Sin duda, y como se estableció al momento de investigar cuales eran las patologías más comunes que podemos encontrar en la ciudad de Punta Arenas, la humedad fue aquella lesión que apareció con mayor recurrencia en las edificaciones de Hormigón Armados que se encuentran en uso en la actualidad. En temporada invernal es común que surja la humedad en algún elemento constructivo, tales como en muros y cielos, lo cual, ya a los problemas constructivos que puede generar la presencia de éste; igualmente cabe mencionar las diversas enfermedades y malos olores que puede desencadenar esta patología si no se tiene el cuidado necesario, ni la reparación precisa. Por esta razón es importante detectar su origen y solucionar el problema de manera tal, que no aparezca nuevamente esta clase de patología; reparando los elementos constructivos en donde se encuentre la humedad e implementando con un correcto sistema de impermeabilización. Para dar inicio a un proceso de reparación de patologías por causas de la humedad, se debe tener en consideración y claro conocimiento qué clase de patología se podrá identificar. Existen diferentes tipos de humedad las cuales fueron definidas en capítulos anteriores. La finalidad es clarificar qué clase de falla (s) que ocasionan una patología que tiene relación con la humedad. Es en este momento en donde el método de inspección visual detallado cumple un rol fundamental para poder determinar a qué clase de humedad se deberá efectuar un proceso de recuperación. 176

179 En la ciudad de Punta Arenas las patologías más comunes relacionadas con la humedad, hacen referencia a la condensación y a las filtraciones. La condensación tiene como principal consecuencia la generación de patologías por causas de una mala ventilación que puede tener una edificación y obviamente, por las condiciones climáticas. Las fisuras claramente son otros problemas de consideración que los edificios antiguos suelen presentar. Generalmente en esta ciudad, esta clase de problemas tiene relación a las microfisuras que tiene algunos edificios, y que por el hecho de no ser detectadas o bien reparadas, generan la penetración de la humedad en la edificación, creando problemas como: penetración de agua y la posible corrosión de armaduras, dependiendo del tipo de fisura. A continuación se describirá el proceso de reparación de estructuras que se ven afectadas por la humedad en una edificación de Hormigón Armado, enfatizando el proceso de reparación y protección posterior, con la finalidad de erradicar la patología de humedad que aqueja la edificación Reparación de humedad A modo de sugerencia, para realizar una eventual impermeabilización en un elemento de Hormigón Armado de forma completa o tan solo la zona afectada. Se debe estar seguro de que la humedad no se propagará a los lugares que queden sin protección. Es por esta razón, si se comienza con esta clase de trabajo, es recomendable impermeabilizar el elemento completo, con la finalidad de asegurarse de una correcta reparación y protección al hormigón. 177

180 Los pasos a seguir para efectuar una reparación y protección a un elemento de Hormigón Armado en una edificación serán los siguientes: a. Limpieza general Lo primero que se deberá realizar para dar inicio al proceso de reparación, será el de raspar con espátula la totalidad de los hongos, pintura descascarada o eflorescencia salinas que se puedan haber acumulado en el elemento de Hormigón Armado. Para efectuar este primer paso de reparación se aconseja pasar una escobilla de carpintero, que tiene las cerdas de acero para una mejor remoción de impurezas. Dependiendo del tipo de revestimiento que posea la superficie a reparar, se podrán tomar otras clases de medidas las cuales faciliten de forma correcta la extracción de todo recubrimiento dañado si no fuera de gran utilidad la utilización de espátulas o escobillas con cerdas de acero. b. Lavado del elemento a reparar Uno de los pasos importantes dentro de la preparación de la superficie a reparar es el de lavar el elemento de Hormigón Armado con una mezcla de agua con cloro, en una proporción de llenado de balde de 1 a 3. Se mojará una escobilla con cerdas de nailon y se refregará el elemento hasta erradicar de forma total con hongos, eflorescencias salinas o mohos que puedan estar impregnado en la superficie. 178

181 Se debe tener mucho cuidado al momento de manipular el cloro, se recomienda el uso de guantes y mascarilla. También será de vital importancia proteger el suelo con alguna especie de manta plástica con la finalidad de no dañar el piso dependiendo de qué material tuviese. c. Reparación del elemento Una vez finalizada la limpieza del elemento, se procederá a efectuar la correspondiente reparación. Si esta lesión o daño que sufrió el elemento corresponde a alguna grieta o fisura, se deberán seguir las indicaciones explicadas en el capítulo anterior, en donde se expone detalladamente los pasos a seguir para repara cualquier clase de fisuras y grietas dependiendo de las características que este posea. La reparación por condensaciones en el elemento de Hormigón Armado se verá reducida a la excautiva limpieza del elemento como se sugirió en los pasos anteriores, para posteriormente realizar la impermeabilización correspondiente. En el proceso de reparación propiamente tal, es de vital importancia contar con una buena evaluación final de la patología a tratar. Si el método de inspección utilizado es eficiente y logra complementar a posteriores ensayos y al dictamen final de la patología, no habrá problemas al reparar un elemento constructivo, ya que se tratara la lesión de forma precisa y no existirán dudas si efectivamente la reparación es la adecuada o no. d. Lijar la superficie Una vez finalizada la reparación, si esta tuviese relación a una fisura, se pasara una lija fina para pulir la superficie y eliminar cualquier clase de 179

182 imperfecciones que se puedan notar después de aplicado el material con que se reparó la fisura. En este lijado, la limpieza final que se hará debe ser muy rigurosa para no dejar restos de material de reparación que puedan mezclarse con la posterior impermeabilización y acabado de la superficie. e. Impermeabilización del elemento Tras un correcto tratamiento a la superficie recién reparada, se aplicará el impermeabilizante que sea apropiado para la superficie, esto dependerá del tipo de elemento constructivo al que pertenezca la superficie. Al finalizar este punto se describirán los tipos de impermeabilizante más comunes a utilizar dependiendo de la patología a tratar. Este tipo de impermeabilizante a colocar puede que tenga un color ya definido y no sea necesario pintar o por el contrario se podrá aplicar posterior al pintado de la superficie del elemento reparado. Al aplicar una clase de impermeabilizante por toda la superficie del elemento a reparado, se recomienda efectuar este procedimiento desde la parte superior a la parte inferior del elemento en el caso que fuese un muro, así se evitará que el producto escurra por donde ya se ha aplicado impermeabilizante. El tipo de impermeabilizante a utilizar dependerá de cierta medida, del tipo de humedad y el nivel de daño que este haya provocado al elemento de Hormigón Armado. 180

183 Tipos de protección contra la humedad a) Impermeabilizante incoloro Esta clase de impermeabilizante se puede utilizar tanto en interior como en exterior de una edificación y posee las siguientes características: - Se aplica después de pintado o revestido con otro material en el elemento reparado. - Se caracteriza este impermeabilizante por ser una película transparente y brillante. - Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde el interior de un muro de Hormigón Armado. Figura Esquema de impermeabilizante incoloro. Fuente: Manual de reparación de muros con humedad. 181

184 b) Impermeabilizante con color Al igual que los impermeabilizantes incoloros, estos pueden ser utilizados tanto en interior como en exterior de una edificación y posee las siguientes características: - Se aplica antes del pintado o del revestimiento que llegase a tener el elemento constructivo se puede mantener como el color final a utilizar. - Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde el interior de un muro de Hormigón Armado. Figura Esquema de impermeabilizante con color. Fuente: Manual de reparación de muros con humedad. c) Hidrorepelente Esta clase de pintura hidrorepelente, al igual que los dos primeros impermeabilizantes descritos, pueden ser utilizados en interior o exterior, 182

185 teniendo gran poder cubridor y excelente resistencia. Esta clase de protección posee las siguientes características: - Se aplica después del pintado o recubrimiento del elemento constructivo reparado. - Es absorbido completamente por el elemento. - No forma una película y tampoco altera el aspecto natural que pudiese llegar a tener la superficie del elemento constructivo. - Esta clase de protección permite la salida de vapor o humedad desde el interior de un muro de Hormigón Armado. Figura Esquema de protección Hidro repelente. Fuente: Manual de reparación de muros con humedad. 183

186 d) Bloqueador de humedad Los bloqueadores de humedad se pueden aplicar tanto en interior como en exterior de una edificación y posee las siguientes características generales: - Esta clase de productos se debe aplicar antes del pintado u otro tipo de recubrimiento a utilizar para el elemento recién reparado. - Se caracteriza por ser una capa de recubrimiento densa y pastosa. - Su cualidad fundamental es que reviste el elemento con una capa impermeable ante la presencia de humedad. - Esta protección se pueden utilizar en superficies porosas. - Generalmente, la mayoría de esta clase de productos permiten la salida de vapor o humedad desde el elemento constructivo. Figura Esquema de bloqueador de humedad. Fuente: Manual de reparación de muros con humedad. 184

187 e) Oleo o esmalte sintético Esta clase de protección ante la humedad se utiliza generalmente en zonas interiores de cocina o baño. Esta protección posee las siguientes características: - Forma una capa de pintura protectora sobre el elemento que no absorbe la humedad. - No permite la salida de vapor o humedad desde el elemento constructivo. Figura Esquema de protección de óleo o esmalte sintético. Fuente: Manual de reparación de muros con humedad. 185

188 3.8. REPARACIÓN DE LOS EFECTOS DE CICLOS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO Durante los ciclos hielo deshielo, internamente las tensiones provocadas inducen fisuras que se propagan por la pasta, vinculando poros pero bordeando los agregados. Dado que el daño está asociado con altos contenidos de humedad y exposición a bajas temperaturas, macroscópicamente se manifiesta con dos tipología diferentes: descascaramientos superficiales ( scaling ) y fisuras paralelas o sub-paralelas a las zonas más húmedas. El agua congelada en los poros se expande causando fuerzas locales de tensión que ocasionan la fractura en pedazos pequeños del concreto que está cerca de la superficie. El agua luego penetra un poco más en la parte sana y se repite el proceso hacia adentro desde la superficie. Para la reparación de estos tipos de daños se deberá especificar una restitución de la sección de hormigón (reparación superficial localizada o reparación superficial generalizada) utilizando materiales similares a los originales y después de esto, se puede entonces proceder, como medida precautoria, a colocar, selladores, membranas, recubrimientos o pinturas hidrofugantes. 186

189 Figura Reparación por congelamiento de losas. a) daño por congelamiento y deshielo, b) remoción del hormigón, c) restitución de sección y aplicación de sello o membrana protectora. Fuente: Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. 187

190 CAPITULO IV METODOLOGIA DE INSPECCION VISUAL POR MEDIO DE CARTILLAS DE REGISTROS 188

191 Tras la investigación de las patologías que afectan a una edificación con estructura de Hormigón Armado a modo general y particular como lo fue el caso del análisis de patologías en la ciudad de Punta Arenas, se tienen presente que son variados los daños o lesiones por la cual una estructura de hormigón pueda presentar problemas con respecto a su capacidad de carga y durabilidad. Para poder elaborar una correcta y detallada evaluación y posterior diagnóstico de estas fallas, se debe tener claro de qué forma comenzar esta evaluación. Se recomienda empezar con una inspección preliminar, donde se reconozcan las características del edificio, como lo son la edad, posibles intervenciones o reparaciones, cambios de uso entre otros y se recoja información sobre las especificaciones constructivas de éste. El fin de esta etapa es lograr una primera apreciación del estado del edificio, la que determinará si será necesario continuar con una etapa de estudio y análisis de patologías. Una inspección, cualquiera sea su índole, tiene la finalidad de hallar características físicas significativas a través de un reconocimiento exhaustivo para poder determinar cuáles son normales y poder distinguirlas de aquellas características anormales. Una de las formas más comunes y rápida de efectuar una inspección es mediante el uso de técnicas de inspección visual detallada. Estas inspecciones visuales que se puedan realizar a una edificación de Hormigón Armado y/o un elemento constructivo, tendrá la misión de ser la primera aproximación de análisis del estado actual de la estructura del edificio, también, de reconocer la presencia de daños o lesiones en la estructura principal o secundaria del edificio e identificar la presencia de factores de alteración y deterioro del hormigón. 189

192 El presente capitulo consiste en la presentación de una metodología de inspección visual detallada. Esta etapa acontecera después de la fase de inspección preliminar, si ésta indica que es necesaria una indagación más intensiva de las patologías encontradas. Este método de inspección consiste en la redacción de cartillas a modo de inventario, las cuales tendrán como propósito, la de registrar el tipo, características, observaciones y procesos de las enfermedades que afectan a los elementos estructurales de Hormigón Armado, con la finalidad de administrar datos de manera menos engorrosas y más comprensibles para un profesional del área de la construcción. Una de las formas de registrar la información para elaborar una mejor y más acabada inspección será a través de fotografías digitales, la cual además de captar todas las lesiones o fallas en la estructura del edificio será de gran ayuda cuando se quiera medir la evolución de las lesiones durante el periodo de intervención. Para demostrar la eficacia de las cartillas propuestas antes mencionadas, serán utilizadas en una edificación de Hormigón Armado en la ciudad de Punta Arenas que presente algunas de las patologías estudiadas en los primeros capítulos. Para esto se sugiere inspecciones periódicas, con el propósito de realizar un seguimiento a las lesiones por si se modifican sus características en el transcurso del tiempo. Todos estos antecedentes recolectados a través de las cartillas permitirán facilitar una etapa de diagnóstico de las patologías, además de generar un inventario de las lesiones que posee el edificio. 190

193 A continuación, en el presente capítulo se abordará todo el proceso de confección de una metodología de inspección visual detallado con la finalidad de ponerlas en práctica a través del uso cartillas de inspección. 4.1 METODOLOGÍA La metodología propuesta se limita a una inspección visual detallada, la que se realiza en dos etapas. La primera es una inspección preliminar, que tiene por objetivo determinar las condiciones iníciales del edificio antes de la intervención. Una de las características de esta etapa es que se realiza sin ningún tipo de equipo, ya que consiste en recolectar información, la que se puede obtener de forma verbal o gráfica, de fuentes públicas o privadas. Después de la inspección preliminar se realizará una inspección visual, con levantamiento de los daños encontrados, mediante fichas de inspección y registro fotográfico Inspección preliminar y datos previos Datos particularmente interesantes pueden ser: Incidencias sobre la vida útil del edificio, como intervenciones o reparaciones de cualquier tipo, cambios de uso, entre otros. Presencia de catástrofes (sismos, incendios, entre otros), entre otros. memoria y planos del proyecto original del edificio y autores del mismo Empresa constructora. 191

194 Edad de la estructura. Datos de clima, fenómenos climáticos y agresividad ambiental. Otra información que se considere relevante. Además, se debe realizar una descripción escrita del edificio, donde se resuma los aspectos más importantes de la edificación, desde el punto de vista constructivo, como son: Composición del edificio. Tipología de la estructura. Edad de la estructura. Materialidad de los distintos elementos constructivos. Descripción gráfica, que debe incluir planos o esquemas de plantas y elevaciones de la estructura, planta esquemática del funcionamiento de la estructura con la disposición de los elementos resistentes coincidentes con el estado actual del edificio. Fotografías del exterior e interior de la estructura. Otro aspecto importante de detallar son las condiciones medioambientales del entorno en que está inmerso el edificio. 192

195 Todos estos datos básicos se pueden resumir en la siguiente tabla: Aspectos Generales del Edificio I. Identificación del edificio Edificio Dirección Comuna Región Uso Número de niveles sobre el terreno Sótano Año de Construcción Tipo de estructura II. Medio Ambiente Atmosfera Rural, urbana, marina, industrial Temperatura Vientos Tabla 10. Aspectos generales de un edificio Estos datos se consiguen con una exhaustiva investigación, ya que a veces la información debe ser recolectada de diferentes fuentes. También es importante la información que nos pueden aportar los usuarios del edificio, que nos pueden entregar datos característicos de las problemáticas a las que se ve enfrentada la edificación. 193

196 4.1.2 Inspección visual Esta inspección tiene por objetivo confeccionar un inventario de daños en los elementos de Hormigón Armado, con el fin de localizar, identificar y evaluar las lesiones. Esta observación recae sobre elementos tanto estructurales como no estructurales, mientras presenten síntomas de patologías. Además, de documentarse todos los daños encontrados, se realizará un seguimiento de éstos, con el fin de comprobar la evolución, comportamiento y procesos de las fallas. La regularidad de las inspecciones serán cada dos semanas, donde se revisarán los daños antes registrados y se abrirán registros nuevos en caso de la aparición de otros daños. En esta etapa se debe procurar realizar las anotaciones lo más precisas posibles, sin obviar ningún detalle como: área afectada, la longitud que cubre el daño, tamaño de las fisuras, características principales, zonas humedas y manifestaciones externas de daño. Los equipos que se utilizarán en esta etapa son: tarjetas de comparación (tarjeta con líneas de diferente grosor con su ancho especificado), para estimar el ancho de las fisuras, huincha de medir, cámara fotográfica, escalera, entre otros. El registro fotográfico debe ayudar a identificar cada patología, de forma clara y ordenada. Se recomienda no utilizar flash ya que la intensidad de luz puede variar el efecto que se desea mostrar. 194

197 4.2 CARTILLAS DE REGISTRO DE PATOLOGIAS Una vez efectuado todo el proceso de investigación documental el cual tiene por objetivo fundamental recopilar toda la información posible relativa a la edificación propiamente tal, se abordará la metodología explicada con anterioridad con respecto a la inspección visual detallada, la cual será registrada de forma ordenada, clara y especifica, a través del uso de cartillas de registros, las cuales tendrán una labor fundamental con el fin de colaborar a una eficiente y completa evaluación y posterior diagnóstico. Las cartillas de registro de patologías consisten en tener una identificación de las características precisas por las cuales se generan anomalías en las estructuras de una edificación de hormigón. Estas características serán obtenidas de manera visual y se transcribirán a este registro de forma ordenada dependiendo del tipo de patología que sea. También se dejará constancia en este registro cualquier tipo de observación que pueda ayudar y complementar de mejor manera la patología inspeccionada. Para una mejor y más completa inspección visual, a estas cartillas se le adjuntaran fotografías digitales la cual desempeñarán un rol fundamental, ya que a través de estas imágenes se distinguirá de forma visual la evolución de la lesión o daño que la estructura de hormigón pudiera verse enfrentada. Las cartillas de registro serán clasificadas según el tipo de patología que existen y serán destinadas a utilizarse según las fallas y lesiones más recurrentes que se identificaron en la ciudad de Punta Arenas, las cuales tuvieron relación con patologías por fisuras, humedad y corrosión. A continuación se describirán cada una de las cartillas de registro de patología relacionadas a humedad, fisuras y corrosión de enfierraduras. Las 195

198 cuales serán detalladas de manera tal de tener claro todos los aspectos que se encuentran en los apartados y efectuar el registro sin mayor complicación. Se comienza por definir los apartados que son comunes para ambas cartillas. Para mayor comodidad, las cartillas de registro de patologías se dividieron en tres secciones, la primera cubre los aspectos generales de la patología y es común para todas las cartillas, la segunda sección considera la información para el tipo de patología en particular, y la tercera sección se utilizará para adjuntar el registro fotográfico. Esta tercera sección será similar para todas las cartillas Descripción de cartillas de registro a) Datos generales En este apartado se establecerán los aspectos generales de la patología detectada, los que básicamente se enfocaran en datos tales como: la ubicación de la patología, el elemento en donde se encuentra, el medio ambiente a la que se ve rodeada, entre otros (ver figura 4.1). Figura 4.1. Datos generales de la patología 196

199 Con relación a la ubicación de la patología, se entiende como: Elemento portante: es aquel elemento que está en la edificación para soportar cargas adicionales a las de su propio peso y transmitirlas hacia la fundación. Elemento no portante: es aquel elemento que puede tener una función estructural pero no necesariamente transmite cargas a la fundación. b) Ubicación y registro fotográfico En este apartado de la cartilla se establecerá la ubicación del elemento constructivo el cual padezca de una lesión. Este registro se llevará a cabo según el plano recopilado en la documentación y si no existiese, algún croquis a mano alzada que pueda aclarar algún tipo de ubicación. También en esta sección de la cartilla se presentará el registro fotográfico el cual será de gran ayuda para clarificar dudas y ver el estado de la patología en el transcurso del tiempo, a esta fotografía digital se le adjunta una descripción en la cual se pondrán datos tales como fecha y hora de la toma de fotográfica y una descripción que se pudiera efectuar a modo de complemento del registro de datos anteriores. c) Datos específicos de patologías a inspeccionar A continuación se describirá la información a utilizar en las tres clases de cartillas de registros de datos para las patologías más recurrentes de la ciudad de Punta Arenas. 197

200 Datos específicos de la patología para humedades Tipo de humedades En el primer apartado de la cartilla interiorizándose con la patología propiamente tal a inspeccionar, se deberá identificar el tipo de humedad a la cual se ve enfrentada la edificación y/o el elemento teniendo presente los siguientes criterios. (Ver figura 4.2) Figura 4.2. Tipo de humedades Esta clasificación de humedades se estipula con mayor detalle en el capítulo II de este trabajo. Los asteriscos, hacen referencia a una sub clasificación de la humedad por filtración y aquella que se localiza en obra, la cual se ve reflejada en la siguiente figura

201 Figura 4.3. Sub clasificación de las humedades por filtración y en obra. Con relación a la sub clasificación por filtración, se entiende por: Absorción: a aquella filtración que se produce por la penetración de agua por capilaridad por medio de los poros del material. Infiltración: a aquella filtración que se produce por la penetración del agua por medio de grietas o fisuras. Penetración: a aquella filtración que se produce por la penetración del agua a través del deterioro accidental del material. Grado de daños A continuación se distinguirá el nivel de daño dependiendo de los siguientes criterios que se encontraran en la cartilla como se ve reflejado a continuación. 199

202 Figura 4.4. Grado de daño Con relación al grado de daño, se entiende por: Despreciable: Sin manchas Bajo: Humedad esporádica Moderado: permanentemente húmedo Alto: presencia de hongos Color de la humedad Otro punto muy relevante a tener en consideración es la coloración de la humedad, en este apartado se describirá el color que esta posea y a su vez se dejara alguna observación si fuese necesario. Figura 4.5. Color de la humedad Dimensionamiento e intervenciones previas Otro apartados importantes de la cartilla de evaluación será el dimensionamiento y las posibles intervenciones previas que pueda poseer la patología encontrada dependiendo de la información que entregada por los administradores del edificio o los encargados de mantención. 200

203 Observaciones En el último apartado de la cartilla se encontrará un punto llamado observaciones, en el cual se dejará en claro cualquier detalle que proporcione más exactitud a la inspección o se mencionen características especiales de la patología que no fueron abarcadas en los puntos anteriores. Datos específicos de la patología para fisuras. Dirección de las fisuras Para este ítem se debe identificar la dirección de la fisura, utilizando la siguiente clasificación: Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo Se producen por esfuerzo de compresión. Son muy peligrosas, especialmente en columnas porque "no avisan", ya que son producto de un agotamiento de la capacidad de carga del material, y el colapso puede producirse en cualquier momento. Fisuras normales a la dirección del esfuerzo Esta clase de fisuras indican que son de tracción. Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga En las secciones de máximos momentos flectores, se originan en esfuerzos de flexión y se deben generalmente a armaduras insuficientes. 201

204 Fisuras horizontales o a 45º en vigas Son debidas al esfuerzo de corte y se deben a secciones insuficientes de hormigón en los apoyos, y/o secciones insuficientes de armaduras de refuerzo en estribos y en hierros doblados en los apoyos. Fisuras que rodean la pieza de hormigón Con una tendencia a seguir líneas a 45º, son debidos a esfuerzos de torsión y denotan armaduras de refuerzo insuficientes para contrarrestarlos. En la cartilla de inspección de fisuras, las direcciones se encontraran al comienzo del itemizado de registro de datos, como se ve reflejado en la figura 4.6. Figura 4.6. Dirección de la fisura. Posición Se debe registrar la posición de la fisura en el elemento, por ejemplo, en el área superior, inferior, lado izquierdo o derecho. 202

205 Longitud En lo posible se debe medir la longitud de la fisura, en algunas ocasiones no se podrá realizar esta operación, como cuando se trata de nidos de fisuras, en este caso basta con registrar en tamaño del área que ocupa el nido en el siguiente ítem dimensiones. Dimensiones En este ítem se debe señalar las dimensiones del área abarcado por la fisura, este dato se hace necesario en el caso en que el elemento presente varias fisuras dispuestas en forma cercana una de otra. Patrón de fisuración: Se refiere a la cantidad de las fisuraciones sobre la superficie, pudiendo ser localizada, media o amplia. Esta se visualizara en la cartilla de inspección como en la figura 4.7. Figura 4.7. Patrón de fisuración. Ancho Para medir anchos de fisuras se utilizan escalas preparadas al efecto como la mostrada que se desliza de izquierda a derecha contra la fisura hasta hacerla coincidir. 203

206 Figura 4.8. Escala para medir anchos de fisuras Intervenciones previas Esta clase de datos se obtendrá para toda clase de información por medio de la información entregada por el administrador (a) de la edificación o el personal de mantención. Observaciones En este apartado de la cartilla se colocaran antecedentes generales de la realización de la inspección y a su vez cualquier clase de datos necesarios que ayuden a complementar de mejor manera la inspección visual. Datos específicos de la patología para corrosión de armaduras. Desprendimiento Especificar si el desprendimiento es de forma puntual, cuando su alto y largo sean similares, o longitudinal cuando el largo o el alto sean mayores al otro. Figura 4.9. Desprendimiento 204

207 Tamaño Se debe determinar el tamaño del área de hormigón desprendido, en centímetros, precisándose el alto y largo del área desprendida. Coloración Descripción de la coloración o presencia de manchas, de forma breve. Ancho del recubrimiento Registrar el ancho del recubrimiento de hormigón que protege a la armadura, en centímetros. Reducción de la sección de acero. En algunas ocasiones, según el grado de corrosión de las armaduras, se reduce el área de las barras de acero. En este ítem se debe especificar si existe perdida de la sección de acero y si es leve, moderado o si se perdió la sección completa. Descripción de la fisuración Se debe realizar una descripción de la fisuración, registrando características como: largo, ancho, entre otros. 205

208 4.3 FORMATO CARTILLAS DE REGISTRO Datos generales: Ubicación y registro fotográfico. Ubicación y Registro fotográfico: 1 UBICACIÓN Descripción de la ubicación Plano de identificación o Croquis a mano alzada a modo aclaratorio 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Fotografía digital Descripción: 206

209 Datos específicos de la patología a inspeccionar para humedades. 1 TIPO DE HUMEDADES 1.1 Humedad por filtración * 1.2 Humedad en obra ** 1.3 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento constructivo Retenida en el interior de un elemento constructivo Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 3 COLOR DE LA HUMEDAD 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto Descripción de la coloración: 4 DIMENSIONES Ancho: Alto: 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES 207

210 Datos específicos de la patología a inspeccionar para fisuras. 1 DIRECCION DE LAS FISURAS 1.4 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo 1.5 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo 1.6 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga 1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas 1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón 2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO 3 LONGITUD 4 ANCHO 5 PATRON DE FISURACION 6 DIMENSIONES 5.1 Localizada 5.2 Media 5.3 Amplia 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES 208

211 Datos específicos de la patología a inspeccionar para corrosión de armaduras. 1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO 1.1 Desprendimiento puntual 1.2 Desprendimiento longitudinal 2 TAMAÑO 3 COLORACIÓN 4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO 5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO Si No 6 DESCRIPCION FISURACION 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES 209

212 Tras analizar los diferentes tipos de patologías existentes, las cuales afectan directamente a la estructura de Hormigón Armado en las edificaciones, se ha estipulado la creación de estas tres cartillas explicadas con anterioridad en este capítulo. Las patologías por humedad, las fisuras y la corrosión en las armaduras son las patologías más comunes a las cuales se puede ver enfrentado el Hormigón Armado. Se debe tener en claro que la totalidad de las patologías existentes conducirán a estas tres clases de fallas o lesiones. Estas tres clases de cartillas de inspección de patologías tendrán la misión de registrar todo el proceso evolutivo de una falla o lesión con la finalidad de establecer un análisis de la patología el cual facilitara y será de gran ayuda para establecer un diagnostico final de la falla. 210

213 CAPITULO V APLICACIÓN DEL METODO DE INSPECCION VISUAL DETALLADA EN EL EDIFICIO MAGALLANES 211

214 La metodología de inspección visual detallada tiene la finalidad de elaborar un registro de todas las patologías existentes en una edificación de Hormigón Armado. Antes de elaborar el registro propiamente tal, se deberá efectuar una inspección preliminar que detallará las características del edificio, como se describió en el capítulo anterior. En este capítulo se llevará a cabo la aplicación de la metodología de inspección visual aplicada en una edificación de estructura de Hormigón Armado. La obra a intervenir será el edificio Magallanes, emplazado en Bories 901, el cual se encuentra ubicado en la ciudad de Punta Arenas. El método será aplicado a patologías existentes en la estructura de la edificación ante mencionada, para posteriormente elaborar un análisis de la evolución de las fallas, con la finalidad de entregar recomendaciones basadas en los métodos de reparaciones y protecciones expuestos en esta tesis. 5.1 INSPECCIÓN PRELIMINAR Como se mencionó en el capítulo anterior, la metodología de evaluación propone que se comience con una inspección preliminar, donde se determinarán las condiciones iníciales de la edificación, en este caso las del Edificio Magallanes. En ésta inspección se reunió toda información relacionada con las etapas de diseño y construcción del edificio, además de antecedentes de reparaciones y/o remodelaciones. 212

215 Cabe mencionar que ésta información se recolectó de diferentes fuentes, como son la Dirección de Arquitectura del Ministerio de Obras Publicas, Dirección de Obras de Punta Arenas y el Comité Paritario del Edificio Magallanes. Por otro lado, como el objetivo esencial de la inspección preliminar es tomar conocimiento de las patologías que posiblemente afecten la edificación, se realizaron consultas con los usuarios del edificio, tomando en cuenta que ellos más que nadie están al tanto de las patologías que la afectan. De estas entrevistas se obtuvo gran cantidad de testimonios sobre ubicación y comportamiento en el tiempo de algunos defectos, las que servirán como información base en la evaluación posterior. Una de las ventajas con que se requirió, fue que entre los usuarios del edificio se encontraban profesionales del área de la construcción; como arquitectos y constructores civiles; los que sin duda contemplaron las patologías desde una visión profesional, aportando información muy útil de éstas. Terminada la inspección se recabó suficiente información sobre defectos y patologías en la edificación como para dar pie a la segunda etapa en la metodología de inspección: la inspección visual detallada. Obtenidos los datos necesarios se prosiguió a su análisis, recopilándose como sigue a continuación Antecedentes Generales La construcción del Edificio Magallanes data del año 1971, en ese entonces era llamado Edificio CORMAG (ver figura 5.1). Actualmente en el edificio se 213

216 desempeña el Servicio de Gobierno Regional de Magallanes y Antártica Chilena, pero también da cabida a otras instituciones públicas, como son: Servicio de Gobierno Interior, SERPLAC, SEREMI de Gobierno, UCR- SUBDERE. Figura 5.1. Elevación edificio Magallanes Fuente. Propia Está situado en el sector céntrico de la ciudad de Punta Arenas, emplazado en calle Bories Nº901 con esquina José Menéndez, pareado al edificio de Correos de Chile. 214

217 El edificio Magallanes consta de 10 pisos y un altillo, con un sistema estructural de Hormigón Armado y planta libre, dando cabida a oficinas donde funcionan los servicios antes mencionados. Según el permiso de edificación Nº el edificio cuenta con una superficie edificada de m 2. La superficie del terreno donde se emplaza es de m 2, la que comparte con el actual edificio de Correos de Chile. Esta edificación posee un subterráneo para uso de equipos. El primer piso actúa como recepción, mientras que en los pisos del 2 al 10 y el altillo se pueden encontrar oficinas y sala de reuniones Cuenta con 2 ascensores que pueden desplazarse del piso 1 al piso 10, mientras que la escalera se comunica desde el subterráneo hasta el 11º piso. Ascensor y escaleras se encuentran reunidos en el lado oriente del edificio. Posee una escalera de evacuación en el exterior del lado oriente, la cual se construyó el año La escalera es de estructura metálica adosada al muro, la cual puede usarse en casos de emergencia para la evacuación del edificio por parte de los usuarios y público en general. Se sabe que el edificio ha pasado por procesos de remodelación, como el realizado en el octavo y noveno piso, en el año 1994, permiso de obra menor Nº Donde sólo se realizaron alteraciones en la distribución de las oficinas, modificando los tabiques y algunas instalaciones de menor orden. La última remodelación del edificio se realizó entre los meses de enero y junio del año 2010, periodo en el cual se contemplaron remodelaciones en casi todos los pisos. Esta faena, sin duda, fue de mayor envergadura que la anterior, ya que se remodelaron los baños, instalaron piso flotante y cielo 215

218 americano, cambiaron las instalaciones eléctricas, y se pintaron los muros. Esta remodelación se la adjudicó la empresa constructora JV construcciones. Durante la vida del edificio, éste no ha contado con ninguna intervención de conservación y mantención, dada la antigüedad del edificio y considerando sus deficiencias en materia constructiva y funcional. Las intervenciones antes mencionadas estaban enfocadas netamente a la remodelación, sin llegar a solucionar los defectos de fondo, que con el transcurrir del tiempo, lamentablemente vuelven a manifestarse en los recintos remodelados, como se expondrá más adelante. Tampoco se ha llevado a cabo algún estudio o investigación que evalué las patologías que afectan la edificación, ignorándose por completo en qué grado afectan los defectos en la funcionalidad de la estructura. De aquí nace la necesidad de la realización de esta inspección, que tendrá como objetivos determinar los orígenes de las patologías, determinar sus características, y sugerir métodos de reparación Extracto de especificaciones técnicas del edificio Magallanes. A continuación se presentarán las especificaciones relevantes a tener presente en la elaboración de una inspección preliminar y debe basarse en la estructura de Hormigón Armado y el acero estructural utilizado en la obra. 216

219 Información general. - La ejecución de la obra comprende una superficie cubierta total para el edificio Magallanes de 2370 m 2. - Los materiales a utilizar en la obra definitiva serán de primera calidad dentro de lo que se establezca en las normas vigentes en esos años y las indicaciones de fábrica. Fundaciones. - Las fundaciones que posean elementos de Hormigón Armado o parte de ellos y si éstos tuviesen falta de resistencia tras lo verificado por la inspección fiscal y de acuerdo con los ensayos de materiales; deberán ser demolidos y reejecutados, sin culpa de esta dirección, siendo de responsabilidad de la empresa constructora los riesgos, costos y pérdidas que ocasionarán este hecho. - El hormigón utilizado tendrá una resistencia de 225 Kg/cm 2. Acero de fundaciones. - Los aceros de fundación se unirán mediante soldadura eléctrica especificada o al oxigeno, según el caso y dependiendo de las características, escuadrías, tipo de acero y uniones que señalen los planos de estabilidad y detalles de arquitectura. - La clase de acero a utilizar para las fundaciones será del tipo A56-35H con dimensiones de 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 22mm y 26mm. 217

220 Hormigón Armado. - Será de Hormigón Armado la estructura completa del edificio Magallanes. Estos incluyen pilares, vigas, losas, cadenas, dinteles, escaleras, muros armados, voladizos, entre otros. - Se consulta el descimbre de los cementos de Hormigón Armado en un plazo no menor a los 28 días. - Si se llegase a ocupar algún cemento de origen extranjero, se deberá adjuntar certificado de ensaye de dicho cemento ejecutado en Punta Arenas. - La creación misma de la mezcla y el llenado de moldes se llevará a la práctica solamente previo al Vº Bº de la inspección fiscal. - La elaboración de los hormigones se harán exclusivamente por medios mecánicos y controlados, utilizando betoneras de 7 m 3 como mínimo y la consolidación de la mezcla se realizará a través de vibradoras y con aditivo extra para descimbrar. - La dosificación mínima será de 300 kg/cm 3. Y la proporción exacta de arena, ripio, chancado y agua deberán ser establecidas oportunamente y a petición de la empresa constructora por el laboratorio de ensaye de materiales de Punta arenas. - Se adoptarán prevenciones para que la totalidad de pasadas de canalizaciones, matrices, ductos, shafts sean ejecutados por medio de embutido o se mantengan sin llenar para no perforar por ningún motivo, los elementos estructurales. 218

221 - Existirán hormigones hidrofugados, los cuales serán especificados explícitamente en los planos de estabilidad; su dosificación mínima se consultará con un 15% de hidrofugado y prevenciones especiales para su ejecución y colocación homogénea y completa en los paños a impermeabilizar. - La junta de dilatación que existirá entre el edificio Magallanes y el actual Correos de Chile; entre cuerpos de edificación, se harán de 2. Se consultará colocación de manguera de caucho de 3 afianzadas con ganchos metálicos anclados, para el sellado de las junturas. Dicha pieza irá a 2 bajo el nivel de pavimentos y 2 sobre el nivel cielo terminado. - Los hormigones se realizaran de acuerdo con lo convenido en las Normas Inditecnor, Normas oficiales de la Rep. De Chile en esos años (Decto. Nº /7/1957), particularmente se aplicarán las Normas Inditecnor Nºs ; 30-27; 30-31; 30-34; 30-38; 30-60; 30-62; 30-63; 30-70; 30-83; 30-84; 30-92; 30-93; ; ; ; Los hormigones se entregarán lisos, aplomados, sin ninguna clase de imperfección evidente, nivelados, con las pasadas y shafts abiertos y los retapes ejecutados. - La partida de Hormigón Armado incluye la ejecución de sobrelosa en cada nivel, para la ejecución del relleno que den lugar la ubicación de canalizaciones o redes de instalaciones. - El hormigón utilizado tendrá una resistencia de 225 Kg/cm

222 Acero estructural. - Los aceros estructurales, al igual que los de fundación se unirán mediante soldadura eléctrica especificada o al oxígeno, según el caso y dependiendo de la elaboración del acero estructural y su colocación y anclaje en obra, estrictamente de acuerdo con las características, escuadrías, tipo de acero y uniones que señalen los planos de estabilidad y detalles de arquitectura. - Se utilizará acero, del tipo que indican Normas Inditecnor, para cada uso, como mínimo. De forma particular se deberá cumplir con requisitos y exigencias de las Normas Inditecnor Nºs ; 30-84; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; La totalidad de las piezas de acero que al término de las faenas quedarán a la vista se cubrirán con dos manos de antióxido tipo Vulco Corroless o similares, color plomo. - La clase de acero a utilizar será de dimensiones que comprendan los 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 18mm, 22mm y 26mm. Radieres. A nivel de subterráneo y al exterior, bajo plazoleta y para producir los pavimentos de estos, se ejecutaran radieres de Hormigón Armado, de espesor de 0,15m. con una dosificación de 170 Kg/c/m

223 5.2 ANALISIS DETALLADO DE PATOLOGIAS EXISTENTES EN EL EDIFICIO MAGALLANES. Tras los antecedentes recabados en la inspección preliminar del edificio Magallanes, uno de los documentos recolectado de mayor interés para comenzar a clarificar las reales condiciones a la que se ha visto envuelta la estructura del edificio, tienen relación a un informe en el cual se efectúa un proceso de mejoramiento del edificio a inspeccionar en el año Este antecedente deja entrever las condiciones originales que poseía la edificación antes de su intervención, a comienzos del año Una de las patologías más perjudiciales dentro de esta documentación, tiene relación con la presencia de humedad en el interior de la edificación. Estas patologías se aprecian en el muro del piso once y en el sector posterior de la escalera de acceso al piso once. Figura 5.2. Patología de humedad en muro y escalera antes de intervención. Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes. 221

224 Figura 5.3. Patología de humedad en muro antes de intervención. Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes. Figura 5.4. Patología de humedad en escalera antes de intervención. Fuente. Informe de proceso de mejoramiento del edificio Magallanes. 222

225 Si bien, la existencia de las patologías de humedad fueron tratadas a comienzos del año 2010, claramente la solución instaurada para esta clase de humedad no fue la óptima, por el hecho de evidenciarse nuevamente esta clase de patologías, tras el seguimiento efectuado en este periodo de inspección. Dentro de la información aportada por los usuarios del edificio, para complementar la inspección preliminar, se cuenta con la siguiente imagen (ver figura 5.5) la cual fue registrada a mediados del mes de febrero del año 2009,donde se visualizan las condiciones de deterioro de la estructura de Hormigón Armado en el muro exterior del piso 6. En esta imagen se aprecia el desprendimiento del revestimiento de hormigón a causa de la corrosión de las armaduras. Esta falla se considerará dentro del análisis patológico del edificio a través de la inspección visual detallada. Figura 5.5. Registro de desprendimiento de hormigón en sexto piso Fuente. Propia 223

226 La documentación de antecedentes recopilados, los cuales presentan las condiciones a la que se ha visto envuelta la edificación, tienen la finalidad de establecer ideas y criterios iníciales de cómo estas patologías afectaron con anterioridad la edificación o en algunos casos sigue afectando. A continuación, se analizarán las inspecciones realizadas al edificio Magallanes por medio de cartillas de registros las cuales se encontrarán adjuntadas en el anexo A. Este análisis consistirá básicamente en establecer el estado actual de la patología, la(s) posible(s) causa(s) que genera(n) la patología inspeccionada y proporcionar sugerencias de acciones a efectuar, para una posible intervención en la estructura de la edificación. Las patologías a analizar serán las siguientes: - Humedad. - Fisuraciones. - Corrosión de armaduras. 224

227 5.2.1 Análisis de inspección, Patología Nº 1 La primera patología inspeccionada en forma detallada tiene relación a una humedad por condensación (ver 2.1, capítulo II). Esta patología fue detectada tras la inspección realizada, en primera instancia, en la azotea del edificio. Esta clase de humedad como se detalló en la cartilla de inspección, se encuentra localizada en un pilar exterior, desde el que desciende un flujo de agua, el cual, proviene de una canaleta que posee la edificación como se ve reflejada en la figura 5.6. Figura 5.6. Canaleta para circulación de aguas lluvias. Fuente. Fuente propia 225

228 Fundamentalmente estas clases de patologías se generan por una concentración de humedad en un sector determinado de la edificación, por causas de una deficiente ventilación y protección. Esta patología, a simple vista, refleja problemas en la superficie del elemento de hormigón, el cual tiene como principal agente agresivo la presencia de hongos. Estos hongos claramente se encuentran en este pilar por causas asociadas a una mínima circulación de aire. Cabe destacar que esta humedad se encuentra ubicada en el sector oriente de la edificación, lugar en el cual los vientos, característicos en la ciudad, no llegan directamente a esta superficie y a su vez esta patología se encuentra en un sector de poca luminosidad. El agua que circula por las canaletas en periodos de lluvia es el principal agente que genera inconvenientes en este elemento constructivo. Básicamente este problema genera manchas, las cuales visualmente son muy desfavorables, viéndolas de un punto de vista estético. Recomendaciones En superficies que se encuentren contaminadas por hongos como es el caso inspeccionado, en primer lugar se debe investigar e identificar cual es la causa que lo produce, ya que se debe tener presente, la solución del problema que la origina para posteriormente eliminar la patología. En el caso de la patología identificada tras la inspección visual, lo primero que se debe considerar, es la instalación de una bajada de agua proveniente de la canaleta. Para poder elaborar todo este trabajo, en primer lugar, se deberá proceder a erradicar la presencia de humedad y hongos para posteriormente incorporar a la superficie algún agente de protección contra la humedad siguiendo los pasos que se establecen en el punto del capítulo III. 226

229 Para proteger la superficie, una vez limpia ésta, se sugiere aplicar una pasta de protección antihongos la cual existe en una variedad de tipo y calidad. Finalizado todo el proceso de reparación, será fundamental efectuar un correcto mantenimiento de la canaleta y la bajada de agua, cada cierto tiempo, y percatarse que no vuelvan a acumularse humedad en la superficie de hormigón tratada. Observación A esta primera patología, analizada, solamente se adjuntó a la cartilla de inspección visual detallada de la primera visita efectuada el día 07 de octubre del 2010, por el hecho de no presentar evolución alguna durante los periodos de inspección Análisis de inspección, Patología Nº 2 La segunda patología inspeccionada en el edificio Magallanes tiene aparente relación con un problema de filtración de humedad, por causas de infiltraciones (ver 2.1, capítulo II). Esta patología se encuentra ubicada en un muro oriente del onceavo piso, el cual se visualiza subiendo las escaleras (el detalle de ubicación se encuentra descrito en la cartilla de inspección del anexo A). Esta humedad se localiza bajo las dos ventanas que posee este muro. La primera presencia de humedad se detectó en la ventana que se encuentra próxima a la escalera de emergencia. Esta posible infiltración, con el transcurso de las inspecciones, no presentó evolución por lo cual no se adjuntaron las cartillas de inspección. La presencia de humedad a analizar 227

230 por medio de la inspección que se llevó a cabo, tiene relación a la humedad detectada bajo la segunda ventana, como se visualiza en la figura 5.7. Figura 5.7. Identificación de humedades por causas de posible infiltración. Fuente. Fuente propia. Esta patología en su primera inspección presentó de forma notoria y evidente la presencia de humedad entre y sobre el revestimiento del muro, el cual, no genera peligro evidente en cuanto a la problemática de la humedad. Esta patología evidenciada en el muro con el transcurso de las inspecciones mostró un aumento en su área, acrecentándose la humedad de forma paulatina. La coloración que presentó esta humedad durante el periodo de inspección fue la misma, ésta fue de color café claro, la cual claramente tiene relación con un proceso de oxidación que pueda ocurrir en el interior del hormigón. 228

231 Tras la información recopilada por medio del administrador del edificio y el encargado de mantención, se tiene presente que el muro ha sufrido de problemas de humedad, por muchos años; se han efectuados reparaciones tales como las hechas a comienzos del presente año en donde se trato de descubrir la procedencia de la humedad, teniendo como hipótesis la existencia de una red de cañerías, en el interior del hormigón del muro, la cual tras efectuar una perforación se comprobó la no existencia de tal. Finalmente se procedió a sellar la perforación con adhesivo a base de resina epóxica entre el hormigón y el mortero. Una vez realizada la inspección visual durante las cinco visitas, se dedujo que la existencia de esta humedad tiene relación a posibles filtraciones de agua proveniente de una canaleta que pasa por fuera del muro a 20 cm de la parte inferior de los ventanales y esta agua se introduce entre las micro fisuras existentes en el hormigón, el cual tiene más de 35 años. A comienzos de este año también se efectuaron cambios de ventanales, los cuales, al ser reemplazados dejaron entrever deficiencias en el hormigón por causas de la humedad, según lo comentado por el personal de la empresa constructora, que efectuó este trabajo. Estas eventuales fisuraciones en el hormigón probablemente tienen relación a algún procedimiento deficiente en el sistema constructivo utilizado en aquel tiempo en que se construyó el edificio (construido el año 1971), del cual no se tienen mayores antecedentes, ya que no se efectuaron registros de inspección de calidad en esos años, según lo recopilado en los antecedentes previos o a la sobrecarga del muro, en años posteriores a su creación. A ciencia cierta no se tiene claro el paso de tuberías de agua potable que puedan estar deterioradas, por el hecho de que no existen planos de 229

232 instalaciones de agua potable del edificio y a su vez, las instalaciones de agua para los baños se encuentran localizadas en otro sector de la edificación, lejano al muro inspeccionado. Recomendaciones Para muros que se encuentren con posibles problemas de fisuraciones como es el caso de esta edificación, lo más recomendable es remover el revestimiento y efectuar el tratamiento indicado en el punto 3.2 del capítulo III. Este proceso se deberá hacer con personal especializado en el rubro de las reparaciones. Será de vital importancia efectuar todo tipo de ensayo que compruebe el estado actual del elemento estructural y el grado de corrosión que puedan tener las armaduras. Para ello se recomienda efectuar los ensayos pertinentes, los cuales se encuentran descritos en el anexo B. Dependiendo de los resultados que arrojen los ensayos, estos dictaminarán la opción de reparar o demoler y crear un nuevo muro. Una vez efectuada de manera correcta la reparación del muro, se procederá a efectuar el tratamiento pertinente para erradicar la humedad y prevenir su aparición. Para ello se recomienda seguir los pasos estipulados en el punto del capítulo III. 230

233 5.2.3 Análisis de inspección, Patología Nº 3 La tercera patología inspeccionada en el edificio tiene relación con la problemática generada por la humedad en el hormigón (ver 2.1, Capitulo II). Esta patología se encuentra ubicada en la parte posterior de la escalera, la cual se visualiza desde el décimo piso. La humedad que se encuentra en la escalera proviene de la humedad que existe en el muro del onceavo piso, la cual fue analizada con anterioridad. Esta humedad surge del muro y escurre por los peldaños de la escalera y desciende por gravedad por los costados de ésta, como se visualiza en las imágenes de la figura 5.8. Figura 5.8. Problemática de la humedad en la escalera del décimo piso. Fuente. Propia 231

234 Al efectuar la primera inspección visual, se detectó, la presencia de humedad en la escalera. Esta patología al seguir siendo inspeccionada, no presentó una evolución relevante durante estos dos meses de seguimiento, razón por la cual, no se adjuntó su inspección correspondiente, contrario al caso del muro con humedad, que sí se efectuó, pero se ha registrado, por el hecho de ser una potencial patología a largo plazo, teniéndose presente la gran cantidad de humedad existente en este lugar antes de efectuarse la última intervención, de la cual se tienen registros y fueron señalados al inicio del análisis. Esta clase de humedad presentó una coloración café clara el cual se mantuvo por todo el periodo de inspecciones. Esta clase de humedad es la misma que proviene desde el muro del onceavo piso y no presenta cambio alguno. Se creyó que con el transcurso de las inspecciones, la patología podría corresponder a un grado de daño bajo, por el hecho de no tener la presencia del foco patológico en este mismo lugar. Tras todas las inspecciones se concluyó que el grado del daño fue moderado por el hecho de existir periódicamente el foco de humedad en este sector y no disminuyó como se pensó que pudiese ocurrir tras la primera inspección. Claramente dentro de estos dos meses de inspección no se notó un aumento en el área que abarca la humedad, pero a largo plazo esto aumentará en forma paulatina y afectará la superficie del hormigón de la escalera como se ha evidenciado con anterioridad. 232

235 Recomendaciones Para poder erradicar definitivamente esta patología detectada en la escalera se deberá conocer la real problemática que existe con relación a la humedad del muro del onceavo piso como primera acción de tratamiento. Una vez finalizada esta reparación se procederá a reparar el daño ocasionado por la presencia de humedad en la superficie del hormigón y el daño provocado en el revestimiento. Para poder efectuar una correcta reparación y protección, se sugiere seguir las acciones descritas en el punto y del capítulo III y aplicar un impermeabilizante de humedad adecuado para asegurar un correcto y seguro trabajo Análisis de inspección Patología Nº 4 Se localizaron fisuras en las caras superiores de las losas, de idénticas características, en los pisos 8 y 9. Éstas se encontraban cercanas a las puertas de entradas de las oficinas, en el sector de las escaleras. Como se puede apreciar en las imágenes (Ver figura 5.9), las fisuras se encuentran en sectores en donde su paso por ellas es inevitable, dada su cercanía con la puerta de acceso al sector de oficinas. En ambas losas, las fisuras contaban con similares particularidades como: patrón de fisuración, dirección, longitud y ancho. Durante las inspecciones realizadas no se apreció aumento en el ancho de las fisuras, siendo constante en su valor de 1,5mm. El largo de las fisuras tampoco presentó cambios durante las observaciones. 233

236 Figura 5.9. Fisuras en losas 8 y 9 respectivamente. Fuente. Propia La distribución de las fisuras es aleatoria, con una distribución más o menos rectangular, no sigue un patrón ni distribución de las armaduras. Las fisuras se cortan entre sí con ángulos que tienden a ser rectos. Para un mejor análisis de estas fisuras y considerando sus características similares, se agruparon en el mismo registro. La medición del ancho de las fisuras se realizó con una escala milimetrada, la que al compararse con la fisura proporcionó el ancho antes mencionado. No se tuvo acceso a la parte inferior de las losas ya que se encuentran cubiertos con el cielo falso del piso inferior. Tampoco se logró determinar la existencia de fisuras en las losas dentro del área de oficinas, pues en éstas se instaló piso flotante, imposibilitando el acceso a las losas. 234

237 Recomendaciones Dado los datos obtenidos para las fisuras, se puede afirmar que se tratan de fisuras muertas (o inactivas), es decir, se encuentran estables. Son lesiones de carácter leve, no teniendo excesiva incidencia en el comportamiento estructural, aunque pueden afectar a la durabilidad del material. Se hace imposible la determinación de la profundidad de las fisuras por medio de una inspección visual. Siendo necesario para esta tarea el uso de un equipo de ultrasonidos, con el cual se puede verificar la profundidad e inclinación de las fisuras. Ya que la fisuración se encuentra en estado inactivo, se recomienda cualquiera de los siguientes métodos de reparación: Perfilado y sellado (ver capítulo 3.2.2). Este método es de procedimiento rápido y es usado en superficies horizontales, como es el caso de losas. Colocación de mortero como mezcla seca o Drypacking (ver capítulo 3.2.7). Se basa en el uso de mortero de bajo contenido de humedad, además es de aplicación manual, lo que facilita su aplicación. Sobrecapas y tratamientos superficiales (ver capítulo 3.2.8). Este método sólo proporciona un cubrimiento de las fisuras, pero no su reparación. 235

238 5.2.5 Análisis de inspección, Patología Nº 5 Corresponden a las fisuras de los elementos muros y vigas del primer piso, en la recepción del edificio. Con una mayor propensión a localizarse en los muros y vigas del eje 2, y en los muros del eje B. Corresponden a nidos de fisuras, con fisuras de largo variable. Las fisuras son de patrón amplio, cubren una gran área de los elementos antes mencionados y no tienen un trazado uniforme, formando ramificaciones. La longitud y el ancho de las fisuras son variables. Como se puede notar en las fotografías (ver figura 5.10), estas fisuras sólo se forman en las zonas superiores, donde se realiza la junta entre los muros y las vigas. Las fisuras de mayor ancho se localizan en el muro del eje 2, adyacentes al ducto de ventilación (ver figura 5.10), donde se aprecia que las grietas son perpendiculares al vano del ducto. En ninguna de las fisuras se visualizan manchas de corrosión o desprendimiento del recubrimiento de hormigón, por lo que se descarta la existencia de corrosión en las armaduras de los elementos estructurales. 236

239 Figura Fisuras en muros y vigas del primer piso. Fuente. Propia Recomendaciones Para establecer la gravedad de la fisuración se hace precisa la realización de ensayos que determinen las características de las grietas (ver anexo B, Ensayos). Aunque se pueda asegurar, a través de la inspección, que las fisuras se encuentran en estado inactivo, lo que no atenta en la seguridad y funcionalidad del edificio. Se estima que la fisuración es por origen mecánico, dada la posición de las fisuras en el elemento estructural, además, podemos asegurar que las fisuras se deben a esfuerzos de flexión. Se debe aclarar que este tipo de fisuras no necesariamente significa el agotamiento del elemento o la disminución de la capacidad portante de la pieza. 237

240 La fisuración ocurrida no es motivo de alarma, considerando que lo habitual es que los elementos de hormigón se fisuren en estado de servicio. Si bien la estructura no peligra al poseer este tipo de fisuras, se puede decir que si perjudica la edificación desde el punto de vista estético. Al igual que en las fisuras ocurridas en las losas de los pisos 8 y 9, al tratarse de fisuras muertas, se recomienda su tratamiento con algunos de los siguientes métodos de reparación: Perfilado y sellado (ver capítulo 3.2.2). Este método es de procedimiento rápido y es usado en superficies horizontales, como es el caso de losas. Colocación de mortero como mezcla seca o Drypacking (ver capítulo 3.2.7). Se basa en el uso de mortero de bajo contenido de humedad, además es de aplicación manual, lo que facilita su aplicación. Sobrecapas y tratamientos superficiales (ver capítulo 3.2.8). Este método solo proporciona un cubrimiento de las fisuras, pero no su reparación Análisis de inspección, Patología Nº 6 La fisura se localiza en la junta entre el Edificio Magallanes y el edificio de Correos de Chile. La fisuración ocurre en ambos lados del edificio (oriente y poniente), donde existe la unión con el edificio de Correos de Chile. Tiene un trazado vertical, 238

241 alcanzando toda la unión entre los dos edificios, con espesores que en algunos tramos alcanza 1cm. de espesor. En las zonas de mayor espesor se puede apreciar desprendimiento de hormigón. Figura Fisura en la junta entre Edificio Magallanes y Correos de Chile. Fuente. Propia Recomendaciones Según las especificaciones técnicas de la edificación, la junta de dilatación entre los dos edificios es de 2, con la colocación de manguera de caucho de 3 para el sellado de ésta. 239

242 El movimiento del Edificio Magallanes ocasionado por el viento, o tal vez la acción de asentamientos en el terreno, pudo haber provocado la separación de la junta. Si bien la separación de la junta no afecta la capacidad portante del edificio, se recomienda una reparación del defecto, con un fin estético. Existen múltiples métodos que pueden servir con este fin, se invita a la revisión del capítulo 3.4. Reparaciones Superficiales Análisis de inspección, Patología Nº 7 La patología trata del desprendimiento de hormigón presente en el exterior del muro poniente del piso 6, específicamente la oficina 6.3 según los planos respectivos. El defecto se localiza cercano al dintel de la ventana, pudiéndose apreciar desde dentro de la oficina. La figura 5.11 muestra una vista de la patología desde el exterior del edificio. Como se ve en la figura 5.11, existe un alto grado de desprendimiento tanto del revestimiento como del hormigón. 240

243 Figura Vista exterior de la patología. Fuente. Propia Recomendaciones En componentes estructurales que presenta un elevado contenido de humedad, los primeros síntomas de corrosión se evidencian por medio de manchas de óxido en la superficie del hormigón. La corrosión del acero en el Hormigón Armado es uno de los daños más graves que puede sufrir éste, pudiendo afectar la capacidad portante de los elementos estructurales afectados. Esto debido fundamentalmente a la disminución de sección transversal de las armaduras, la pérdida de adherencia entre el acero y el hormigón y a la fisuración de éste. 241

244 Además, como es el caso de la patología estudiada, el progresivo deterioro de las estructuras por corrosión puede provocar desprendimientos de material que pueden comprometer la seguridad de personas. Basta con explorar el exterior del edificio, en el muro poniente, para encontrar restos del material de revestimiento, o incluso como manifestaron algunos usuarios, pedazos de hormigón, seguramente desprendido desde el sexto piso. Para la obtención de mayores antecedentes que ayuden a determinar el origen de la corrosión, se sugiere la aplicación de los siguientes ensayos: Prueba de carbonatación, con el que se determinará la profundidad del frente disminución de ph. Prueba de contenido de cloruros, para determinar la cantidad de cloruros solubles en el hormigón. Velocidad de corrosión, la cual determina la velocidad de pérdida de sección de acero. Se propone la reparación por medios de morteros epóxicos, realizando una reparación superficial (ver capítulo Morteros y hormigones epoxi). Tener en cuenta que se debe cuidar el hormigón una vez reparado utilizando algún tipo de protección superficial. 242

245 El Edificio Magallanes es una edificación con más de 35 años de antigüedad, si a esto sumamos la ausencia de programas de conservación y mantención durante su vida, nos encontramos con un edificio que presenta una serie de patologías en su estructura, aunque ninguna de carácter grave. Durante la aplicación del método de inspección se vislumbraron diferentes tipos de defectos que pueden atacar una estructura de Hormigón Armado, como es en éste caso. Si bien en primera instancia se localizaron varios deterioros, después solo algunos de ellos fueron destino de evaluación, no con el ánimo de reducir la inspección, sino más bien responde al hecho de que ciertas patologías se repetían en diferentes recintos, por lo que se resolvió analizar los defectos más relevantes de todo el edificio. Con la aplicación del método de inspección al edificio Magallanes se logró el objetivo propuesto en un comienzo, confeccionar un registro de las patologías que afectan el edificio, donde se establezcan el tipo, características, observaciones y procesos de las fallas. Así, se establecieron los orígenes de las enfermedades y se sugirieron las reparaciones y ensayos pertinentes para lograr recuperar la funcionalidad de los elementos defectuosos. Después de la inspección realizada y basándose en la investigación presentada, se hace evidente la urgencia de la realización de un programa de conservación y mantención al Edificio Magallanes, donde se pueda restaurar la estructura de las deficiencias que sufre. 243

246 CONCLUSIONES Tras la elaboración del presente trabajo de titulación, podemos argumentar que de los objetivos propuestos se concluye lo siguiente: La investigación efectuada para llevar a cabo la realización de los primeros objetivos de la tesis fue cumplida a cabalidad. Todo el material informativo indagado con relación a las patologías existentes para las edificaciones de Hormigón Armado y en especial las fallas y/o lesiones comunes en la ciudad de Punta Arenas, cumplieron con el propósito de establecer los conocimientos básicos y fundamentales de la problemática a tratar para la confección de una metodología de evaluación. Tras esta investigación, se dejó en claro que el Hormigón Armado puede sufrir diversas clases de lesiones y/o fallas, las que provendrán del actuar del medio ambiente o el de las personas involucradas en el proceso de diseño, confección y mantención de este material. Por medio de la indagación con profesionales del área de la construcción, entre los que se destacan: Ingenieros Constructores, Constructores Civiles y Arquitectos, se establecieron que las patologías más preponderantes en la ciudad de Punta Arenas tienen relación a las humedades, hormigonado en tiempo frío y el viento, siendo estas dos últimas problemáticas, son un inconveniente en el proceso de confección de este material, no así, la humedad que ataca la estructura ya en uso. La ejecución del capítulo II estableció los parámetros iniciales para poder llegar a establecer las características a tener presente en la confección y aplicación de una metodología de registro de datos para posterior su análisis y evaluación. 244

247 Los métodos de reparaciones y protecciones a la estructura de Hormigón Armado investigados en el tercer capítulo de esta tesis cumplieron con su finalidad, la cual era de establecer los conocimientos necesarios para poder tener las herramientas precisas al momento de establecer una recomendación a una patología analizada por medio del seguimiento hecho a modo de aplicación de la metodología creada. Las recomendaciones estipuladas en esta tesis, relacionada a métodos de reparaciones y protecciones, establecieron diferentes tipos de formas para solucionar la problemática ocasionada por una patología en el Hormigón Armado, entre las que se destacaron reparaciones de grietas y fisuras y corrosión de armaduras. Para la confección de la metodología de evaluación se diseñó un método de inspección de patologías de edificación, basado principalmente en el uso de cartillas de registro. Las patologías incluidas en el estudio sólo correspondieron a enfermedades que afectan al Hormigón Armado, por lo que el alcance de este método fue limitado a edificaciones de este material, sin importar la cantidad de pisos, destino de uso, o sistema estructural. Las cartillas de registro de patologías se enfocaron en tres síntomas de deterioros: humedades, fisuras y corrosión de armaduras, para que a través de los datos obtenidos y el recuento fotográfico se logre determinar cuál fue el origen del defecto, considerando que para un síntoma existen diversas causas posibles. La elección de sólo tres síntomas obedece a la determinación de que con estos síntomas se incluye una gran parte de las patologías analizadas. En algunos casos no se pudo establecer el origen de la falla a través de la inspección visual detallada, siendo necesaria la realización de ensayos, por 245

248 lo que se dará la indicación correspondiente sobre que ensayo ejecutar dada las manifestaciones y condiciones de los daños. La metodología confeccionada en esta tesis se diseño para ser aplicada por un profesional del área de la construcción, ya que éste cuenta con el criterio y conocimiento para asegurar un correcto apunte de las cartillas, identificación de la naturaleza de la falla y una apropiada propuesta de reparación. El diseño de las cartillas permitió una inspección simple y expedita, facilitando la labor del evaluador, en el cual se utilizó un lenguaje sencillo, claro y específico. Se debe dejar en claro que la metodología propuesta, si bien está compuesta de una etapa de inspección preliminar, donde se evalúan las condiciones de la edificación de manera inicial y se recopila toda la información y antecedentes del edificio, y otra etapa de inspección visual detallada, cuyo principal objetivo es la obtención de un inventario de defectos para su posterior análisis y diagnóstico, no es definitivo en la evaluación del edificio, por no incluir el uso de ensayos y análisis estructural, los que serán necesarios para lograr comprobar el estado estructural del edificio. Aún así los resultados que entrega la metodología pueden ser utilizados en una inspección que comprenda una evaluación estructural y ensayos, tomando en cuenta el registro que se obtiene, el seguimiento en el tiempo de los defectos y el recuento fotográfico. Aportando información relevante y veraz de las patologías que afectan la estructura. En cuanto a la aplicación de la metodología de inspección en el Edificio Magallanes, se puede concluir lo siguiente: 246

249 De los síntomas estudiados en el edificio, se detectó evolución en dos de ellos: la humedad presente en el muro oriente del piso 11, y la corrosión y desprendimiento de hormigón en el muro exterior del piso 6. Como se puede apreciar en el registro fotográfico, durante las primeras visitas la humedad antes mencionada mostraba manchas despreciables que con el paso del tiempo, ya en las últimas visitas, acusaban manchas de mayor tamaño y levantamiento del revestimiento. En el caso de la corrosión del sexto piso, cuando comenzaron las inspecciones, éste ya se encontraba en un estado avanzado de desprendimiento y corrosión, la que aumentó a medida que transcurría el tiempo. Registrándose un aumento en el área de revestimiento desprendido. La corrosión de la armadura no presentó cambios en la inspección visual, pero se recomienda la realización de los ensayos pertinentes descritos en el Anexo B de la presente tesis, para determinar la velocidad de corrosión. Para los otros síntomas analizados (otras humedades, fisuras) no se detectó progreso alguno en el tiempo. Las fisuras encontradas en la estructura no mostraron modificación a través de las inspecciones, lo que revela su estado inactivo, indicando que no son un riesgo para la capacidad portante de la estructura. El síntoma preponderante en el edificio es la humedad, presentándose en casi todos los pisos, manifestándose en muros, cielos y ventanas, principalmente en los sectores oriente y poniente. Dado que en la edificación nunca se ha realizado un programa de conservación y mantenimiento, muchos de los defectos estudiados tienen varios años de manifestarse. Esto es lamentable si se piensa que muchos de los defectos sólo requieren reparaciones menores, como el caso de las 247

250 humedades y sólo la corrosión que se localiza en el exterior del piso seis necesitará una reparación de mayores características. Con el método de inspección realizado se logró localizar y analizar los síntomas más relevantes dentro de la edificación, los que podrán servir de base a futuros estudios que contemplen la realización de los ensayos faltantes, y así obtener una evaluación más profunda del estado del edificio. Se establece que el edificio podría estar en mejores condiciones con un adecuado mantenimiento, lográndose subsanar las fallas de lo afectan. Ya que sólo se han realizado intervenciones de remodelación obviando las patologías, y sin considerar que mientras más tiempo transcurra mayor será el costo de las reparaciones considerando el progreso de algunos síntomas. Como comentario final, podemos decir que el método de inspección creado para identificar y registrar defectos en el Hormigón Armado para una edificación, contribuirá positivamente a la mantención y reparación de edificios, ya que determina las bases de futuros estudios complementarios los cuales serán determinantes en la apreciación del estado final de la edificación. 248

251 BIBLIOGRAFIA ACI 224.1R-93 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón. Broto C Enciclopedia Broto de Patologías de la Construcción. Links Internacional. Efectos de incendios en estructuras de Hormigón Armado. Disponible en internet: (accesado en: Octubre, 2010). Especificaciones técnicas para la construcción de la obra gruesa y parte de las instalaciones del edificio CORMAG y TELEGRAFOS DE PUNTA ARENAS, Fernández Canovas, M Patología y terapéutica del Hormigón Armado. Madrid: Ed. Dossat. Gevert R Fisuras en Hormigones: Su Caracterización y Reparación. Revista BIT 29: Grupo Polpaico Manual del Constructor. Helene P., Pereira F Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. Sao Paulo: Cyted. Hormigonado en clima frio, disponible en internet: (accesado en: Octubre, 2010). Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón Técnicas de Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado y Albañilerías. 249

252 Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón Especificación Técnica ET : Fisuras No-Estructurales en Muros de Hormigón Armado. Molina M., J. P. Gutiérrez y M. D. García Estrategias para evaluar estructuras de Hormigón Armado con patologías por falta de adherencia. Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Madrid. Muñoz H. A Seminario evaluación y diagnostico de las estructuras en concreto. Bogotá D.C: Asocreto. NCh0148 Of 1968 Cemento Terminología, clasificación y especificaciones generales. NCh0163 Of 1979 Áridos para morteros y hormigones-requisitos generales. NCh 170. Of 1985 Hormigón Requisitos generales. NCh1565 Of 1979 Hormigón- Determinación del índice esclerométrico. Nch 2182 Of Hormigón y mortero Aditivos Clasificación y requisitos. Patologías por acciones sísmicas (1ª parte: estructuras de Hormigón Armado), disponible en internet: (accesado en: Octubre, 2010). Reparación muro con humedad. Disponible en internet: (accesado en: Noviembre, 2010). 250

253 Río Bueno, A Patología, reparación y refuerzo de estructura de Hormigón Armado de edificación. Madrid, España: E.T.S. Arquitectura (UPM). Stuardo K Metodología de evaluación estructural de elementos de hormigón existentes. Memoria Universidad Católica de la Santísima Concepción. Toirac J Patología de la construcción grietas y fisuras en obras de hormigón: origen y prevención. Ciencia y Sociedad 29: Venegas M. y J. Monsalve Estudio de Fallas y Reparaciones del Hormigón Armado. Memoria Universidad Técnica del Estado. Vico A., W. Morris y M. Vázquez Evaluación del avance de la corrosión de refuerzos en estructuras de hormigón. Mar del Plata Argentina: División Corrosión, INTEMA Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata. 251

254 ANEXOS 252

255 ANEXO A CARTILLAS DE REGISTRO DE INSPECCIÓN DE PATOLOGIAS 253

256 A continuación se presentaran las cartillas de registro obtenidas de la inspección de patologías al edificio Magallanes. Estas se identificaran de la siguiente manera: H1: Humedad por condensación. H2: Humedad por infiltración en muro. H3: Humedad en escalera. F1: Fisuración en losas. F2: Fisuración en muros y vigas. F3: Fisuración en junta de hormigonado. C1: Corrosión en armaduras. Estas nomenclaturas identificaran el tipo de patología en las cartillas de aspectos generales de la patología, al comienzo de esta. Las cartillas del tipo H2 y C1, poseen el registro de las cinco inspecciones realizadas en el edificio, por el hecho de presentar una evolución durante su inspección. Las cartillas del tipo H1, H3, F1, F2 y F3 poseen el registro de tan solo una inspección, por el hecho de no existir evolución durante su inspección. 254

257 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: H1 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en la terraza de la edificación, a la cual se tiene acceso desde la oficina 11.1, encontrándose este, al finalizar el recorrido de la azotea. Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Elevación oriente Detalle en corte (sin escala) Descripción: fotografías registradas a las 10:55 255

258 1 TIPO DE HUMEDADES 1.7 Humedad por filtración * 1.8 Humedad en obra ** 1.9 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: Predomina el color verde oscuro, entre manchas verdes claras y otras grises, las cuales se visualiza de forma discontinua. 4 DIMENSIONES Ancho: 20 cm. Alto: 90 cm. 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta primera inspección se observo que la patología se encontraba con coloraciones que claramente presenta la presencia de hongos a simple vista. 256

259 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: H2 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1 y 2. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografía registrada a las 11:07 257

260 1 TIPO DE HUMEDADES 1.10 Humedad por filtración * 1.11 Humedad en obra ** 1.12 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: La poca humedad que se logra ver es de color café claro. El resto de la humedad se ubica entre el revestimiento. 4 DIMENSIONES Ancho: 80 cm Alto: 60 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta primera inspección se nota levemente un área con humedad la cual escurre por sobre el revestimiento de martelina, a su vez existe la presencia de una caída de agua pequeña la cual se logra apreciar en el lado izquierdo de la fotografía. 258

261 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 2 TIPO: H2 Fecha: 21/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1 y 2. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografía registrada a las 11:15 259

262 1 TIPO DE HUMEDADES 1.13 Humedad por filtración * 1.14 Humedad en obra ** 1.15 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: Humedad leve, de color café clara en partes del revest. en donde logra escurrir pequeños cursos de agua. 4 DIMENSIONES Ancho: 95 cm Alto: 65 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta segunda inspección se logra apreciar un pequeño aumento del área que abarca la humedad. El nivel de deterioro de la superficie del muro por causa de la humedad es leve y prácticamente posee las mismas características de la primera inspección. 260

263 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 3 TIPO: H2 Fecha: 04/11/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1 y 2. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografía registrada a las 10:36 261

264 1 TIPO DE HUMEDADES 1.16 Humedad por filtración * 1.17 Humedad en obra ** 1.18 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: Humedad leve, de color café clara en partes del revestimiento en donde logra escurrir pequeños cursos de agua. 4 DIMENSIONES Ancho: 120 cm Alto: 65 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta tercera inspección existe un aumento en el área donde se abarca la humedad. Se logra apreciar un leve aumento en el deterioro del revestimiento dejando en clara evidencia un aumento de la humedad. 262

265 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 4 TIPO: H2 Fecha: 18/11/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1 y 2. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografía registrada a las 10:53 263

266 1 TIPO DE HUMEDADES 1.19 Humedad por filtración * 1.20 Humedad en obra ** 1.21 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: Humedad color café claro en partes del revestimiento en donde logra escurrir pequeños cursos de agua. 4 DIMENSIONES Ancho: 135 cm Alto: 70 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta cuarta inspección se ve reflejado un aumento en área que abarca la humedad. Existe un leve aumento de caída de agua y las que ya se encontraban, aumentaron su distancia de recorrido.la humedad a aumentado el deterioro de forma leve en el revestimiento con relación a la inspección anterior. 264

267 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 5 TIPO: H2 Fecha: 02/12/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 11 de la edificación a un costado de las escaleras de acceso, en el muro del eje A, entre los ejes 1 y 2. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Planta de arquitectura piso 11 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografía registrada a las 11:02 265

268 1 TIPO DE HUMEDADES 1.22 Humedad por filtración * 1.23 Humedad en obra ** 1.24 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 2.4 Alto 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: Humedad color café claro en partes del revestimiento en donde logra escurrir pequeños cursos de agua. 4 DIMENSIONES Ancho: 138 cm Alto: 72 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta quinta inspección se ha notado un aumento en el deterioro del revestimiento con relación a inspecciones anteriores. La humedad claramente va en expansión ya que ha aumentado su área se notan las marcas que han quedado de cursos pequeños de agua. 266

269 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: H3 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro Escalera 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Concentración de humedad 1 UBICACIÓN La patología a inspeccionar se encuentra localizada en el piso 10 de la edificación, en la sector posterior de la escalera. Plano arquitectura piso 10 Detalle en corte (sin escala) 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Descripción: Fotografías registrada a las 11:16 267

270 1 TIPO DE HUMEDADES 1.25 Humedad por filtración * 1.26 Humedad en obra ** 1.27 Humedad por capilaridad 1.4 Humedad por condensación 1.5 Humedad por accidente * Filtración por: Absorción Infiltración Penetración * * Por medio de agua: Retenida o adherida en el exterior de un elemento Retenida en el interior de un elemento Usada para elaborar un semiproducto Necesaria para realizar cierto producto Agua lluvia 2 GRADO DE DAÑO 2.1 Despreciable 2.2 Bajo 2.3 Moderado 3 COLOR DE LA HUMEDAD Descripción de la coloración: La escasa humedad que se logra ver es de color café claro. 2.4 Alto 4 DIMENSIONES Ancho: 12 cm Alto: 90 cm 5 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 6 OBSERVACIONES En esta primera inspección se visualiza una mancha de humedad en la escalera, proveniente del muro del piso 11. Esta humedad produce que la pintura se infle en la parte superior de la fotografía, el agua que escurre por la escalera posee la misma coloración que la de su origen, no presenta cambios. 268

271 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: F1 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Temperatura templada 1 UBICACIÓN La fisuración se encuentra en la losas del piso 8 y 9, entre los ejes A-B, frente a la puerta de entrada de las oficinas. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 8 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:21 269

272 1 DIRECCION DE LAS FISURAS 1.28 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo 1.29 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo 1.30 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga 1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas 1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón 1.6 Otro Distribución aleatoria 2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO Las fisuras se encuentran en la parte superior de la losa. 3 LONGITUD Variable 5 PATRON DE FISURACION 4 ANCHO 1,5 mm 6 DIMENSIONES 5.1 Localizada 5.2 Media 5.3 Amplia 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES No se observan cambios en dimenciones, menos en ancho, se presume como fisura muerta. 270

273 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: F2 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Temperatura templada 1 UBICACIÓN Fisuración en muro y vigas del primer piso, en eje 2, y eje B. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 1 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:38 271

274 1 DIRECCION DE LAS FISURAS 1.31 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo 1.32 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo 1.33 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga 1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas 1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón 2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO Las fisuras se agrupan en la parte superior de los muros, cercana a la junta con las vigas. 3 LONGITUD Variable 5 PATRON DE FISURACION 4 ANCHO Entre 0,05 y 1mm 6 DIMENSIONES 5.1 Localizada 5.2 Media 5.3 Amplia 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES Las fisuras analizadas no presentaron evoluciones durante el periodo de inspección. 272

275 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: F3 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente exterior 1 UBICACIÓN La fisura se localiza en la junta con el Edificio de Correos de Chile. Se produce en ambas juntas, oriente y poniente del edificio. Elevación oriente Detalle en corte (sin escala) 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Descripción: Fotografías registrada a las 11:50 273

276 1 DIRECCION DE LAS FISURAS 1.34 Fisuras paralelas a la dirección del esfuerzo 1.35 Fisuras normales a la dirección del esfuerzo 1.36 Fisuras verticales en el centro de la luz de una viga 1.4 Fisuras horizontales o a 45º en vigas 1.5 Fisuras que rodean la pieza de hormigón 2 POSICION DE LA FISURA CON RESPECTO AL ELEMENTO La fisura se produce en toda la junta entre las edificaciones. 3 LONGITUD Toda la altura de la junta. 5 PATRON DE FISURACION 4 ANCHO Hasta 10 mm. 6 DIMENSIONES 5.1 Localizada 5.2 Media 5.3 Amplia 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES La fisura de la junta no presentó cambios durante la inspección visual. 274

277 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 1 TIPO: C1 Fecha: 07/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente Exterior 1 UBICACIÓN El desprendimiento ocurre en el exterior del muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del vano de la ventana. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 6 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:29 275

278 1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO 1.3 Desprendimiento puntual 1.4 Desprendimiento longitudinal 2 TAMAÑO 35x10 cm. 4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO 3 COLORACIÓN Se observa la coloración propia del hormigón. Aprox. 1,5 cm 5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO Si No Se aprecia una leve disminución de la sección del acero. 6 DESCRIPCION FISURACION No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos. 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES El desprendimiento es tal que se logra distinguir la distribución de las armaduras, apreciándose la armadura principal y los estribos. 276

279 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 2 TIPO: C1 Fecha: 21/10/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente Exterior 1 UBICACIÓN El desprendimiento ocurre en el exterior del muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del vano de la ventana. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 6 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:42 277

280 1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO 1.5 Desprendimiento puntual 1.6 Desprendimiento longitudinal 2 TAMAÑO 35x10 cm. 4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO Aprox. 1,5 cm 3 COLORACIÓN El hormigón presenta manchas de corrosión del acero. 5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO Si No Se aprecia una leve disminución de la sección del acero. 6 DESCRIPCION FISURACION No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos. 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES No se advierte cambios en las dimensiones del desprendimiento, no así con la coloración donde se observa manchas de corrosión. 278

281 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 3 TIPO: C1 Fecha: 04/11/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente Exterior 1 UBICACIÓN El desprendimiento ocurre en el exterior del muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del vano de la ventana. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 6 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:12 279

282 1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO 1.7 Desprendimiento puntual 1.8 Desprendimiento longitudinal 2 TAMAÑO 40x10 cm. 4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO Aprox. 1,5 cm 3 COLORACIÓN El hormigón presenta manchas de corrosión del acero. 5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO Si No Se aprecia una leve disminución de la sección del acero. 6 DESCRIPCION FISURACION No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos. 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES Se observa un mayor desprendimiento por parte del revestimiento del edificio, en el sector del desprendimiento. 280

283 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 4 TIPO: C1 Fecha: 18/11/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente Exterior 1 UBICACIÓN El desprendimiento ocurre en el exterior del muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del vano de la ventana. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 6 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:28 281

284 1 DESPRENDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO 1.9 Desprendimiento puntual 1.10 Desprendimiento longitudinal 2 TAMAÑO 40x15 cm. 4 ANCHO DE RECUBRIMIENTO Aprox. 1,5 cm 3 COLORACIÓN No presenta cambios en la coloración con respecto a la inspección anterior. 5 REDUCCION DE LA SECCION DEL ACERO Si No Se aprecia una leve disminución de la sección del acero. 6 DESCRIPCION FISURACION No se aprecia fisuracion en el elemento o en los elementos contiguos. 7 INTERVENCIONES PREVIAS Si No 8 OBSERVACIONES Se determina según medición que el desprendimiento ha aumentado de área. 282

285 ASPECTOS GENERALES DE LA PATOLOGÍA Inspección N 5 TIPO: C1 Fecha: 02/12/ UBICACION 2 ELEMENTO 3 AMBIENTE DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL Elemento portante Elemento no portante Interior Exterior Otro Muro Viga Pilar Losa Otro 3.1 Humedad ambiental elevada 3.2 Alta temperatura interior 3.3 Inundaciones, condensaciones o goteras 3.4 Zona con concentración de calor 3.5 Otros Ambiente Exterior 1 UBICACIÓN El desprendimiento ocurre en el exterior del muro de la oficina 6.3, eje C. A la altura del vano de la ventana. 2 FOTOGRAFÍA O ESQUEMA Plano arquitectura piso 6 Detalle en corte (sin escala) Descripción: Fotografías registrada a las 11:40 283