1 Reconocimiento de edificios Presenta: Jesús Díez Hernández Director de Rehabilitación Unidad de Construcción
2 INDICE 1. Reconocimiento de la estructura 2. Monitorización de estructuras 3. La Endoscopia 4. La Termografía
3 1. RECONOCIMIENTO DE LA ESTRUCTURA
Reconocimiento de la Estructura QUE HACER ANTE UNA ESTRUCTURA CON DAÑOS? 4
1. TRABAJOS PREVIOS (1) 1. Reconocimiento de la Estructura 5 BUSQUEDA DEL PROYECTO ORIGINAL. Entre los que se incluyen planos de la planta, secciones, alzados, planos de armado, planos de estructura, datos de propiedades mecánicas de los materiales, etc.
1. TRABAJOS PREVIOS (2) 1. Reconocimiento de la Estructura 6 DOCUMENTACIÓN HISTORICA DEL EDIFICIO. Donde a veces se pueden detectar reformas, cambios de uso, reparaciones, etc.
2. TRABAJOS DE CAMPO (1) 1. Reconocimiento de la Estructura 7 INSPECCIÓN VISUAL. Es fundamental realizar una buena inspección previa por técnicos especializados que permita una aproximación previa de la patología presente en la estructura. De esta forma se pueden plantear el conjunto de ensayos a realizar y la posible zona de la toma de muestras. Entre los daños que normalmente se pueden observar están los siguientes: Fisuración (paralelas a las armaduras longitudinales de los elementos, a 45 grados, verticales, en mapa, etc.) existe todo un lenguaje de las fisuras que indican la posible patología que presenta la estructura originada por deformaciones excesivas, estados limites de servicio, ataques químicos al hormigón, etc.
2. TRABAJOS DE CAMPO (2) Deformaciones en la estructura 1. Reconocimiento de la Estructura 8 Desconches Golpes
2. TRABAJOS DE CAMPO (3) Manchas de oxido 1. Reconocimiento de la Estructura Armaduras vistas oxidadas 9
2. TRABAJOS DE CAMPO (4) 1. Reconocimiento de la Estructura Cambio de coloración del hormigón 10 Aluminosis
2. TRABAJOS DE CAMPO (5) Pandeo de armaduras 1. Reconocimiento de la Estructura Disgregación del hormigón 11
2. TRABAJOS DE CAMPO (6) 1. Reconocimiento de la Estructura 12 Intervenciones humanas poco afortunadas.
2. TRABAJOS DE CAMPO (7) 1. Reconocimiento de la Estructura 13 DETERMINACIÓN DE LA GEOMETRÍA de la estructura en el caso de que no se hayan obtenido planos. Y en caso de que se disponga de documentación grafica se deberá realizar comprobaciones para verificar la veracidad de esta documentación. DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS ACTUANTES. Este aspecto es muy importante en el caso de ser necesario llevar a cabo un recálculo de la estructura.
2. TRABAJOS DE CAMPO (8) 1. Reconocimiento de la Estructura 14 REALIZACIÓN DE CATAS. Permite la observación de zonas ocultas de la estructura. El tamaño y la localización de las mismas depende de la información que se quiera obtener. Entre la información que se puede obtener a partir de una cata se puede indicar: El conocimiento del armado, en el caso de ser necesario la realización de un recálculo. Identificación del tipo de armadura existente. En caso de no poder realizar una extracción permite tener una idea consultando normativa de la época de las propiedades del acero. Identificación de la morfología corrosiva de las armaduras, en forma generalizada o por picaduras.
2. TRABAJOS DE CAMPO (9) 1. Reconocimiento de la Estructura 15 Pérdidas de sección de las armaduras Colores de los óxidos El tipo de hormigón, si esta fabricado con arena de playa, el tipo de árido utilizado, etc. Permite la toma de muestras Localización y dimensiones de la cimentación Determinación de los recubrimientos de las armaduras Permite la realización de ensayos como la determinación de la profundidad de carbonatación del hormigón o la profundidad de penetración de los iones CLetc.
2. TRABAJOS DE CAMPO (10) 1. Reconocimiento de la Estructura 16 TOMA DE MUESTRAS. La toma de muestras debe realizarse por personal especializado bajo la supervisión de técnicos expertos en estructuras. En función de la patología presente en la estructura se pueden realizar diferentes ensayos, por lo tanto la toma de muestras se realizará en función de las posibilidades de la toma de muestras y del ensayo a llevar a cabo. Extracción de testigos mediante sonda rotatoria para ensayo de compresión. El diámetro de la sonda si el tamaño de árido lo permite, será habitualmente de 7,5 cm o de menor tamaño. Pero cuidado, que si el testigo es de pequeño diámetro hay que realizar correcciones a los valores que se obtienen.
2. TRABAJOS DE CAMPO (11) 1. Reconocimiento de la Estructura 17 Toma de muestras de Cl, en polvo o mediante la extracción de testigos Trozos de hormigón para ensayos químicos Extracción de barras de armado IMPORTANTE. La reparación de las zonas afectadas por toma de muestras se ha de hacer con microhormigones de gran calidad y suplemento de barras de acero allí donde se extraigan.
2. TRABAJOS DE CAMPO (12) 1. Reconocimiento de la Estructura 18 ENSAYOS EN CAMPO. Existen numerosas técnicas no destructivas que se utilizar para determinar diferentes propiedades del hormigón. En algunos casos el daño que se interfiere a la estructura es muy pequeño. Ultrasonidos. Obtención de datos para correlación y cálculo de resistencia característica del hormigón. UNE 83302 84, UNE 83303 84 y UNE 83304 84, UNE 83 308 86, BS1881. parte 203, ASTM C 597 Medida de intensidad y potencial de corrosión y resistividad del hormigón mediante GEOCOR. Ensayo de tinción mediante fenoftaleína, para la obtención de la profundidad de carbonatación del hormigón. UNE 112 011 94 Esclerómetro. UNE 12504 2 y ASTM Standard C805 Endoscopias. Por ejemplo daños en losas alveolares. Observación de zonas ocultas.
2. TRABAJOS DE CAMPO (13) 1. Reconocimiento de la Estructura 19 Medida de la corrosión: producción de electrones es la responsable del alto potencial negativo de disolución del hierro en un medio agresivo. EQUIPO GECOR8: Mét.Cualitativo Medida del potencial de corrosión Medida de la resistividad del hormigón Mét.Cuantitativo Medida de la intensidad de corrosión (velocidad)
2. TRABAJOS DE CAMPO (14) Georradar. Identificación de armaduras. Muy tedioso Pachometro. Señala la existencia de posibles armaduras, ayuda en la localización de la toma de muestras. FERROSCAN PS 200 S. Sistema de detección portátil para visualizar la posición y el diámetro de las armaduras en el hormigón, así como profundidad del recubrimiento mediante campo magnético. Este sistema consta de escáner, monitor y software. Impacto Eco. Norma ASTM C1383 98 Pull OFF. No hay normativa española. BS 1881. Parte 207.1992 Ensayos organolépticos. Como golpeo de la estructura mediante martillos, olor del hormigón, etc. Profundidad de penetración de cloruros. Ensayo colorimétrico según la norma italiana UNI 79 28 (1978). 1. Reconocimiento de la Estructura 20
3. ENSAYOS DE LABORATORIO (1) 1. Reconocimiento de la Estructura 21 Una vez realizada la toma de muestras se recepcionan en laboratorio y se preparan las mismas para la realización de los ensayos. Entre los ensayos que se llevan a cabo en el laboratorio: PERFIL DE CONCENTRACIÓN DE CLORUROS Muestra CL4 Determinación del contenido de cloruros. Norma UNE 112 010 94. Determinación del contenido de sulfatos en el hormigón. UNE 83.120 Porosimetría y densidad del hormigón. Contenido en cemento del hormigón Cloruros (%) 15,00 14,00 13,00 12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Profundidad de la muestra (cm) CONTENIDO DE CEMENTO 150 kg/cm3 CONTENIDO EN CEMENTO 200 kg/cm3 CONTENIDO EN CEMENTO 250 kg/cm3 CONTENIDO EN CEMENTO 300 Kg/cm3 INSTRUCCION EHE
3. ENSAYOS DE LABORATORIO (2) 1. Reconocimiento de la Estructura 22 Ensayos para la caracterización de la calidad del acero. Según norma UNE EN 10002 1. Análisis DRX Revisión mediante Lupa de grandes aumentos del hormigón para determinación de la posible existencia de arena de playa. Caracterización mecánica del hormigón mediante ensayos de compresión según normas UNE EN 125504 1, UNE EN 12390 Permeabilidad al agua. Según norma UNE 83.310:1999 EX. Estudios petrográficos Muestra Fase mineral Calcita CaCO3 Cuarzo SiO2 Dolomita CaMg(CO3)2 Etringita Ca6Al2(SO4)3(OH)12*2 6H2O Hidrocalumita Ca2Al(OH)7*3H2O Moscovita (K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al) 4O10(OH)2 Portlandita CA(OH)2 Yeso CaSO4*2H2O Cata 2 Cata 1
4. INFORME FINAL 1. Reconocimiento de la Estructura 23 Posteriormente se elaborará un informe final que contenga: Introducción con datos generales de la estructura, el cliente, etc. Trabajos de campo desarrollados, inspección visual, catas, etc. Ensayos de laboratorio Cálculos que se han realizado Documentación gráfica de los trabajos realizados Documentación fotográfica de todas las actividades desarrolladas. Conclusiones y recomendaciones finales En caso de que las capacidades de carga obtenidas no fueran suficientes para los usos previstos, se indicarán las posibles actuaciones de refuerzo de la estructura.
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25 2. MONITORIZACION DE ESTRUCTURAS
2. Monitorización de estructuras 26 INTRODUCCION Entre las técnicas disponibles por parte de los técnicos para un mejor conocimiento de las estructuras se encuentra la instrumentación y monitorización de las mismas. Es una metodología no destructiva que permite con la colocación de una serie de referencias y equipos conocer como se deforman las estructuras en un periodo de tiempo, ya sea mediante instrumentación de lectura in situ o bien de lectura remota. La instrumentación y monitorización permite no sólo detectar fallos en la estructura sino, sobre todo, conocer los movimientos de la misma en tiempo real, así como su evolución temporal. No existe bibliografía técnica especializada para interpretar los resultados obtenidos
La monitorización permite no sólo detectar fallos en la estructura sino, sobre todo, conocer los movimientos de la misma en tiempo real, así como su evolución temporal. 2. Monitorización de estructuras 27 TIPOS DE MONITORIZACION MONITORIZACIÓN MANUAL MONITORIZACIÓN REMOTA QUE SE CONTROLA SENSORES FISUROMETROS (Apertura y cierre de fisuras) CINTAS DE CONVERGENCIA (Separación relativa entre paramentos verticales) CLINOMETROS (Inclinación de paramentos verticales) INCLINOMETROS (Movimientos del Terreno) GALGAS EXTESOMETRICAS Temperatura y humedad TECNOLOGÍAS MONITORIZACIÓN Draw wire Hilo Vibrante Fibra Optica Etc.
MONITORIZACIÓN MANUAL Referencias que se fijan a las zonas de la estructura. Lectura Manual mediante equipos portátiles. En casos de entidad menor o con menos recursos disponibles. Por lo general, intervalos entre medición elevados. 2. Monitorización de estructuras Tilt Meter 28 Testigos de Fisuración Cintas de Convergencia Condiciones ambientales Inclinómetro
2. Monitorización de estructuras 29 RESULTADOS DE MONITORIZACIÓN MANUAL MOVIMIENTO DE LOS TESTIGOS DE FISURACIÓN 0,30 0,20 0,10 0,19 0,15 0,00-0,10-0,20-0,30-0,40-0,50-0,60-0,64-0,70-30 -20-10 0 10 20 30 18/12/2001 26/03/2002 26/06/2002 26/09/2002 DEFLEXION (mm) 0 1 2 3 4 5 6 7 feb-05 mar-05 abr-05 may-05 jun-05 jul-05 ago-05 sep-05 oct-05 nov-05 dic-05 ene-06 feb-06 T-1 T-2 T-3 T-4 T-5 T-6 T-7 T-8 T-9 T-10 T-11 T-12 T-13 T-14 T-15 T-16 T-17 T-18 Diferencia a origen (mm) PROFUNDIDAD (m) TEMPERATURA 25,00 20,00 15,00 10,00 temperatura exterior temperatura interior 5,00 0,00 dic-09 ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 nov-10 Fecha Temperatura ( ºC)
MONITORIZACIÓN REMOTA 2. Monitorización de estructuras Sensores basados en la tecnología de hilo vibrante, sistema que destaca por su estabilidad de medida a largo plazo Referencias que se fijan a las zonas de la estructura Se conectan una unidad de adquisición de datos y a unidad de comunicaciones. Lectura remota de los equipos desde oficina. Mayor flexibilidad y calidad en el proceso de lectura. 30 Fisurómetro Galgas Inclinómetros y Cintas de Convergencia
RESULTADOS DE MONITORIZACIÓN REMOTA IGLESIA DE S. ANDRÉS APOSTOL Medición con clinómetros 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000-0,100-0,200 31 06/02/2006 01/03/2006 25/03/2006 19/04/2006 19/05/2006 12/06/2006 05/07/2006 29/07/2006 22/08/2006 15/09/2006 Inclinación (grados) 09/10/2006 02/11/2006 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 2. Monitorización de estructuras IGLESIA DE S. ANDRÉS APOSTOL Termistores de Cinta de Convergencia FECHA CL001 CL002 CL003 CL004 CL005 06/02/2006 01/03/2006 25/03/2006 19/04/2006 19/05/2006 12/06/2006 05/07/2006 29/07/2006 22/08/2006 15/09/2006 09/10/2006 02/11/2006 FECHA TCV001 TCV002 TCV003 TCV004 TCV005 TCV006 Temperatura (ºC)
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3. LA ENDOSCOPIA Técnica en las labores de inspección visual 33
3. La Endoscopia 34 DEFINICIONES ENDOSCOPIO n. m. 2. Tecnol. Endoscopio industrial, aparato destinado a la observación de cavidades de construcciones o de máquinas. ENDOSCOPIA n. f. 2. Tecnol. Examen del interior de las cavidades de máquinas y de construcciones Concretando, la endoscopia consiste en la observación indirecta del interior de algo, a través de una perforación practicada o existente en ese algo, y que permite inspeccionarlo visualmente. En algunos casos y con equipos más específicos permite igualmente actuar sobre ello, medir, retirar muestras, etc.
3. La Endoscopia 35 La principal ventaja de la endoscopia reside en que permite acceder a puntos no visibles de forma natural y en que proporciona diagnósticos visuales y objetivos en lugar de meras suposiciones. Esto pone al alcance del observador competente un cuadro con el que formarse un juicio rápido y certero. Los endoscopios proporcionan imágenes de áreas no reconocibles a simple vista. Permiten observar cavidades de difícil acceso de forma sencilla y precisa, con un grado de nitidez, fidelidad en la reproducción de los colores y luminosidad que resultan decisivos. Por lo tanto, la endoscopia ofrece excelentes posibilidades para el examen no agresivo concebido como complemento de los métodos de exploración convencionales o como "instrumento de decisión". Los endoscopios son fáciles de manejar y ahorran tiempo y dinero.
3. La Endoscopia 36 Hay dos tipos de endoscopios: los endoscopios rígidos, llamados también boroscopios, y los endoscopios flexibles llamados flexoscopios. ENDOSCOPIOS RIGIDOS EL BOROSCOPIO Dentro de los Boroscopios hay también dos tipos: de lentes o de fibras ópticas. En los endoscopios rígidos de lentes, el objetivo transmite las imágenes al ocular, a través del cual el observador efectúa el examen visual.
3. La Endoscopia 37 ENDOSCOPIOS FLEXIBLES EL FLEXOSCOPIO Cuando el acceso al espacio a examinar es sinuoso, se utilizan endoscopios flexibles, los "flexoscopios". Endoscopio flexible de fibras ópticas Igual que en los endoscopios rígidos, también aquí es necesario que el objetivo transmita las imágenes al ocular, a través del cual el observador efectúa el examen visual. Inflexiones de la sección distal orientable de un endoscopio flexible (fibroscopio) Entre ambos extremos se instala un "tubo", que ha de ser flexible para poder acceder al área de estudio y que al mismo tiempo sirva para transmitir la imagen. Como es lógico, dentro de este tubo flexible no puede instalarse un sistema de lentes. Por eso se utiliza un principio óptico distinto para la transmisión de imágenes. El "tubo" contiene un sistema de transmisión de imágenes mediante delgadas fibras de vidrio. A través de éstas se transmite la imagen del objetivo al ocular. Dependiendo del tipo de fibras empleado, el haz de fibras, también denominado "haz transmisor de imágenes", puede constar de más de 100.000 fibras individuales. El diámetro de cada fibra es muy inferior al de un cabello humano.
3. La Endoscopia 38 EJEMPLOS PRACTICOS Inspección en viviendas con estructura de madera A través de pequeños orificios en falso techo y en tarima, se accede a los elementos estructurales de madera y a ver sus apoyos en los muros de carga.
3. La Endoscopia 39 Inspección del interior de muros en edificios históricos. Endoscopia realizada en perforación del Testigo T1 donde se aprecia el relleno entre dos hojas del muro. Endoscopia realizada en perforación del Testigo T2 en el forjado del coro, donde se distingue el mortero con fragmentos cerámicos. Endoscopia realizada en perforación del Testigo T3, donde se observa el relleno entre diferentes hojas del muro.
Inspección de interiores de elementos estructurales: 3. La Endoscopia 4 0 Armaduras que conectan ambas paredes. Parte intermedia de armaduras que une ambas paredes. Parte inicial de armadura que une ambas paredes (desde pared exterior). Parte final de armadura que une ambas paredes (pared interior). Se observa que al llegar a la pared interior, la armadura se arquea.
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42 4. LA TERMOGRAFIA La Termografía infrarroja es una técnica que permite ver la temperatura de una superficie con precisión sin tener que tener ningún contacto con ella.
4. La Termografía 43 Se convierten las mediciones de la radiación infrarroja en mediciones de temperatura, esto es posible midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas con las cuales la cámara genera una imagen de un espectro de colores. Cada uno de los colores, según una escala, significa una temperatura distinta, de manera que la temperatura medida más elevada aparece en color blanco.
4. La Termografía La termografía es un método adecuado y rápido para revelar posibles defectos de construcción. 44 La termografía visualiza instantáneamente pérdidas térmicas, humedades y fugas de aire que ocurren en los edificios por medio de imágenes a color. APLICACIONES Prevención anticipada de enmohecimientos
4. La Termografía 45 APLICACIONES Visualización de perdidas energéticas
APLICACIONES 4. La Termografía 46 Sala a presión normal Detección de fugas de aire Sala a baja presión
4. La Termografía 47
48 FIN GRACIAS POR VUESTRA ATENCION jesus.diez@tecnalia.com