Aspectos Peritaje de Patologia(1)

XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción

ASPECTOS FUNDAMENTALES DE UN PERITAJE ESTRUCTURAL

David Pérez Navarrete

Tutor: Dr. José Pedro Gutiérrez Jiménez

INSTITUTO EDUARDO TORROJA DE LAS CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS

MADRID. ESPAÑA. JUNIO DE 2001

CONTENIDO INTRODUCCIÓN............................................................................................................... 1 CAPITULO 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

1.6

DEFINICIÓN DE FALLA ESTRUCTURAL................................................................................................3 TERMINOLOGÍA BÁSICA ........................................................................................................................3 IMPORTANCIA DE LA PÁTOLOGIA........................................................................................................4 HERRAMIENTAS BÁSICAS PARA REALIZAR UN ESTUDIO FORMAL.................................................4 1.4.1 El Método científico ....................................................................................................................5 ORÍGENES DE LA FALLA .......................................................................................................................6 1.5.1 Etapa de diseño..........................................................................................................................6 1.5.2 Etapa de ejecución .....................................................................................................................6 1.5.3 Etapa de operación ....................................................................................................................7 CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS ESTRUCTURALES ......................................................................7

CAPITULO 2 2.1 2.2 2.3

SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO ...............................13

DIAGRAMA DE FLUJO ..........................................................................................................................13 DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE FLUJO ........................................................................................18

CAPÍTULO 4 4.1 4.2 4.3

PRIMERAS DESICIONES ........................................................................ 9

DETECCIÓN DE LAS FALLAS ESTRUCTURALES ................................................................................9 DESICIONES INICIALES .........................................................................................................................9 2.2.1 Primeras actividades y algunas recomendaciones...................................................................10 DIMENSIONAMIENTO DE LA AMPLITUD DEL ESTUDIO ....................................................................11

CAPITULO 3 3.1 3.2

CONCEPTOS BÁSICOS ......................................................................... 3

INFORME ESCRITO ..............................................................................23

APARTADOS DEL INFORME ESCRITO ...............................................................................................23 CARACTERÍSTICAS DE LOS INFORMES ............................................................................................24 EJEMPLO DE UN ESTUDIO ..................................................................................................................25

CONCLUSIONES.............................................................................................................29 REFERENCIAS ..............................................................................................................31 ANEXO A

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..............................................................................................................33

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CONTENIDO

LISTA DE FIGURAS Figura 4.1 Figura 5.1 Figura 5.2 Figura 5.3

– – – –

Diagrama de flujo propuesto ..................................................................................................... 14 Planta y alzado de una cubierta, sin escala................................................................................ 26 Mecanismo de colapso de la cubierta........................................................................................ 27 Configuración del armado en la línea del parteaguas................................................................ 28

LISTA DE TABLAS Tabla 1 – Ayuda No 1 ................................................................................................................................... 15 Tabla 2 – Ayuda No 2 ................................................................................................................................... 16 Tabla 3 – Ayuda No 3 ................................................................................................................................... 17

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INTRODUCCIÓN En el área de la ingeniería civil es muy frecuente encontrar anomalías durante la construcción y funcionamiento de alguna obra civil. Esta anomalía, irregularidad, deterioro o cambio brusco en la configuración inicial que haya sufrido una construcción (edificio, armadura, casa, nave industrial o cualquier otro tipo de obra civil), la denominaremos por ahora y hasta no profundizar en su estudio, como “Falla Estructural”. Para dar una idea general de lo que es un peritaje estructural, éste se puede resumir como el conjunto de actividades que tratan de establecer las causas y formas más creíbles del desarrollo de las fallas estructurales y a partir de ésto, establecer y ejecutar diversas actividades, criterios, conceptos, etc., para remediar las consecuencias originadas por la falla. Uno de los principales objetivos de este trabajo es dar a conocer la gran cantidad de detalles que se deben de cuidar al elaborar un peritaje estructural, así como conocer los pasos que se deben de seguir, el orden de su realización y la importancia del sustento teórico en un peritaje. La presencia de fallas en la ingeniería civil data de hace miles de años, seguramente desde las primeras obras hechas por el hombre y antes de que se pudiera definir una rama especializada para el estudio de éstas. Es muy frecuente encontrar una infinidad de estas fallas que por ser de muy poco impacto visual o estructural no se les desarrolla y profundiza en su estudio. Además, uno de los mayores inconvenientes que existen para el desarrollo de este tipo de actividad (elaboración de peritajes estructurales) es la muy escasa información y la poca bibliografía que existe para el ejercicio de la misma, así como la acentuada escasez de expertos estructurales debidamente capacitados para efectuar los peritajes. El presente trabajo se refiere en el capítulo 1 a los conceptos básicos y las herramientas que se necesitan para realizar un estudio detallado sobre una falla estructural. Para profundizar en las aspectos fundamentales, se debe de partir necesariamente de la forma inicial con la que se aborda la falla ya que de ésto dependerá el dimensionamiento del estudio a realizar; por lo tanto en el capítulo 2 se hace una discusión bastante completa de las primeras actividades a realizar por el perito al iniciar el estudio de la falla. Finalmente se discute en este mismo capítulo el dimensionamiento del estudio a realizar. En el capítulo 3 se presenta el diagrama de flujo elaborado expresamente para ser utilizado en forma directa en un peritaje, también se describe detalladamente y se discuten las distintas rutas u opciones durante el recorrido del diagrama en función de los requerimientos del solicitante del peritaje. Finalmente, en el capítulo 4 se muestra un peritaje como ejemplo. El enfoque adoptado para la realización del presente trabajo es el de profundizar en las “bases fundamentales” en vez de describir, estudiar y analizar diversos ejemplos de fallas estructurales reales ocurridas, lo cual se ha hecho en otros trabajos precedentes y se podrá hacer en el futuro. Sin embargo, en este trabajo se describe y estudia una falla real para dar a conocer e interesar a los lectores en el tema, con el fin de aumentar la atención a esta rama de la ingeniería que no es tratada comúnmente entre los profesionistas relacionados con la industria de la construcción y a aumentar la poca bibliografía existente sobre el tema.

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CAPITULO 1 CONCEPTOS BÁSICOS

1.1

DEFINICIÓN DE FALLA ESTRUCTURAL

El significado de la frase “falla estructural” puede ser asociado a infinidad de significados distintos, entre los que podremos establecer los siguientes (Baeza y Gómez, 1994): 9 9 9 9 9 9 9

Desprendimiento o aplastamiento de los recubrimientos en cualquier parte de la estructura Pandeos en cualquier componente de una estructura Fisuras en elementos estructurales hechos con materiales frágiles Disminución de las dimensiones originales por efectos de corrosión Desplazamientos excesivos en cualquier componente de un sistema estructural Cualquier defecto en un sistema estructural, aunque no afecte directamente la estabilidad, resistencia, comportamiento, o inclusive que su apariencia no sea alarmante pero sí observable a simple vista Otros

Para obtener una adecuada definición de “falla estructural” se deberá recurrir a la definición previa de disfuncionalidad, o sea, el mal funcionamiento de la estructura o de cualquiera de sus componentes. Esto se establecerá a partir de ciertas evidencias, tales como: fisuras, desplomes, desprendimientos, etc. Sin embargo, puede suceder que aún existiendo alguna o varias de estas evidencias, no se trate de un mal funcionamiento estructural sino de un “defecto constructivo”. Defecto constructivo se entiende como aquella evidencia debida a una mala práctica constructiva que no afecta el comportamiento de la estructura. Algunos ejemplos de defectos constructivos comunes que no son considerados fallas estructurales son: desplomes, deflexiones excesivas aparentes inducidas por la mala alineación de la cimbra, desprendimientos de recubrimientos por mala adherencia, etc. Para establecer plenamente si se trata de una falla estructural o de un defecto constructivo, un experto deberá realizar un estudio profundo, que mediante la aplicación de una metodología compleja decidirá si se trata o no de una falla estructural. Ante la necesidad de llamar de cierta forma a las evidencias iniciales hasta que sean calificadas como fallas estructurales por un experto estructural se propone la utilización del término “falla estructural aparente”, a las evidencias iniciales y solamente llamaremos “falla estructural” a aquellas que después de efectuar un estudio adecuado dejen de ser aparentes y se conviertan en fallas estructurales reales. Por lo tanto, falla estructural se definirá como aquel fenómeno que siendo observable, haya sido generado por un mal o inadecuado funcionamiento de un elemento o sistema estructural; en tanto, defecto constructivo es aquella “falla estructural aparente” que no afecta los niveles de seguridad estructural o que no haya sido inducido por un mal funcionamiento de la estructura. En general, el nombre de “falla estructural aparente” será asociado inicialmente a cualquier problema por insignificante que sea éste y podrá justificar o no un estudio detallado de la zona dañada.

1.2

TERMINOLOGÍA BÁSICA

A continuación se definen algunos de los términos más importantes utilizados cuando se habla de patología en las estructuras (Calavera, 1996). 9 9 9

Defecto. Es una situación en la que uno o más elementos de una construcción no cumplen la función para la que han sido previstos. Fallo. Es la finalización de la capacidad de un elemento para desempeñar la función requerida o para la que fue diseñado. Anomalía. Una indicación de un posible fallo.

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CAPÍTULO 1

9 9

1.3

Rehabilitación. Dotar a los elementos de obras dañadas la capacidad que tenían antes de producirse el daño. Refuerzo. Es el incremento de la capacidad que un elemento no dañado tienen para cumplir su función, hasta niveles más altos de dicha capacidad.

IMPORTANCIA DE LA PÁTOLOGIA

Estamos viviendo una época en la que se ha realizado un gran esfuerzo por mejorar la calidad de la construcción, pero esto no resta para que a la vez no exista una importante inquietud ante el comportamiento que van a tener nuestras construcciones en el futuro (Fernández, 1994). No hay que ser pesimista para saber que muchas de nuestras obras de hoy van a presentar problemas dentro de algunos años; es más, muchas empresas con visión de futuro están creando sus departamentos dedicados a patología con el objeto de buscar soluciones a estos problemas. Es cierto que todos somos consientes de que la calidad es imprescindible y rentable, a corto y largo plazo, y no sólo desde el punto de vista económico, al evitar gastos de reparación y refuerzo de las obras, sino también desde el punto de vista de prestigio con vistas a ganar mercados en un campo donde la competencia es cada vez mayor, pero, también es verdad que si bien se ha avanzado mucho en calidad, la patología, inversa de la misma, no se ha reducido en igual cuantía. Realmente, las lesiones en las estructuras son fenómenos tan viejos como los propios edificios de los que forman parte. En Mesopotamía, hace cuatro mil años, el Código de Hammurabí señalaba ya cinco reglas para prevenir defectos en los edificios, siendo, por tanto, el primer tratado que se dictó sobre patología en la construcción. Las cinco reglas básicas a que se refiere el citado código, por lo drástico de su contenido, es posible que tuviesen en aquella época una gran repercusión en la calidad de la construcción. Estas reglas eran: 1.- Si un constructor hace una casa para un hombre y no la hace firme y su colapso causa la muerte del dueño de la casa, el constructor deberá morir. 2.- Si causa la muerte del hijo del dueño de la casa, el hijo del constructor deberá morir. 3.- Si causa muerte de un esclavo del propietario de la casa, el constructor deberá dar al propietario un esclavo por igual valor. 4.- Si la propiedad fuese destruida, él deberá restaurar lo que fue destruido por su propia cuenta. 5.- Si un constructor hace una casa para un hombre y no la hace de acuerdo con sus especificaciones y una pared se cae, el constructor reconstruirá la pared por su cuenta. Es realmente difícil conocer la situación actual del problema patológico estructural debido a que, así como los éxitos siempre se lanzan a los cuatro vientos, los fracasos se arropan, se guardan y se procura evitar su transcendencia. Ocurre con frecuencia que a muchos de los defectos que presentan las estructuras se les da poca importancia y, por tanto, no llegan a formar parte de las estadísticas debido a que el propio constructor las corrige, las cubre o las encubre. Todo esto hace que muchos de los defectos o lesiones estructurales que conocemos con detalle sean aquellos que por su magnitud es imposible disimularlos o, aquéllos otros que han dado lugar a intervenciones de tipo legal. De estos defectos, más o menos importantes espectaculares, son de los que, en general, se ocupan las revistas o los libros especializados pero, de los demás, de los que no pueden dar lugar a una catástrofe inmediata y son lesiones graves y progresivas que terminaran arruinando a la estructura, de ésos casos no se ocupan las publicaciones, no se les da publicidad y es el usuario del edificio o de la construcción el que ha de soportarlos. 1.4

HERRAMIENTAS BÁSICAS PARA REALIZAR UN ESTUDIO FORMAL

Las herramientas necesarias para elaborar un peritaje estructural son las técnicas o instrumentos con los que cuenta el experto estructural para poder inferir y establecer tanto las causas de las fallas como las condiciones que la indujeron, así como establecer el comportamiento de una estructura antes de la falla y durante su 4

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CONCEPTOS BÁSICOS

ocurrencia, todo esto como parte del proceso de ejecución de un estudio estructural. Sin embargo, el proceso de ejecución de un estudio estructural no es simple, excepto en algunos casos, y se requiere de un conjunto de herramientas que serán descritas y discutidas a continuación. Estas herramientas se pueden clasificar en tres tipos y deben utilizarse selectivamente dependiendo de la importancia del estudio o peritaje que se desee realizar. Las herramientas se presentan a continuación: a) Herramientas físicas. Son el grupo de herramientas con las que se pueden obtener datos palpables tales como dimensiones, propiedades de los materiales, características mecánicas, comportamientos de los elementos estructurales, propiedades químicas, etc. Estos instrumentos o aparatos pueden variar de muy simples y sencillos hasta extremadamente complejos y sofisticados como por ejemplo: martillo, flexómetro, desatornillador, acelerógrafos, testigos de materiales frágiles, fisurómetros, vernier, etc. b) Herramientas del conocimiento. Son aquellas que provienen del conocimiento técnico y la aplicación de experiencias propias o ajenas. Aunque no son tan palpables como las puramente físicas, la mayoría de las veces son indispensables para la ejecución del estudio. Estas herramientas del conocimiento se adquieren estudiando y dominando distintas disciplinas relacionadas con la cuestión estructural tales como: métodos numéricos, métodos de diseño, diversas teorías, lo que aportan y publicaciones técnicas actualizadas, etc. c)

Herramientas de investigación. Estas herramientas son las más difíciles de manejar, ya que para utilizarlas no solamente es necesario aplicar las herramientas del primer y segundo nivel sino que además se debe contar con un entrenamiento muy especializado que nos permita generar una secuencia de pensamientos organizados; es decir, aquí entra la aplicación del método científico, la argumentación, la secuencia lógica, y aun el sentido común. La importancia de estas herramientas radica en que no es suficiente poseer el conocimiento técnico especializado sobre la cuestión estructural para establecer las causas y condiciones que generaron una falla estructural, sino que es indispensable la aplicación del método científico para lograrlo.

Aunque los tres tipos de herramientas poseen una cierta jerarquización entre sí, la cual depende básicamente del grado de dificultad para obtener su dominio completo, es necesario señalar que cada uno de los tres tipos de herramientas posee la misma importancia para la elaboración de un peritaje estructural. Esto último se menciona explícitamente por la gran importancia que reviste, ya que no es posible ejecutar un peritaje de corte puramente teórico sin tener un sustento experimental para la verificación de hipótesis o en contra posición tampoco es posible la ejecución de un peritaje puramente empírico, basado en mediciones físicas y experimentales, sin haberse basado en teorías plenamente aceptadas y reconocidas que serán analizadas y sintetizadas utilizando las herramientas del tercer nivel. 1.4.1

El Método científico

El Método Científico juega uno de los papeles más importantes, tal vez él más importante, durante el desarrollo del estudio de la falla, ya que con su ayuda se analiza y procesa toda la información obtenida a lo largo de un proceso complejo conocido con el nombre de peritaje estructural. Es necesario definir qué es el método científico: Científico proviene de “ciencia”, la cual se define como el conocimiento cierto de las cosas por sus principios y causas; o también, es el conjunto sistematizado de diversos conocimientos que constituyen un ramo del saber humano. Método, por otro lado, lo podemos definir como un modo ordenado de proceder para alcanzar un fin determinado, para lo cual decimos que si se persigue realizar un trabajo científico al realizar un peritaje, se necesitará aplicar el método científico. Podemos decir de una manera muy simplificada que el método científico aplicado al estudio de la falla estructural consta de los siguientes pasos principales: 1) Delimitar y simplificar el objeto de la investigación o problema planteado 2) Plantear las hipótesis de trabajo 3) Modelar teóricamente el problema utilizando teorías y modelos analíticos plenamente reconocidos

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CAPÍTULO 1

4) Obtener en el laboratorio resultados experimentales a partir del ensaye de muestras de materiales obtenidas de la obra que se estudia 5) Comparar y analizar los resultados experimentales con los teóricos 6) Obtener conclusiones, estableciendo las causas que originaron la falla estructural 7) Elaborar un informe escrito en forma congruente y lógica en todas sus partes 8) Proponer, eventualmente, soluciones al problema planteado que eviten la reincidencia de las causas establecidas al aplicar el método científico La importancia del Método Científico radica, como se ha mencionado en la definición anterior, en que es una secuencia ordenada de pasos definidos que se deberán realizar durante el estudio de algo desconocido para poder afirmar con cierta precisión las causas, condiciones y los mecanismos que desembocaron en la aparición de la falla estructural. Durante la aplicación del método científico se pueden presentar infinidad de formas de pensamiento, las cuales deben de ser lógicas y verificables con el fin de obtener realidades y no conclusiones ficticias. Es conveniente en este punto, definir la principal diferencia entre un experto estructural formal (un experto estructural científico) y un perito común, ésta diferencia se puede definir explícitamente entre conocer y aplicar efectivamente el método científico y desconocer éste. Un verdadero experto en la elaboración de peritajes sabrá conocer sus posibilidades así como sus limitaciones y aun así tratará de desarrollar un verdadero estudio de investigación que lo lleve a las causas verdaderas y no a la obtención de conclusiones subjetivas que en la mayoría de los casos es posible rebatir lógicamente mediante un análisis minucioso. La principal característica de los resultados obtenidos de un peritaje formal hecho con la ayuda del Método Científico es la verificación de los mismos.

1.5

ORÍGENES DE LA FALLA

Para toda obra civil que haya pasado por el proceso de diseño estructural, siempre se tendrán tres distintas etapas que son: etapa de proyecto, etapa de ejecución y etapa de servicio. En la primera etapa, conocida también como etapa de proyecto estructural, la estructura todavía no existe materialmente. Sin embargo, esta etapa es de gran importancia porque la estructura es idealizada con sus características futuras. En la segunda etapa, la constructiva, se materializa el proyecto definido en la primera etapa y finalmente, en la última etapa, la de servicio, la obra es puesta en operación o funcionamiento. Pueden existir entonces, infinidad de posibles orígenes de fallas estructurales en cualquiera de las tres etapas anteriormente descritas, lo cual se discutirá a continuación. 1.5.1

Etapa de diseño

En esta etapa, dependiendo de la calidad del proyecto o proceso de diseño llevado a cabo, existe la posibilidad de que se produzca una gran cantidad de posibles orígenes de fallas producto de una innumerable lista de causas como: falta del conocimiento de los reglamentos de construcción, modelado inadecuado o insuficiente, deficiente análisis de acciones, errores numéricos, escasas especificaciones en los planos con fines constructivos, así como la elección de procesos constructivos inadecuados, entre otras más. Existen obras de construcción en las que por increíble que parezca, esta primera etapa no es realizada y, sin embargo, no presentan ningún tipo de problema en contraste con las que si se realizó. A las obras que no tuvieron un proceso de diseño estructural o se realizó de manera deficiente, se les conoce como obras artesanales, en tanto que en las obras en las que sí se realizó el proceso de diseño estructural, se les conoce como obras ingenieriles. En los países de grandes problemas económicos, existe un elevado porcentaje de obras artesanales, en tanto que en países muy industrializados el porcentaje de obras artesanales es mínimo. 1.5.2

Etapa de ejecución

La etapa de ejecución es la materialización de la etapa de diseño. Muchas de las fallas que en esta etapa se presentan, son inducidas por la poca información aportada por la etapa de diseño, la insuficiente supervisión de 6

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CONCEPTOS BÁSICOS

obra que se presenta en muchos casos como consecuencia de la situación económica de un país, la poca calidad de los materiales que se adquieren al tratar de abaratar los costos al máximo e inclusive se pueden tener fallas inducidas por la mala calidad de la mano de obra. Otros problemas que frecuentemente se presentan en la construcción son el empleo de procedimientos constructivos inadecuados, la mala interpretación de la información emanada del proyecto estructural como consecuencia de la poca o nula relación entre el diseñador o calculista y el constructor. 1.5.3

Etapa de operación

Las dos etapas anteriormente tratadas para una obra civil, son por lo general de muy poca duración si se les compara con la tercera etapa que es la operación o funcionamiento de la obra; aunque existen obras que solo duran en operación muy poco tiempo, principalmente por la presencia de acciones no consideradas durante la etapa de proyecto, lo normal es que las obras civiles tengan una larga vida útil, normalmente de varias décadas. En países muy desarrollados, con una fuerte cultura hacia los seguros, el concepto de vida útil de un edificio es una cosa bien definida, procediéndose a la demolición del edificio al vencerse el plazo de vida útil establecido en la póliza del seguro. Además, una grave deficiencia que tienen los países subdesarrollados es la baja cultura hacia las labores de mantenimiento que debe dársele a los edificios y en general, en cualquier obra civil el mantenimiento de la estructura ocupa el último lugar en las prioridades asignadas respecto al mantenimiento de otros sistemas tales como el mecánico, el eléctrico, etc. El mantenimiento que se aplica a la estructura es de gran importancia para prevenir las fallas más comunes como corrosión y deterioro de los elementos expuestos a agentes agresivos. Una gran parte de los defectos o fallas que se presentan en edificios u obras civiles son causadas por el inadecuado funcionamiento al que es sometido, ya que en muchos casos el edificio, estructura o elemento estructural es diseñado para resistir condiciones muy diferentes a las que realmente esta sujeto. También, en esta última etapa es posible que se manifiesten fallas estructurales que tuvieron su origen en la etapa de proyecto o en la etapa de ejecución y, aun más, es posible que la combinación de alguna causa originada en la primera etapa con otra causa originada en la segunda etapa, conduzcan a alguna falla estructural durante la tercera etapa; tal sería el caso de una sección transversal de un elemento sometido a flexión concebido en el proceso de diseño con muy escasas dimensiones en su sección transversal y que durante su construcción se le reduzca aún más su sección transversal, y que, finalmente, fallará al recibir una carga que la deje sin reservas de resistencia. Se podrían citar muchos ejemplos reales de ésta situación.

1.6

CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS ESTRUCTURALES

Las consecuencias que traen consigo las fallas estructurales las clasificaremos en tres categorías como se muestra a continuación: a)

Consecuencias inmediatas. Son las que suceden instantáneamente al ocurrir la falla en las edificaciones, tales como: – Lesiones a usuarios o al personal constructor del edificio – Pérdidas económicas para los propietarios o arrendadores del edificio u obra – Suspensión de los trabajos de construcción – Bajas en los niveles de seguridad reales de la estructura – Vibraciones o deflexiones excesivas en losas, rampas u otros elementos – Fisuras que afecten psicológicamente a los usuarios – Sentimiento de inseguridad en los usuarios del edificio por la rehabilitación o reparación del mismo – Ruptura de cristales, muros divisorios o instalaciones por excesivos desplazamientos – Etc.

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CAPÍTULO 1

b)

Consecuencias a largo plazo. Son aquellas que no se aprecian al momento de ocurrir la falla y aparecen o se distinguen después de cierto tiempo transcurrido después de la falla, tales como: – Disminución del costo del edificio – Disminución de ventas en un edificio con fines comerciales – Asociación mental del edificio con tragedia o accidente – Cancelación de pólizas de seguros – Disminución de la vida útil del edificio. – Reducción de niveles de seguridad estructural del edificio – Aumento de la posibilidad de otras fallas estructurales – Etc

c)

Daños Indirectos. Son los daños que una estructura puede causar a otra independiente, como consecuencia de derrumbes, excavaciones, etc. Esta influencia que se efectúa entre estructuras o edificaciones cercanas puede ser en pequeño grado o en grado muy grande. En el caso de explosiones, es muy posible que las ondas expansivas generadas afecten a estructuras relativamente lejanas del lugar de la explosión.

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CAPITULO 2 PRIMERAS DESICIONES

2.1

DETECCIÓN DE LAS FALLAS ESTRUCTURALES

La detección de fallas estructurales no es trabajo de una sola persona en especial y, por lo general, son detectadas de un modo accidental. Las primeras personas en darse cuenta de la ocurrencia de algún problema estructural son los propios usuarios de las edificaciones o construcciones, si éstas se presentan durante la fase de servicio u operación, y casi nunca al principio le prestan la importancia requerida debido a que ellos emiten su propia justificación al problema o piden la opinión de personas conocidas sin acudir a una persona especializada. Solamente acuden a una persona especializada cuando su vida se ve en situación de peligro; un ejemplo sería el caso de la aparición de una flecha excesiva en alguna viga o la aparición de fisuras de gran magnitud en muros y losas por mencionar algunas. Como se ha mencionado anteriormente, las fallas no solamente se presentan durante la etapa de servicio sino que es muy común que ocurran durante el proceso constructivo; las personas que detectan las fallas son los propios albañiles o residentes de la obra, los cuales casi siempre tenderán a repararla de una manera inadecuada por temor a ser señalados como responsables. Por lo que, la falla no es reportada y estudiada con detalle. Muchas de las fallas que se presentan en esta etapa son consecuencia directa del proyecto de diseño, pero en muchos casos son consecuencias de un procedimiento constructivo inadecuado o inclusive por la combinación de causas pertenecientes a ambas etapas como se ha señalado. La detección inicial de la falla es un evento o conjunto de eventos que pueden tener gran influencia en el tratamiento futuro que se le dará a la falla estructural. Si el fenómeno que causa la falla es de naturaleza progresiva existirá el peligro de que la falla incremente rápidamente su gravedad y su peligrosidad poniendo en peligro la integridad física de los usuarios; en este caso, la prontitud con que se atienda a la falla será de gran importancia. Existen otros casos de fallas, las de tipo súbito, en las que no existe la posibilidad de que la falla sea detectada hasta que una parte o toda la estructura se colapsa repentinamente. En ciertos casos, como las fisuras de elementos de concreto armado expuestas a ambientes agresivos, la demora en la reparación de las fisuras conducirá a la aparición de corrosión en el acero de refuerzo, agravándose mucho más la falla estructural. En cualquier caso, la pronta atención de la falla estructural, por expertos debidamente entrenados y calificados propiciará una adecuada restauración de los niveles de seguridad estructural originales en la estructura o en parte de ella. La detección de ciertas fallas no siempre es tarea fácil dado que muchas de las fallas no se presentan de un modo simple, en forma de fisuras o deflexiones excesivas, sino que se presentan de manera compleja en el comportamiento general de una estructura. Una vez que cualquier persona ha detectado la falla, lo deseable es llamar a la brevedad posible, a una persona especializada en fallas estructurales con el fin de que ésta realice un estudio y exprese su opinión acerca de la naturaleza así como de la gravedad de la falla. A esta persona se le conocerá con el nombre de perito estructural, quien con base en su experiencia y conocimientos especializados sobre fallas estructurales, así como con la ayuda de la metodología para el estudio de la falla, propondrá los métodos más adecuados para efectuar las reparaciones.

2.2

DESICIONES INICIALES

Cuando ocurre una falla estructural se presentan una serie de actividades y decisiones que tendrán una importancia especial en el desarrollo y resultado final del peritaje; por lo que es de gran importancia el tratamiento que se le otorgue a los primeros pasos del estudio de la falla. DAVID PÉREZ NAVARRETE CEMCO 2001

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CAPÍTULO 2

Hay que cuidar, con la mayor importancia posible, al tiempo que transcurre entre el momento de ocurrencia de la falla y la presencia del experto estructural en el lugar del suceso, mientras menor sea este lapso disminuyen grandemente las posibilidades de pérdida de evidencias y viceversa; además se podrá apreciar con mayor intensidad la magnitud de la falla, así como los rasgos más importantes en su forma menos alterada. Es de gran importancia el recabar, lo más rápido posible, la mayor cantidad de información relativa a la falla, inclusive la proveniente de testigos oculares, acerca de sus observaciones, los efectos detectados con anterioridad. Esta información será de gran utilidad tanto para rastrear y establecer los orígenes de la falla como para dimensionar el estudio a realizar. Podemos decir que de la seriedad y meticulosidad con que se realice el tratamiento primario de la falla, dependerá la rapidez, efectividad y credibilidad con la que se llevará a cabo el peritaje. Finalmente, la importancia del detalle, cuidado, minuciosidad, acuciosidad, y seriedad con que se lleve a efecto el tratamiento primario de la falla estructural conducirá a una mayor credibilidad del interesado en el experto y sus opiniones técnicas. Al menor indicio de titubeos, errores o ligerezas en las actividades realizadas por el experto estructural en el tratamiento primario de la falla, se tendrá una reducción importante en la credibilidad que el interesado en el estudio le otorgue al experto estructural. 2.2.1

Primeras actividades y algunas recomendaciones

Entre las principales actividades a realizar como tratamiento primario de la falla estructural podemos mencionar las siguientes: 9 Dar instrucciones de no alterar nada en el sitio de la falla, cuando se recibe el aviso de la falla estructural, aún si este aviso es por teléfono y explicar la razón de ser de esta indicación. 9 Presentarse lo más pronto posible al lugar de la falla con el fin de evitar la alteración o pérdida de evidencias. 9 Hacerse acompañar de ayudantes, en su justo número, el cual dependerá de la magnitud de la falla y de otras condiciones. La gente innecesaria, en lugar de beneficiarnos nos causara problemas o atrasos de tiempo. Estos ayudantes colaborarán en diversas actividades, tales como: toma de fotografías, elaboración de croquis, recolección de muestras, etc. 9 Restringir el paso al lugar de los hechos, a personas ajenas a la problemática de la falla. 9 Acudir con el equipo básico. (cámara fotográfica, papel, flexómetro, grabadora de audio si es posible, algunas herramientas elementales como: nivel, plomada. etc.). 9 Realizar croquis y gráficas preliminares de los principales aspectos referentes a la falla bajo estudio. 9 Si es necesario solicitar la presencia de testigos de la falla y tomar notas de sus comentarios o grabaciones de sus observaciones y opiniones. 9 Solicitar toda la información técnica disponible, tales como planos, memorias de cálculo así como bitácoras de obra. 9 Tomar la mayor cantidad de fotografías. 9 Registrar por escrito y con la mayor minuciosidad posible, todos los aspectos relacionados con la falla. 9 Generar en el lugar de los hechos la mayor cantidad de hipótesis sobre las causas que indujeron la falla, evitando su difusión preliminar. 9 Si se da el caso, convencer al solicitante del estudio que no es necesario efectuar el peritaje, procediendo al informe verbal de los resultados obtenidos. 9 Proponer al solicitante del peritaje, en forma verbal, un esquema de realización de trabajos. 9 Convencer al interesado en el estudio de la falla de la necesidad del mismo, cuando lo amerite. 9 Investigar cuáles son las verdaderas intenciones del solicitante sobre el destino de los resultados que el estudio a realizar arroje (reclamar, demandar, reconstruir, etc.). 9 Recopilar los siguientes datos: nombre del solicitante, dirección de la obra, responsable de la obra, persona a la que se le entregarán o enviarán los resultados del estudio, persona que pagará los servicios del experto. 9 Señalar específicamente por escrito o en forma verbal, los documentos y los resultados que arrojará el estudio a realizar, así como las condiciones en las que se entregarán (planos formales, croquis a mano alzada, manuscritos, croquis en hojas tamaño carta, informe escrito, registro fotográfico, etc.).

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PRIMERAS DECISIONES

A continuación se mencionan algunas recomendaciones adicionales a realizar, al efectuar el tratamiento primario de la falla estructural: ƒ Abstenerse por completo de dar opiniones verbales anticipadas, aun si éstas son solicitadas con insistencia. ƒ Tranquilizar positivamente a la gente que pudiera estar involucrada con cualquier aspecto relacionado con la falla bajo estudio. ƒ Asumir la responsabilidad total del estudio o peritaje a realizar y comprometerse a entregar los resultados del mismo. ƒ Fijar fecha y condiciones para la entrega de los resultados obtenidos. ƒ Mostrar una actitud positiva ante el interesado (evitar que parezca un proceso judicial). ƒ Mantenerse alerta ante posibles distracciones generadas por los involucrados en la falla, posiblemente hechas con dolo. ƒ Evitar al máximo hacer preguntas sobre temas ajenos al objetivo principal que es el estudio de la falla. ƒ Evitar exponer al interesado en el estudio, las dudas iniciales que le surjan al experto estructural sobre los posibles orígenes o causas de las fallas. ƒ Evitar asignarle al estudio de la falla, mayor importancia de la que en realidad tenga. ƒ No comprometerse de antemano a la obtención de resultados orientados hacia alguna tendencia en especial. Esto es muy común que se solicite en peritajes que serán utilizados en procesos judiciales.

2.3

DIMENSIONAMIENTO DE LA AMPLITUD DEL ESTUDIO

Al estar frente a una falla estructural, el experto estructural tendrá que obtener antes que cualquier otra cosa, la mayor cantidad de información sobre los pormenores de la falla y con esta información deberá proceder al dimensionamiento del estudio a realizar. Podría suceder que la falla, objeto de estudio, sea tan simple, conocida y sus causas tan obvias, que los resultados del peritaje se puedan dar casi instantáneamente en forma verbal, independientemente de su posterior presentación escrita; en tanto que en el otro extremo, la falla presentará tal complejidad inicial que el experto estructural tendrá que meditar, analizar y estudiar preliminarmente la falla durante varios días, semanas (o inclusive meses), tan solo para poder establecer el esquema general que regirá el estudio a realizar (dimensionamiento del estudio); entre estos dos casos extremos existirá un universo completo de opciones, cada una de ellas, dependerá del tipo y clase de estudio a realizar, los que se establecerán con el dimensionamiento del estudio, existiendo infinidad de opciones de estudio para una misma falla estructural. Entenderemos entonces por dimensionamiento del estudio, el establecer las partes de que constará el estudio, las actividades específicas a realizar en cada parte, el tiempo necesario, la profundidad deseada, los métodos numéricos o analíticos a ejecutar, las pruebas a ejecutar en el laboratorio de materiales, el número de muestras a obtener, las variables a medir, la cantidad de información a analizar, la bibliografía a estudiar, etc. Aunque pueden existir otras más, las tres principales características del dimensionamiento son: la extensión, la profundidad y el rigor que se tendrá en cada una de las partes del estudio. Por la extensión entenderemos la cantidad de trabajo a realizar, por la profundidad entenderemos el nivel de análisis a lograr y por el rigor entenderemos la precisión que se tendrá en algunas partes del estudio, ya que no es posible manejar la misma precisión en todas las partes del estudio. Es importante señalar aquí, que del universo completo de posibles actividades a realizar durante la ejecución del estudio de la falla estructural, tan solo una fracción de dicho universo se podrá ejecutar en un solo estudio; y también, para una misma falla estructural, podrán realizarse infinitos estudios o peritajes, siendo todos ellos distintos entre sí y con muy distinto número de actividades a ejecutar entre sí. Para dimensionar un estudio, no es suficiente ser poseedor del conocimiento estructural especializado ni del entrenamiento de investigador, herramientas que fueron tratadas en el capítulo anterior; es necesario además

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CAPÍTULO 2

tener también cierta habilidad y sobre todo experiencia para analizar y sintetizar eficientemente los diversos aspectos que influyen en el dimensionamiento; a continuación daremos un conjunto (parcial) de interrogantes que el experto estructural deberá hacerse inicialmente para después dimensionar el estudio a realizar. Una lista de preguntas previas al dimensionamiento se presenta a continuación: 9 ¿Qué tan grave parece la falla? 9 ¿Qué tanto se afectará la seguridad de la estructura con la falla? 9 ¿Qué tanta importancia representa la falla para los usuarios, los constructores o los propietarios del edificio u obra que la presentó? 9 ¿De cuánto tiempo se dispondrá para realizar el estudio? 9 ¿Cuánto costará hacer el estudio más corto y completo sobre la falla? 9 ¿Cuánto costará hacer el estudio más completo pero muy largo sobre la misma falla? 9 ¿Qué pruebas de laboratorio se necesitarán hacer en cada caso de los dos anteriores? 9 ¿Qué tan necesario parece ser el peritaje o su ejecución para el solicitante del mismo? 9 ¿Qué efectos o qué consecuencias negativas ha traído la falla? 9 ¿Qué uso le darán a los resultados obtenidos por el estudio? 9 ¿Permitirán hacer pruebas de naturaleza destructiva en el edificio con la falla? 9 ¿Permitirán el uso de cámaras de vídeo o fotográficas? 9 ¿Qué tanta seguridad existe para instalar equipo para el monitoreo de la falla o de sus consecuencias? 9 ¿Qué tanta información elemental se tiene (memorias de cálculo, planos arquitectónicos, planos estructurales, estudios de geotecnia, etc.)? 9 ¿Será posible hacer pruebas de carga? 9 ¿Restringirán el área de falla para realizar los estudios? 9 ¿De cuánto personal de apoyo y con qué nivel se necesitará? 9 ¿Bastará solamente con la evidencia experimental? 9 ¿Se requerirán declaraciones testimoniales en juzgados penales o civiles? 9 ¿Será necesario proponer soluciones? 9 ¿Se podrán monitorear a largo plazo los elementos o sistemas estructurales ya restaurados? 9 ¿Será necesario supervisar los procesos de reconstrucción o restauración? 9 ¿Se requiere equipo de difícil manejo (extractores de núcleos de concreto y máquinas para soldar o demoler)? 9 ¿Se encuentra inalterada la región del colapso? 9 ¿Qué tantos insumos iniciales deberán proporcionar tanto el interesado como el experto estructural al iniciar el estudio? 9 ¿De cuantas actividades constará el estudio? 9 ¿Existen hipótesis iniciales para ser verificadas? 9 ¿Se han tenido antecedentes de este tipo de falla? 9 ¿Qué tan urgente parece ser la entrega de resultados del estudio? 9 ¿Existe la posibilidad de entregar resultados preliminares antes del informe definitivo? 9 ¿Qué tanta credibilidad parece tener el interesado sobre el experto estructural? 9 ¿Qué tanta bibliografía existe sobre el tipo de falla estructural bajo estudio? 9 ¿Qué tan lejos se encuentra el lugar de la falla respecto del lugar de trabajo o residencia del experto? 9 ¿Con qué presentación se exigirá al experto entregar sus resultados? Al responder la anterior lista de cuestiones será posible dimensionar el estudio pero aún habiéndolo dimensionado, existen varios aspectos que pueden variar grandemente. Como ejemplo de lo anterior tenemos, que la forma de presentación puede variar de tan solo un informe verbal a un informe escrito muy extenso que contenga gráficas, modelos analíticos, planos, etc. Si se requiere de una propuesta de reforzamiento, existe la posibilidad de entregar tan solo unos cuantos croquis a mano alzada o entregar planos formales rotulados y acompañados de una memoria de cálculo, y aun este último documento puede también tener una amplia gama de formas y tipos. Finalmente, se puede establecer que tanto el estudio, como sus partes, sus resultados, sus objetivos, las herramientas a utilizar, etc. pueden tener un universo completo de opciones para una misma falla.

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CAPITULO 3 SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO

3.1

DIAGRAMA DE FLUJO

La secuencia de actividades consiste en la aplicación de un diagrama de flujo como guía para el desarrollo de un estudio amplio y detallado de una falla, una vez que el experto haya establecido según su juicio que la falla amerita una investigación amplia. El diagrama de flujo propuesto tiene su origen en uno propuesto por Baeza y Gómez (1994). El diagrama mostrado es una nueva versión del último mencionado con fines de eficiencia. Incluye también algunas opciones para estudios o tratamientos más simples que por diversas causas es posible hacer para fallas no tan graves o en las que no existe interés para profundizar en su estudio. Todo el proceso comienza cuando se genera la o las causas de la falla, se dan las condiciones para el desarrollo y por lo tanto, surge la falla. Los tres sucesos anteriores son considerados iniciales: La importancia de separar y considerar los anteriores eventos iniciales radica en que la falla estructural surge a partir de ciertas causas y bajo ciertas condiciones que es necesario investigar o establecer con el mayor rigor posible. Establecer las causas y las condiciones que generaron la falla estructural son los objetivos principales más importantes al elaborar un peritaje, entendiendo por éste, no solamente el informe final escrito, sino todo el conjunto de actividades de que consta el estudio a realizar. Basado en su experiencia y en otras condiciones o circunstancias, el experto estructural acotará o dimensionará el estudio a realizar, lo cual da origen a diversas opciones para la ejecución del mismo, que se reflejan en el diagrama de flujo propuesto. Existen además otros objetivos principales que se persiguen al elaborar un estudio y son: establecer la gravedad de la falla, investigar la disminución de resistencias reales en los componentes estructurales, explorar las posibilidades de ocurrencia de otras fallas, definir el nivel de riesgo para la integridad física de los usuarios, establecer las posibilidades de restauración o rehabilitación de la estructura, definir las acciones inmediatas a efectuar sobre la estructura fallada, investigar las posibilidades de demolición total de la obra, definir las actividades para el refuerzo de la estructura, entre otras. Se presenta a continuación el diagrama de flujo propuesto en el presente trabajo, el cual posteriormente será descrito con cierto nivel de detalle. Se ha hecho a propósito un especial énfasis para iniciar el diagrama de flujo con los eventos del “Preinicio” ya que estos eventos tendrán una influencia decisiva en lo que será la ejecución del peritaje a realizar; ésto último equivaldría por analogía a considerar el cero como punto de partida para la numeración natural. En el anexo de este trabajo se presenta la versión del mismo diagrama de flujo pero en versión “textual” o “literal” (no numérica). Ambas versiones del diagrama de flujo presentan diversas bondades; la versión “numérica”, contenida en este capítulo tiene como ventaja el que cada paso o actividad es descrita y comentada con mayor detalle que la versión literal, en tanto que ésta última versión presenta mayor facilidad para su lectura, interpretación y aplicación pero sacrificando el nivel de descripción de cada actividad. Se recomienda el estudio inicial de la versión numérica y una vez familiarizado con su uso, emplear la versión literal presentada en el anexo del presente trabajo.

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CAPÍTULO 3

1

2 3 No

4 Si 5 6 7 8 9

No

Si 10

Fase I

Fase II

Fase III

Fase IV

11

15

20

23

12

16

21

24

13

17

22

25

14

18 18

26 27 28 29

30

No

31

Si No

No

Si

32 Si 33 34

35

No

Si 44

36

Si

37

45

38

46

39 47 40

No

41

Si 48

42

49

43

No

Si

No

50 51

52

No

Si 53 54 55

No

Si 56

57

Figura 4.1 – Diagrama de flujo propuesto

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SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO

1.-

PREINICIO. En este paso se genera la causa de la falla, se dan las condiciones para el desarrollo de la falla y por lo tanto surge la falla

2.-

INICIO (detección de una anomalía o falla en la estructura por parte de alguien al que llamaremos “primer observador”)

3.-

Intervienen uno o varios intermediarios los cuales al asesorar al primer observador harán que eventualmente no progrese el estudio o peritaje o por lo contrario, lo acelere.

4.-

¿Se recurre a un experto estructural? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 5.

5.-

Se contacta al experto estructural.

6.-

El experto estructural realiza una inspección preliminar del lugar en donde ocurrió la falla.

7.-

Se dimensiona y acota tanto la profundidad como la extensión del proyecto para el estudio de la falla. Eventualmente, el experto estructural necesitará inspeccionar varias veces el lugar en donde ocurrió la falla para lograr realizar o completar esta actividad.

8.-

Se elabora y se propone al cliente un proyecto tipo con el presupuesto correspondiente. El cliente será el interesado en que se efectúe el estudio de la falla. El proyecto deberá incluir necesariamente el presupuesto para efectuar el estudio.

9.-

¿El proyecto y el presupuesto para el estudio de la falla son aceptados por el cliente? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 10.

10.- Se efectúa una revisión minuciosa de toda la estructura fallada, con el fin de obtener la mayor cantidad posible de datos. Concluida la revisión minuciosa de la estructura, se procederá a efectuar cada una de las cuatro fases, las cuales al ser paralelas podrán ser ejecutadas simultáneamente. FASE I (Estudios teóricos) 11.- Obtener toda la información básica: planos, memorias de cálculo, bitácoras de obra, etc. 12.- Efectuar el análisis y el estudio detallado de toda la información recabada. 13.- Definir las acciones y cálculos de naturaleza teórica a realizar, con el auxilio de la ayuda No.1. 14.- Calcular la resistencia teórica de los elementos y sistemas estructurales tomando como base los datos teóricos. Tabla 1 – Ayuda No 1 Conocido No conocido Simplificado

Existen Modelos analíticos

No existen (Se puede generar)

Elaborado Aplicarlo ¿Es necesario? Se desarrolla No se necesita No se desarrolla Entra en juego la credibilidad generada por el experto

Disponible Análisis numéricos Opinión Sentimental

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Rastearlo y localizarlo ¿Se es capaz de generarlo? ¿Se tiene el tiempo? ¿Se justifica su empleo?

No disponible Opinión del experto

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CAPÍTULO 3

FASE II (Etapa experimental) 15.- Definir las pruebas de laboratorio y las de sitio a realizar, así como la cantidad y la posición de las muestras para su posterior obtención por parte de los técnicos de laboratorio. 16.- Obtención de las muestras de los materiales. 17.- Ejecución de las pruebas de laboratorio y de las pruebas en sitio. 18.- Analizar los resultados básicos reales de las pruebas de laboratorio y de las pruebas en sitio: ♦ Calidad de los materiales ♦ Dispersión en la calidad de las muestras ♦ Recomendaciones técnicas generadas por las pruebas de laboratorio y por las pruebas en sitio ♦ Comportamiento de los elementos estructurales en las pruebas de carga 19.- Con los resultados obtenidos de las pruebas, establecer las resistencias reales de los elementos estructurales así como los defectos constructivos observados. FASE III (Registro de acciones y condiciones) 20.- Registro de las condiciones reales existentes sobre la estructura al momento de la falla. 21.- Detección de posibles agentes destructivos, que pudieran haber inducido la falla. 22.- Definir las probables acciones actuantes sobre la estructura al ocurrir la falla. FASE IV (Registro de evidencias) 23.- Obtener evidencias en el sitio de la falla: ♦ Fotografías ♦ Vídeos ♦ Grabaciones de entrevistas ♦ Croquis a mano alzada ♦ Etc 24.- Instalar y operar instrumentos de monitoreo para los diferentes fenómenos asociados a la falla o aún para el estudio del comportamiento de la estructura. Si se sospecha que el fenómeno asociado a la falla pudiera ser progresivo se colocarán testigos de yeso, deformímetros, plomadas, niveles u otros instrumentos para el monitoreo continuo o discreto de los fenómenos asociados a la falla o también para registrar el comportamiento de la estructura, a partir de los desplazamientos, vibraciones, etc. Algunos instrumentos utilizados para este fin se presentan en la ayuda No.2. Tabla 2 – Ayuda No 2 Fenómeno: Ancho de fisuras Hundimientos diferenciales Flechas excesivas Desplomes de elementos verticales Aparición de fisuras Vibraciones Dilataciones Térmicas

Instrumento: Fisurómetro Nivel topográfico Deformímetro de carátula Plomada Cámara fotográfica Acelerórafos Limnímetros de precisión

25.- Procesamiento de datos obtenidos del monitoreo a corto y largo plazo.

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SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO

26.- Comparar, analizar y contrastar los resultados obtenidos en cada una de las cuatro fases anteriores y obtener conclusiones preliminares, definir hipótesis a verificar y sugerir probables causas de la falla. 27.- Proponer los modelos de “mecanismos de fallas” más creíbles, lógicos y probables, utilizando la ayuda No.3 *. Se deberá hacer previamente una “cascada de ideas” en este paso. Tabla 3 – Ayuda No 3 Requisitos para realizar el paso 25: a) Poseer sólidos conocimientos sobre mecánica estructural. b) Establecer una secuencia lógica de eventos que nos permita describir el mecanismo y el desarrollo de la falla. c) No deben existir saltos en la secuencia lógica de los eventos que condujeron a la falla. d) Se debe describir con el mayor rigor y precisión el conjunto de eventos que condujeron a la falla. e) Debe existir congruencia absoluta entre la secuencia lógica de eventos que originaron la falla y el sentido común. *En este paso se requiere la formación del experto estructural formal.

28.- Seleccionar el mecanismo de falla más lógico, probable y creíble a partir del análisis de los resultados obtenidos en las fases I, II, III, IV de la verificación de hipótesis y de la confrontación de todos los resultados obtenidos hasta este nivel de estudio. 29.- Se generan las siguientes probables consecuencias a largo o corto plazo. ƒ Mayor riesgo para la integridad física de los usuarios del edificio colapsado ƒ Disminuyen las reservas de resistencia de la estructura ƒ Reducción de la seguridad estructural ƒ Aparición de vibraciones notables ƒ Generación de desplazamientos excesivos ƒ Aparición de efectos visuales negativos (fisuras, desprendimientos, desplomes, etc.) ƒ Mayor posibilidad de colapsos parciales o totales en la estructura ƒ Reducción de la vida útil de la estructura ƒ Mayor deterioro de la estructura ƒ Otros más 30.- ¿Se establecieron las causas de la falla?. No, ir al paso 29; sí, ir al paso 32. 31.- ¿Se podrán establecer las causas? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 10. 32.- ¿Se requiere un informe escrito? No, ir al paso 35; sí, ir al paso 33. 33.- Redacción del informe final que necesariamente deberá contener las causas, las deficiencias detectadas y la descripción minuciosa del modo de falla. 34.- Se entrega el informe escrito (o peritaje final). 35.- ¿Se requiere una propuesta de rehabilitación o refuerzo? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 36. 36.- Se analizan las diversas propuestas de refuerzo generadas mediante “cascada de ideas”. 37.- Se eligen las opciones de refuerzo o rehabilitación más óptimas, efectivas y económicas. 38.- Se establecen las ventajas de cada una de las opciones de refuerzo mencionadas en el paso anterior. 39.- Se definen las desventajas de cada opción de refuerzo. 40.- Selección de la mejor propuesta de refuerzo. 41.- Se efectúan los cálculos definitivos para la propuesta de refuerzo seleccionada.

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CAPÍTULO 3

42.- Elaborar en forma detallada la memoria de cálculo de la propuesta de refuerzo que incluirá firma responsiva así como los planos, croquis y el procedimiento de reconstrucción o refuerzo. 43.- Se entrega la propuesta de reconstrucción o refuerzo. Si es aceptada, ir al paso 44, No es aceptada, ir al paso 37. 44.- ¿Se necesita un presupuesto para los trabajos de refuerzo? No, ir al paso 52; sí, ir al paso 45. 45.- Elaborar el presupuesto con las actividades a realizar y el desglose de costos. 46.- Se entrega el presupuesto de refuerzo o rehabilitación. 47.- ¿Se efectúan los trabajos de refuerzo? No, ir al paso 52; sí, ir al paso 48. 48.- Ejecución de los trabajos de reconstrucción o de refuerzo. 49.- Supervisión estructural durante la reconstrucción o refuerzo de la estructura. 50.- Edificio ya completamente rehabilitado o reforzado. 51.- Monitoreo a largo plazo de la obra ya restaurada o reforzada. 52.- ¿Se necesitará de una supervisión estructural durante los trabajos de refuerzo o rehabilitación? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 53. 53.- Se elabora un presupuesto para la supervisión de los trabajos de refuerzo o rehabilitación. 54.- Entregar el presupuesto para la supervisión del refuerzo o rehabilitación. 55.- ¿El presupuesto del paso anterior es aceptado? No, ir al paso 57; sí, ir al paso 56. 56.- Se efectúa la supervisión de los trabajos de refuerzo o rehabilitación. 57.- FIN del Proceso de Elaboración de un Peritaje. Lo que aquí mencionamos como fin del proceso de elaboración de un peritaje sobre la falla estructural puede tener infinidad de posibles continuaciones dependiendo de las circunstancias, los destinos del peritaje, etc. Por ejemplo, podrán haber confrontaciones, ratificaciones, modificaciones, presentaciones orales, etc.

3.2

DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE FLUJO

El diagrama de flujo propuesto en este trabajo inicia con la aparición (paso 1) y posterior detección de la falla (paso 2), la cual puede tener diversos niveles ubicados entre los extremos leve a catastrófico. En el caso de ser falla leve, la detección de la misma puede darse de una manera rápida o de forma muy lenta dependiendo de las características y obviedad de la falla estructural así como de la importancia e interés que genere al primer observador. Entre los posibles primeros observadores podemos mencionar a las siguientes personas: propietarios, personal de servicio, personas que habitan el lugar, vecinos, parientes, etc. Una vez detectada la falla (paso 2) y dependiendo del sentimiento de gravedad que genere la misma falla en los primeros observadores, se llegará o no con una persona especializada para estos casos (experto estructural). En estas etapas iniciales, jugará un papel primordial la intervención de los primeros observadores y la disponibilidad del experto estructural, dependiendo mucho del detector inicial, pues por lo general al observar una anomalía leve el primer observador, podría pedir opiniones a personas ajenas al medio ingenieril, alargando el camino para encontrar un experto (paso 4). Una de las opciones presentadas en el diagrama es que ya detectada la falla no se le otorgue la debida importancia y el experto estructural no sea

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SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO

llamado dando por terminado el diagrama de flujo (paso 57). La no disponibilidad de expertos estructurales es una de las más importantes causas para la no ejecución de estudios detallados sobre fallas estructurales. Llamaremos “interesado” o cliente, al solicitante de la ejecución del peritaje, que podría ser cualquier persona: propietario, constructor, etc. Si el experto estructural es contactado por el interesado (paso 5), acudirá al lugar especificado y realizará primeramente una inspección preliminar (paso 6), con el fin de dimensionar la profundidad, extensión y amplitud del proyecto del estudio a realizar sobre la falla estructural (paso 7), a veces se requiere efectuar varias veces el paso 6; al ser definido el proyecto para la elaboración del peritaje (paso 8) se podrán presentar tres casos, los cuales se mencionan a continuación: a) Que el interesado rechace el proyecto y solicite una nueva propuesta (podrían ser solamente modificaciones al proyecto original (paso 7)) o un ajuste al presupuesto. b) Que el interesado rechace el proyecto y decida restaurar los desperfectos por su cuenta dando por terminado el proceso (paso 57). c) Que sea aceptada la propuesta del proyecto para el estudio de la falla (paso 9). Cuando el proyecto es aceptado por el cliente o interesado, es decir que el experto y el interesado hayan llegado a un acuerdo, el experto realizará una minuciosa inspección de la estructura (paso 10) con el fin de obtener la mayor cantidad posible de datos. Concluida la recolección de datos se dará inicio a las actividades de cuatro grandes fases (ver diagrama de flujo), las cuales necesariamente deberán ser recorridas en su totalidad. Las actividades de las cuatro fases mencionadas se pueden efectuar simultáneamente (en forma paralela). FASE l (“Estudios teóricos”, pasos del 11 al 14) Se inicia al recopilar toda la información básica existente sobre la obra que presentó la falla tales como: planos, memorias de cálculo, bitácoras de obra, etc. (paso 11) Seguidamente, se hará el análisis y estudio detallado de toda la información recopilada (paso 12), estableciendo principalmente los tres siguientes rubros: –

Modelos analíticos. Estos pueden existir o no; en caso de existir, será necesario distinguir si es un modelo conocido y aceptado ampliamente o desconocido (se tratará de generar conocimiento de éste). En el caso de no existir, lo cual es muy común en estructuras de tipo artesanal (estructuras desarrolladas al sentimiento estructural del constructor y carentes del proceso de diseño) se podrá generar algún modelo analítico, ya sea simplificado o elaborado según la exigencia necesaria, el tiempo disponible y la capacidad técnica que posea el ejecutor del estudio.

–

Análisis numéricos. Determinar si se encuentra disponible o no, en el caso de no encontrarse disponible, se decidirá si realmente es necesario desarrollarlo o no.

–

Opinión sentimental del experto estructural. Punto de vista sobre el nivel que tuvo el proceso de diseño estructural, así como de sus carencias o simplificaciones. Esta opinión estará basada en criterios o experiencias propias del experto y no tendrá bases teóricas.

El estudio detallado de estos entes básicos, nos ayudará a definir principalmente las actividades o revisiones teóricas a efectuar (paso 13) con las cuales finalmente se realizarán los cálculos teóricos para evaluar la resistencia teórica de los elementos estructurales (paso 14) y también nos servirán para estimar o conocer el nivel de detalle y precisión que tuvo la etapa del proyecto estructural de la obra en cuestión. FASE II (“Etapa experimental”, pasos del 15 al 19) En esta etapa se definen las pruebas que se realizarán en el laboratorio y las pruebas a realizar en el sitio, así como la cantidad y posición de las muestras que se obtendrán (paso 15). Una vez seleccionadas y posicionadas las muestras, se acudirá al lugar de los hechos para obtener las mismas (paso 16) y así poder

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CAPÍTULO 3

realizar las pruebas en sitio y las pruebas de laboratorio (paso 17), con el fin de obtener los siguientes datos básicos reales (paso 18): 1.- Calidad de los materiales 2.- Dispersión en la calidad de las muestras 3.- Recomendaciones y observaciones técnicas resultantes del ensaye de las muestras en el laboratorio y de las pruebas en sitio 4.- Comportamiento de los elementos estructurales durante las pruebas de carga Con la obtención de estos datos reales se establecen las resistencias reales de las probetas y también se podrán detectar ciertos defectos constructivos de la estructura bajo estudio. También es posible inferir de esta fase, la calidad del proceso constructivo (paso 19). Algunos autores como Calavera (1996), Fernández (1994) y González (2001) recomiendan técnicas y pruebas específicas de laboratorio para obtener resultados veraces y contundentes. Esto es para el caso del hormigón armado. FASE III (“Registro de acciones y condiciones”, pasos 20 al 22) Esta etapa consiste en establecer las siguientes condiciones y características de las estructuras bajo estudio: – – – – – – – – –

Uso actual de la estructura: bodegas, oficinas, salas de ventas, talleres, etc. Materiales empleados: concreto, acero, mampostería, etc. Tipo de sistema estructural primario: marcos, armaduras, muros, etc. Tipo de construcción: monolítica continua, prefabricada, híbrida, etc. Acciones actuantes predominantes: vibraciones, impactos, etc. Tipos de recubrimientos: morteros, materiales plásticos, etc. Tiempos en que diariamente la estructura es sometida a las distintas condiciones de trabajo. Posibles agentes destructivos sobre la estructura, como: agua contaminada, agentes agresivos, plantas, etc. Deficiencias constructivas observadas; entre las que están oquedades en el concreto, singularidades en el subsuelo de la cimentación, variaciones significativas en las dimensiones de los elementos estructurales, variaciones en los armados, irregularidades geométricas, escasos recubrimientos, fisuras, etc.

Cuando se ha efectuado el registro minucioso de todas las condiciones reales de trabajo de la estructura antes mencionadas (paso 20), los agentes destructivos (paso 21) y las deficiencias constructivas (paso 22) se estará en condiciones favorables para estimar o definir tanto las acciones, las causas y las condiciones reales actuantes al momento de la falla. FASE IV (“Registro de evidencias”, pasos 23 y 25) Esta fase es de gran importancia ya que es la que proporciona validez y credibilidad a un peritaje el cual debidamente apoyado en evidencias reales describirá y justificará la problemática estudiada. Las pruebas pueden ser: fotografías, videos, entrevistas grabadas a testigos, a propietarios, a responsables, al personal de servicio, etc.(paso 23). Si el fenómeno que ocasionó la falla muestra claros signos de ser progresivo se colocarán testigos de yeso, deformímetros, plomadas, niveles u otros instrumentos para el monitoreo a corto o a largo plazo de los daños observados (paso 24) y su posterior procesamiento de datos (paso 25). En esta etapa puede ser de gran ayuda el utilizar equipos de alta tecnología si es que están disponibles. Una vez realizadas las cuatro etapas descritas anteriormente se procederá a la comparación, contrastación e interpretación de los resultados obtenidos de las cuatro fases (teóricos con reales), (paso 26). Con esta comparación e interpretación lo que se intenta realizar es la comprensión completa del problema,

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SECUENCIA DE ACTIVIDADES DE UN ESTUDIO

que en lenguaje ingenieril se conoce como “sentir el problema”. Ya una vez comprendido el problema se deberá proponer varias hipótesis sobre las posibles causas de la falla, así como distintos modelos de mecanismos de fallas, los más probables, lógicos y creíbles, (paso 27). Seguidamente se seleccionará un modelo único de falla, apoyándose en los datos obtenidos de las fases anteriores (paso 28). Cabe señalar que estas actividades descritas anteriormente requieren de la aplicación de distintos niveles de conocimientos, así como del método científico. Una vez obtenido el mecanismo de falla más lógico, creíble y probable (paso 28) se ordenará toda la información y se redactará un informe escrito (paso 33) si existe la necesidad de este documento, el cual incluirá las causas, deficiencias, mecanismo de falla, diagramas, fotografías, etc., formando un expediente completo y bien argumentado con bases teóricas, físicas y reales. Existe también la posibilidad de que no sea necesario el informe escrito y solamente se requiera el procedimiento de reconstrucción o refuerzo de la estructura fallada (pasos 36 a 43). Por lo general, un estudio de la falla estructural no concluye o llega a su fin con el establecimiento de las causas, condiciones y la descripción del mecanismo de falla, ya que muchas veces lo que realmente interesa es proponer varias opciones de refuerzo o rehabilitación de la estructura, describiendo sus ventajas así como sus desventajas (pasos 38 y 39), ya sean de proceso constructivo, económicas, de existencia de materiales en el mercado, etc. y a partir de estas opciones, se procederá a la selección de la más factible (paso 40), la cual será presentada al interesado (paso 43) dentro del peritaje o en vez de éste y generalmente se acompaña de la memoria detallada del proceso de cálculo, que deberá incluir además firma responsiva tanto del estudio de la falla como del proceso de reconstrucción (pasos 34 y 43). Por último, algunas veces se incluye también un presupuesto para cada opción de rehabilitación o refuerzo propuesto, que al ser seleccionado y aceptado trae consigo la realización de los trabajos, la supervisión estructural y una vez rehabilitada la estructura posiblemente el monitoreo de su comportamiento en el futuro (pasos 48, 49 y 51). Esto último es de gran importancia si la falla registrada afectó sustancialmente los niveles de seguridad de la estructura o se tienen dudas sobre los niveles reales de la seguridad estructural del edificio u obra. Posibles rutas cortas del diagrama de flujo Las abreviaciones al proceso ya descrito, mostradas en el diagrama de flujo correspondiente, se presentan cuando el interesado o la misma falla (a juicio del experto estructural) no necesita de tanta profundidad y detalle en el estudio a realizar y tienen su razón de ser en las siguientes situaciones: 1.- Paso 4. Cuando varios observadores intermediarios dan sus opiniones al interesado y éstas satisfacen las necesidades del mismo, esto hará que el estudio no progrese. Pero esta decisión posiblemente traerá las siguientes consecuencias (29): mayor riesgo para los usuarios del edificio, disminución de las reservas de resistencia en la estructura, reducción de la seguridad estructural, aparición de vibraciones excesivas, generación de desplazamientos excesivos, aparición de efectos visuales negativos, mayor posibilidad de colapsos parciales o totales futuros, reducción de la vida útil de la estructura, mayor deterioro de la estructura, etc. entre otros más. 2.- Paso 9. Al no aceptarse el proyecto o el presupuesto propuesto para la ejecución del estudio, éste no se realizará terminando así rápidamente el proceso descrito en el diagrama (paso 57). 3.- Paso 30. Durante la propuesta y selección del mecanismo de falla más lógico, creíble y probable, a partir de los resultados obtenidos en las fases I, II, III y IV, si no se puede generar este mecanismo de falla (paso 30), o si no se pueden establecer las causas de la falla (paso 31), se abortará el peritaje (paso 57). Existen infinidad de razones por las cuales no es posible obtener el mecanismo de falla o las causas de la misma (paso 30), tales como: retiro y pérdida de evidencias, destrucción u ocultamiento de las mismas, etc. 4.- Paso 32. Si no existe la necesidad de un informe escrito, se podrá realizar la propuesta de refuerzo (versión simplificada). Esta versión consiste en informar verbalmente al cliente de las deficiencias así como las causas posibles de la falla y del mecanismo de falla. Se le propondrá una opción de

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CAPÍTULO 3

rehabilitación y tal vez solicite un presupuesto para ésta última. (Integrándose de nuevo al diagrama en el paso 35). 5.- Paso 33. Muchas veces el estudio termina con la redacción de un informe reducido, con las causas, deficiencias y la descripción del modo de falla, dado que no le interesa al cliente una propuesta de refuerzo, terminando el proceso (paso 57). Este tipo de informe se usa principalmente para recomendaciones económicas o para usos legales. 6.- Pasos 44, 47 y 52. Otras veces el peritaje termina al elaborar en forma detallada el proceso de cálculo que incluye la firma responsiva y el procedimiento de los trabajos de refuerzo o reconstrucción (paso 43), algunas veces con la presentación del presupuesto de refuerzo o rehabilitación (paso 46), o con la propuesta de supervisión (paso 54). Se podrá incluir o no en estos pasos lo relativo a las condiciones y causas que generaron la falla. Existen además diversas situaciones especiales que harán que el estudio de la falla o peritaje se alargue, cancele o acelere, cuyo análisis y discusión quedan fuera del presente trabajo, por su extensión. Con esto queremos señalar que existen condiciones y circunstancias imponderables que afectan la ejecución de un peritaje y que eventualmente lo podrán acelerar o cancelar. Es importante mencionar que este diagrama de flujo es solamente el punto de vista de los autores mencionados y que existen otras propuestas como las hechas por Calavera y González (2001), Cosme (2001), González E (2001), González E (2001) Ortega L (2001) y Kamnetzki (1991). Estas propuestas no son mencionadas por razones de extensión. Sin embargo, el mostrado en este trabajo es uno de los pocos que se presentan en la bibliografía como un diagrama de flujo, lo cual facilita la metodología a seguir durante la elaboración de un peritaje.

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CAPÍTULO 4 INFORME ESCRITO

4.1

APARTADOS DEL INFORME ESCRITO

La estructura de un informe de patología deberá contener los siguientes apartados (García y Gutiérrez, 2001), sin embargo, es posible que por alcance del peritaje se omitan algunos o se incluyan otros distintos, con la finalidad de hacer más general o detallado el informe. Es común que en algunos casos que el nombre de los apartados varíe de un autor a otro. 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

Objeto Antecedentes Visitas de inspección Toma de datos y muestras Análisis y ensayos Cálculos realizados Posibles causas Recomendaciones de actuación Conclusiones Remate del informa

El contenido de cada apartado se menciona a continuación: Objeto. En este apartado se definen los límites y alcance del informe y, por tanto, el marco en el cual debe ser valorado. Por ejemplo, es sustancialmente diferente que el objeto de la investigación sea determinar las obras de reparación a acometer en un determinado caso que establece responsabilidades. Por tanto, este apartado exige que se escriba con una especial rigurosidad. Antecedentes. En este apartado deberán figurar todos aquellos datos y actuaciones correspondientes a la fase preliminar. En concreto, se mencionarán todos los contactos y conversaciones mantenidos en los primeros momentos. Asimismo, se enumerará toda la documentación facilitada por el peticionario. Esta documentación puede constar de planos, memorias, pliegos de condiciones, informes realizados con anterioridad, reportajes fotográficos, etc. Si se trata de un dictamen que ha de redactarse teniendo en cuenta única y exclusivamente una documentación, la lista de documentos podría constituir por sí sola un apartado bajo el título de documentación aportada. Visitas de inspección. La descripción de las visitas realizadas a la obra objeto del informe constituye el contenido de este apartado. Habra que reseñar las personas que durante las visitas han acompañado a los técnicos y el cargo en calidad del cual hab estado los presentes Tambien se deberá especificar con claridad las zonas que se han visitado y prestar atención a no dar como afirmación propia la información facilitadad al técnico por los distintos agentes, dejando bien claro que se trata de testimonios ajenos a él. Frases del tipo “según in formación del propietario, las lesiones aparecieron...” pueden ser útiles para exponer estos testimonios. Tanbien se deberan describir los defectos y lesiones observados de forma minuciosa y precisa. Y humedad, etc. En cualquier caso, este punto todavía no se deben avanzar juicios de valor acerca. Toma de datos y muestras. Todas las actuaciones de naturaleza técnica realizadas para poder analizar posteriormente el problema y aclarar dudas sobre el mismo deben reseñarse en este apartado. Aquí se describiran, si ha lugar, la colocación de testigos, la toma de muestras, la extracción de probetas, la ejecucuón de rozas para comprobar los esquemas de armado, la medición de temperaturas y húmedad., etc. En cualquier caso, en este punto todavía no se deben avanzar los juicios de valor acerca de los resultados y habrá de ceñirse a una descripción de las actuaciones.

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CAPÍTULO 4

Análisis y ensayos. En este apartado se reseñan las determinaciones efectuadas en el laboratorio mediante distintos tipos de análisis y ensayos (análisis químicos, en sayos mecánicos, etc). Se hará de forma breve y concisa, remitiendo a los oportunos anexos donde se dará la información de forma pormenorizada. Se han de citar las normas y procedimientos utilizados y los resultados han de facilitarse de forma neutra, sin juicios de causa u origen. Cálculos realizados. En este apartado se incluye el trabajo de gabinete desarrollado con los cálculos realizados indicando las hipótesis consideradas. En los anexos se incluirán los listados y las tablas así como el desarrollo de los cálculos. Posibles causas. El análisis equilibrado y razonado de todas las causas que han podido influir en el problema constituye el contenido de este apartado. Algunas de las posibles causas se mencionaran para ser desechadas de inmediato, quizá con base en los resultados de los apartados anteriores. Se deberán comentar los resultados de los análisis, ensayos y comprobaciones de cálculo en su totalidad. Al final del apartado conviene recoger la esencia del dictamen en cuanto a causas se refiere, es decir, establecer cual es la causa más probable de las lesiones, sin que pueda descartarse la influencia de otras causas menores. Recomendaciones de actuación. Se incluirán este apartado aquellos consejos que nos parezcan adecuados para alcanzar una solución definitiva al problema objeto del estudio, tales como vigilar la evolución de las fisuras, eliminar las causas que originaron el problema, etc. Conclusiones. Conviene extremar el cuidado en la redacción de este apartado ya que desde el punto de vista jurídico es el más importante. Es aconsejable redactar las conclusiones de forma breve, de modo que cada una conste de un solo párrafo, y numerarlas correlativamente para facilitar su referencia. Remate del informe. Cuando el autor del informe es un organismo, el texto previo a las firmas de los técnicos que lo han elaborado puede ser del tipo: “Este informe consta de...paginas,...figuras,...fotografías...y anexos, todo ello numerado y sellado”. Cuando el autor es un profesional, existen varias formulas para rematar el informe. Una de ellas puede ser: “El presente informe, que consta de...páginas,... figuras,... fotografías... y anexos, contiene la opinión del firmante con arreglo a su leal saber y entender.

4.2

CARACTERÍSTICAS DE LOS INFORMES

Los resultados obtenidos de un peritaje estructural podrán o no verificarse, dependiendo de las características de los mismos, pero casi siempre se requerirá que estos resultados cumplan una serie de características para ser aceptados por el interesado o por cualquier persona que tenga acceso a dicho peritaje. Los principales requisitos que deberá poseer un peritaje son: 9

Contundencia. Los resultados expuestos como conclusiones en un peritaje deben ser lo suficientemente contundentes, veraces y lógicos con el fin de que admitan y resistan cualquier tipo de críticas o análisis; todos los resultados obtenidos deberán estar sustentados por una serie de pruebas así como de bases físicas y teóricas con el fin de tener un soporte efectivo.

9

Comprobabilidad. Cualquier conclusión o resultado obtenido en el estudio de la falla deberá ser comprobable mediante la experimentación en sitio o en laboratorio. A veces, en la realidad y por las características de la ingeniería estructural, es muy difícil si no imposible, verificar experimentalmente algún resultado obtenido del estudio de la falla, por lo que en lugar de las pruebas en sitio, se requerirá hacer modelos físicos, utilizar alguna analogía o argumentar adecuadamente la secuencia lógica del mecanismo de falla.

9

Definitividad. Todas las etapas del estudio que se consideren necesarias se deberán realizar hasta obtener resultados completos y definitivos para lo cual será necesario efectuar un estudio amplio y minucioso. Se deberán explorar todas las variables involucradas en el problema para obtener

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INFORME ESCRITO

resultados totales y no parciales. Una vez entregado el informe, éste deberá ser completo y no deberá tener etapas complementarias.

4.3

9

Credibilidad. Deberá poseer credibilidad en todas sus partes. Es importante señalar aquí la gran importancia que sobre este punto puede tener el mismo experto estructural, al generar confianza y credibilidad en el interesado en que se realice el peritaje, sobre todo desde el inicio de la relación entre ambos.

9

Claridad. Los objetivos principales al elaborar un peritaje estructural son: establecer las causas como las condiciones que originaron la falla y ocasionalmente proponer un método de reconstrucción o rehabilitación de la estructura. El informe escrito del estudio deberá contener clara y explícitamente los resultados obtenidos al perseguir cada uno de los objetivos anteriores ya mencionados.

9

Sencillez. Todas las partes del informe (tablas, figuras, croquis, textos, etc.) deberán ser presentados en forma sencilla. Aunque la terminología técnica empleada en la mayor parte del informe escrito de un peritaje sea muy especializada, las partes más importantes del mismo, tales como: introducción, descripción del problema, causas de las fallas y sobre todo las conclusiones y las recomendaciones deberán de redactarse en un lenguaje sencillo, accesible a personas no especializadas en la ingeniería estructural.

9

Congruencia. Es muy importante revisar exhaustivamente todas las partes del texto del informe final para asegurarse de que no existan ideas, argumentos o conceptos que se contradigan.

9

Solidez. Con ésto queremos señalar la gran importancia que tiene el que todos los fenómenos, conceptos, ideas, modelos, criterios y técnicas numéricas contenidos en el peritaje se basen plenamente en las disciplinas de la ingeniería estructural y que éstas sean plenamente reconocidas. Para verificar lo anterior será requisito indispensable el que todos los fenómenos, ideas, conceptos y demás entes involucrados se encuentren en la bibliografía disponible y ésta deberá ser ampliamente aceptada, ubicando en el texto del informe escrito las citas adecuadas de las referencias bibliográficas manejadas en el estudio.

EJEMPLO DE UN ESTUDIO

El objetivo de esta sección es mostrar el tipo de documento que emana del proceso de estudio de una falla estructural y las partes que lo conforman. Aunque este ejemplo es solamente una opción, podrá observarse en algún otro caso, que los informes finales de los peritajes pueden adoptar infinidad de formas y estilos. El informe que se presenta a continuación es un claro ejemplo de un informe con fines judiciales y se realizó con fines de ser usado como ejemplo. INFORME FINAL SOBRE EL COLAPSO TOTAL DE UNA CUBIERTA Por este medio presentamos los resultados de los estudios efectuados en una terraza del predio localizado en la calle Cuevas de Almanzora 344, Madrid, España. Teniendo como referencia que la fecha del colapso fue el 12 de mayo de 2001. Antecedentes La terraza en cuestión, se colapsó y derrumbó completamente instantes después de ser desapuntalado, a los ocho días posteriores a su colado. La cochera fue construida en su totalidad con concreto reforzado y poseía las siguientes características estructurales. Descripción de la estructura Constaba de una losa maciza de concreto reforzado, a dos aguas y apoyada monolíticamente en dos vigas extremas paralelas a la línea del parteaguas (ver figura 5.1). Ambas vigas se apoyaban en sus extremos

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CAPÍTULO 4

en columnas, las cuales desplantaban al estrato rocoso o en el suelo de origen vegetal, previa zapata de forma irregular, en este último caso. Algunas columnas se desplantaron directamente al estrato rocoso, sin zapatas o dados de transición. Losa

Losa 1m

1m

Viga

Viga

Columna

Columna

3m

2.5 m

POSTERIOR

FRENTE

1

Viga de 25 X 30 cm

2

Columnas de 25 X 25 cm

Viga de 25 X 30 cm 5m

4m

PLANTA

Figura 5.1 – Alzado y planta de una cubierta, sin escala

El espesor de la losa fue de 10 cm, en tanto que las vigas tuvieron sección rectangular con 25 cm de base y 30 cm de canto incluyendo el espesor de la losa; las columnas tenían una sección transversal de 25 x 25 cm. Las dimensiones en planta de todo el porche fueron de 4 m x 5 m a ejes. La línea parteaguas de la losa se levantó 60 cm a partir de la línea horizontal que le correspondería si hubiera sido losa horizontal (o a una sola agua). Las alturas totales de las columnas fueron: las del frente de la estructura de 3 m y las de la parte posterior de 2.50 m, a partir de su desplante. Descripción de la falla A partir de la visita efectuada al lugar del colapso y después de realizar las mediciones de todos los elementos, separaciones, diámetros de barras, espesores y considerando los resultados obtenidos por el ensaye de “cinco especímenes de concreto”, pertenecientes a la losa, los cuales fueron ensayados a compresión en el laboratorio, para obtener su resistencia, fue posible reconstruir el “mecanismo de la falla”, entendiendo por esto último la secuencia de eventos que sucedieron desde el inicio del colapso hasta la culminación del mismo. Las muestras de concreto provenientes de la losa fueron ensayadas a los 28 días de ocurrido el colapso, el cual ocurrió el 12 de mayo del año en curso. Esto es de gran importancia ya que a esta edad, el concreto ensayado ya posee una resistencia superior al 85% de su totalidad y registró en promedio una resistencia a 26

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INFORME ESCRITO

compresión f'c = 86 kg/cm2. Esta resistencia es muy pequeña como para ser utilizada en algún elemento estructural, cualquiera que sea la función del elemento que la contenga (viga, columna, losa). El valor de la f'c fue obtenido de las muestras extraídas de la losa y probadas en el laboratorio por medio de una máquina universal. Esta máquina aplica a las probetas o muestras, incrementos de carga en diversos intervalos de tiempo para poder medir sus deformaciones. Finalmente, con los datos obtenidos durante la prueba se puede dibujar una curva, de la cual se obtiene el valor de la resistencia del concreto (f'c). El colapso se inició con el aplastamiento del concreto ubicado a lo largo de la línea del parteaguas de la losa, combinándose posteriormente con los esfuerzos en la dirección vertical en ese mismo punto; la losa falla finalmente por flexión a lo largo de la línea parteaguas como se muestra en la siguiente figura 5.2. Losa

Losa

Columna

Columna

Evento (a): Formación de la rotación en el parteaguas

Evento (b): Rotación en la unión de forjado-viga-columna

Losa

Losa

Columna

Columna

Evento (c): Rotación en la base de las columnas

Evento (d): Colapso generalizado

Figura 5.2 – Mecanismo de colapso de la cubierta

Seguidamente al aplastamiento del concreto en la línea parteaguas, se formó la rotación plástica de la losa a lo largo de toda la línea parteaguas, a la vez que fueron rotando y colapsando las uniones entre la losa y las vigas o éstas últimas con las columnas, así como las columnas con sus apoyos, generalizándose la falla al volverse completamente inestable la estructura. Causas del colapso Por lo tanto, a partir de este análisis del mecanismo de falla, es posible inferir las causas que originaron el colapso. La escasa resistencia del concreto (f'c = 86 kg/cm2), causado por una severa escasez de cemento Portland en la mezcla o probablemente también por el empleo de cemento ya endurecido, se combinó con una inadecuada configuración del armado de la losa a lo largo de la línea del parteaguas (en la línea cumbrera o del parteaguas se requería una configuración muy especial para el armado). Por sí solas, éstas causas no hubieran producido el colapso de la estructura, pero se combinaron con otras condiciones adversas que fueron: carencia de vigas de amarre entre los ejes A y B (ver figura 5.1), escasez de traslapes y dobleces en el acero de refuerzo de las conexiones entre vigas y columnas, y también a la carencia de una adecuada cimentación de las columnas.

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CAPÍTULO 4

Conclusiones 9 Se encontraron graves deficiencias en las configuraciones del armado en la losa, columnas, así como en las zapatas (donde las hubo) y en sus respectivas conexiones. 9 Las zapatas (donde las hubo) mostraron severas deficiencias tales como falta del dado, falta de continuidad entre columna y zapata. 9 Se careció de vigas de amarre entre los ejes A y B (entre las columnas en los extremos del porche). 9 A todo lo largo de la línea parteaguas, se requería una configuración de armado que permitiera resistir los esfuerzos “radiales” en la losa, como se muestra en la siguiente figura 5.3. 9 El concreto hidráulico usado en la losa fue de 87 Kg/cm2, la cual es una resistencia extremadamente pobre y que impide su uso para fines estructurales. 9 El colapso fue ocasionado por la combinación de los anteriores factores.

Figura 5.3 – Configuración del armado en la línea del parteaguas (Fernández, 1994)

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CONCLUSIONES ♦

Este trabajo representa una guía para la realización del estudio sobre fallas estructurales y puede ser utilizado por cualquier persona que disponga de las herramientas necesarias, las cuales son descritas en el presente trabajo. Sin embargo, la capacitación de un experto en la elaboración de peritajes sobre fallas estructurales no es una tarea fácil y se requiere de amplios conocimientos en mecánica estructural y una amplia experiencia en el manejo de las distintas herramientas necesarias para tal fin.

♦

Se establecen en este trabajo los distintos tipos de herramientas necesarias para la elaboración de peritajes sobre fallas estructurales, se discute su importancia relativa, y se definen los niveles de conocimiento que se requieren para el dominio en cada una de éstas. Aún así, se requiere de una extensa experiencia y práctica en la ejecución de estudios sobre fallas estructurales.

♦

Las herramientas más difíciles de desarrollar así como de utilizar para el estudio de las fallas estructurales son las del Método Científico y son complicadas porque requieren de un adiestramiento muy especializado en la práctica para lograr la aplicación efectiva del método y de sus partes.

♦

Una de las principales diferencias en la realización de estudios sobre fallas estructurales entre los países en vías de desarrollo y los industrializados es el empleo de alta la tecnología, pues en los países industrializados cuentan con un gran apoyo económico para la investigación y desarrollo de la misma, mientras que en los países en vías de desarrollo se basa más en la experiencia empírica y personal de cada experto, los cuales escasean por falta de preparación.

♦

Se presenta en este trabajo un ejemplo específico de peritaje sobre fallas estructurales. No fue posible, por la extensión de este trabajo, la descripción detallada de la aplicación de cada paso de la metodología propuesta en el ejemplo de peritaje propuesto.

♦

Corresponderá a futuros trabajos describir y detallar la aplicación de cada paso del diagrama de flujo en peritajes reales.

♦

Entre las mayores aportaciones de este trabajo está la de aumentar la bibliografía relativa al tema, lo que beneficiará a estudiantes, constructores, diseñadores, así como a futuros investigadores sobre el tema expuesto.

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REFERENCIAS Calavera, J. (1996), “Patología de Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado”, Tomo I, Instituto Técnico de Materiales y Construcciones (INTEMAC), España, 296 pp. Calavera, J., González, E. (2001), “Patología de proyecto. Tipologías más usuales. Criterios para evitar y/o corregir estos tipos de problemas”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 61 pp. Cosme, F.(2001) “Manual de Evaluación Estructural Contecvet: Aplicación al caso de la Edificación”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 8, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 16 pp. Baeza, J; Gómez, M. (1994); “Elaboración de Peritajes sobre Fallas Estructurales”; Notas elaboradas para un curso de Educación Continua, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Yucatán, Diciembre. Delibes, A. (1993), “Tecnología y Propiedades Mecánicas del Hormigón”, Instituto Técnico de Materiales y Construcciones (INTEMAC), España, 396 pp. Fernández, M. (1994), “Patología y Terapéutica del Hormigón Armado”, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Colección escuelas, Madrid, España, 487 pp. García, M. D. (2001), “Causas Frecuentes de Patología de Estructuras en Servicio”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 8 pp. García, M. D., Gutiérrez, J. P. (2001), “Informes de Patología y de Peritaje de Estructuras”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 8 pp. González, A. (2001), “Intervenciones de Reparación y Refuerzo de Estructuras”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 42 pp. González, A. (2001), “Patología y Diagnostico estructural”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 34 pp. González, E.(2001), “Sistemas para el diagnóstico y peritaje de estructuras. Criterios y metodología de Inspección”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 25 pp. Gutiérrez, J. P. (2001), “Patología en la Prefabricación”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 10, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 5 pp. Ortega, L., (2001), “Metodología para Evaluación de Estructuras Deterioradas”, Memorias XV Curso de Estudios Mayores de la Construcción, Seminario 9, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, 13 pp.

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ANEXO A DIAGRAMA DE FLUJO TEXTUAL O LITERAL

PREINICIO

(surge la falla)

INICIO

(se det ecta la falla)

Int ervención de int ermediarios

No ¿ El experto es contact ado ?

Si Int ervención del experto

Inspección preliminar

Dimensionamiento del proyect o Pueden exist ir varios ciclos Elaboración del proyect o

¿ Es aceptado el proyect o ?

No

Si Revisión minuciosa

Fase I

Fase II

Fase III

Fase IV

Obtención de información básica

Selección de las puebas de laboratorio

Regist ro de condiciones reales

Obtención de evidencias

Análisis de información básica

Obt ención de muestras

Detección de agentes dest ructivos

Inst alación y operación de equipos de monit oreo

Definición de las acciones teóricas

Ej ecución de pruebas

Definición de acciones actuantes

Cálculo de las resist encias t eóricas

Análisis de los resultados de las pruebas

Calculo de las resist encias reales

Comparación, análisis y comparación de los result adosde las fases

Proponer los "Mecanismos de falla" Selección del mecanismo de falla más lógico

Se generan consecuencias adversas

¿Se establecieron las causas de la falla?

No

¿Se pueden establecer las causas?

Si No

Si

No

¿Se requiere un informe escrito?

Si Redacción del informe final

Entrega del informe final

¿Se requiere una propuest a de refuerzo o rehabilitación?

No

Si

α

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γ

β

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ANEXO A

α

γ

β Análisis de diversas propuestas

No

¿Se necesita un presupuesto?

Si Elección de las propuestas más viables

Se est ablecen las ventajas de las propuest a

Se establecen las desventajas de las propuestas

Seleción de la mejor propuesta

Ejecución de los cálculos númericos de refuerzo

Elaboración de la memoria de cálculo

No

¿Es aceptada la propuest a de rehabilitación o de refuerzo?

Si

Elaboración del presupuesto

Entrega del presupuesto

¿Se efectuaran los trabajos de rehabilitación o de refuerzo?

No

¿Se necesita una supervisión durante los trabajos de rehabilitación o refuerzo?

No

Si

Si Ejecución de los trabaj os

Supervisión durant e la ejecución

Ent rega del edificio rehabilitado o reforzado

Monitoreo de la obra a largo plazo

Elaboración del presupuest o de supervisión

Ent rega del presupuest o de supervisión

¿Se efect uara la supervisión?

No

Si Ejecución de la supervisión

FIN DEL PERITAJE

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