Patología - Evaluación y Práctica

EVALUACION A DISTANCIA Y PRÁCTICA CONSTRUCCION X – PATOLOGIA DE LAS EDIFICACIONES

MARTÍN AUGUSTO PINZON PARAMO Cod. 47482

Facultad de Ciencias y Tecnologías Construcción X – Patología de las Edificaciones Bogotá D.C., Junio 12 de 2010 1

EVALUACION A DISTANCIA Y PRÁCTICA CONSTRUCCION X – PATOLOGIA DE LAS EDIFICACIONES

Arq. Leonardo Martínez N.

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DE AQUINO

Facultad de Ciencias y Tecnologías Construcción X – Patología de las Edificaciones Bogotá D.C., Junio 12 de 2010 2

EVALUACION A DISTANCIA Y PRÁCTICA CONSTRUCCION X – PATOLOGIA DE LAS EDIFICACIONES

Arq. Leonardo Martínez N.

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DE AQUINO

Facultad de Ciencias y Tecnologías Construcción X – Patología de las Edificaciones Bogotá D.C., Junio 12 de 2010 2

TABLA DE CONTENIDO

Pág. I. Introducción

4

II. Objetivos

6

III. Desarrollo de la evaluación. 1. Primer punto.

7

2. Segundo punto

11

3. Tercer punto.

13

4. Cuarto punto

17

5. Quinto punto.

23

6. Segundo Punto

25

7. Séptimo Punto

47

IV. Conclusiones

64

V. Bibliografía

65

3

I. INTRODUCCIÓN Desde épocas remotas, la construcción ha sido uno de los principales baluartes del desarrollo de la civilización. El hombre ha perfeccionado una gran variedad de técnicas constructivas las cuales han contado como un elemento esencial para su desarrollo. En lo referente a la calidad y estabilidad de las obras, a través de los tiempos se han desarrollado una serie de técnicas orientadas a estudiar las diferentes problemáticas y fallas que se pueden presentar en ellas, cuyo estudio y análisis se conjugan en una ciencia denominada patología de las edificaciones. La Patología de la Edificación1, se puede definir como la "ciencia que estudia los problemas constructivos que aparecen en el edificio (o en parte de él) después de su ejecución". El concepto de patología abarca todas las imperfecciones, visibles o no, de la obra edificada desde el momento del desarrollo del proyecto. Patología, concepto inicialmente utilizado en la medicina y que ya hace unas décadas se ha incorporado a la construcción, que significa "estudio de una lesión". Y es exactamente eso lo que identificamos en algunas construcciones. Éstas pueden presentarse en diferentes partes componentes de un edificio, y responden a una gran cantidad de causas, que es necesario identificar en cada caso para poder resolverlas. Se consideran Patologías Constructivas 2 las diferentes lesiones patológicas habituales en la construcción, que se clasifican según su causa o agente causante. Estas lesiones pueden ser, según su origen:

•

1 2

Lesiones Físicas: causadas por la humedad, la suciedad, la erosión.

www.destinourbe.com/que-es-patologia-de-la-construccion.../comment-page-1/ http://www.construmatica.com/construpedia/Categor%C3%ADa:Patolog%C3%ADas_Constructivas

4

•

Lesiones Mecánicas: sus causas se deben a un factor mecánico: grietas, fisuras, deformaciones, desprendimientos y erosión debida a esfuerzos mecánicos.

•

Lesiones Químicas: previamente a su aparición interviene un proceso químico (oxidación, corrosión, eflorescencias, organismos vivos, etc.)

Conocer las Patologías Constructivas es clave para evitarlas en futuras obras. Según a qué área de la construcción afecten pueden clasificarse como:

•

Patologías de los acabados o lesiones menores

•

Patologías de los suelos en las que el comportamiento del suelo puede generar  lesiones en el edificio

•

Patología de los elementos estructurales del hormigón que son las debidas a los esfuerzos no controlados

•

Entre otras.

Para poder diagnosticar correctamente una patología primero se debe conocer cuál es el origen que causa la misma, para poder así encontrar la solución óptima para su reparación. Las lesiones patológicas deben ser analizadas mediante el diagnóstico de un especialista, ya que es muy importante un diagnóstico acertado para proceder al tratamiento y la óptima recuperación de la parte afectada. En el Cd anexo encontraremos algunos documentos técnicos sobre las diferentes patologías de la construcción en varios de sus capítulos constructivos, acompañado de algunos manuales y enciclopedias. De igual manera se anexaran algunas copias de documentos sobre el tema de patología, tomados de varios documentos técnicos y manuales, los cuales estarán debidamente relacionados en la bibliografía del informe.

5

I. OBJETIVOS 1. Conocer y comprender la definición de patología de las edificaciones y sus

alcances técnicos. 2. Comprender las diferentes formas de fallas y problemáticas que se pueden presentar antes, durante y después de construir una edificación. 3. Analizar las diferentes Patologías que se pueden dar en los diferentes elementos constructivos que conforman una construcción u obra civil. 4. Diferenciar plenamente las diferentes patologías que presentan los elementos estructurales de concreto. 5. Observar, definir e identificar las Patologías de los muros y ladrillos.

6

II. DESAROLLO DE LA EVALUACIÓN ACTIVIDADES 1. Investigue los diferentes tipos de esfuerzos en las estructuras 3.

Para dar un buen desarrollo a este punto creo que debemos tener en cuenta las diferentes propiedades mecánicas de los materiales: 1.1 Propiedades Mecánicas Las propiedades mecánicas de los materiales son las que definen el comportamiento de estos. Las más importantes son elasticidad, rigidez, plasticidad, dureza, fragilidad, tenacidad, resistencia a la fatiga, resiliencia y resistencia mecánica:

•

La elasticidad es la capacidad que tienen los materiales elásticos de recuperar la forma primitiva cuando cesa la carga que los deforma. Si se rebasa el limite elástico, la deformación que se produce es permanente.

•

La rigidez es su opuesto, en esta caso se rebasara antes el límite de elasticidad y el material se fracturara.

•

La plasticidad es la capacidad que tienen los materiales de adquirir deformaciones permanentes bajo la acción de esfuerzos exteriores, sin llegar a la ruptura.

•

La dureza es la mayor o menor resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o penetrados.

•

La fragilidad es la propiedad opuesta a la tenacidad; el intervalo plástico es muy corto y por tanto, sus límites elásticos y de rotura están muy próximos.

•

La tenacidad es la capacidad de resistencia a la rotura por la acción de fuerzas exteriores.

3

http://html.rincondelvago.com/estructuras_1.html

7

•

La resistencia a la fatiga es la resistencia que ofrece un material a los esfuerzos repetitivos.

•

La resistencia mecánica es la capacidad de los materiales a soportar esfuerzos de tracción o compresión, cizalladura o esfuerzos cortantes, flexión y torsión.

1.2 Esfuerzos a que pueden ser sometidos los materiales Los materiales sólidos responden a fuerzas externas como la tensión, la compresión, la torsión, la flexión o la cizalladura. Los materiales sólidos responden a dichas fuerzas con:

•

Una deformación elástica (en la que el material vuelve a su tamaño y forma

originales cuando se elimina la fuerza externa) •

Una deformación permanente

•

Una fractura

Una vez observado lo anterior tenemos:

•

La tensión es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un

cable que sostiene un peso. Cuando un material esta sometido a tensión suele estirarse, y recupera su longitud original(deformación elástica),si esta fuerza no supera el límite elástico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original(deformación plástica), y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material. •

La compresión es una fuerza que prensa, esto tiende a causar una

reducción de volumen. Si el material es rígido la deformación será mínima ,siempre que la fuerza no supere sus limites; si esto pasa el material se doblaría y sobre el se produciría un esfuerzo de flexión. Si el material es plástico se produciría una deformación en la que los laterales se deformarían hacia los lados. •

La flexión es una fuerza en la que actúan simultáneamente fuerzas de

tensión y compresión; por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime. Si estas fuerzas no superan los limites de flexibilidad y compresión de del material este solo se deforma, si las supera su produce la ruptura del material. 8

•

La torsión es una fuerza que dobla el material, esto se produce cuando el

material es girado hacia lados contrarios desde sus extremos. En este tipo de fuerza también actúan simultáneamente tensión y compresión. Si no se superan sus límites de flexión este se deformara en forma de espiral ,si se superan el material sufrirá un ruptura. •

La cizalludura es una fuerza que corta, esto se produce cuando el material

presionado(en dos partes muy cercanas) por arriba y pro abajo. En este tipo de fuerza también actúan simultáneamente tensión y compresión. Si esta fuerza no supera los limites de flexión y compresión del material este se deformara ,si los supera la fuerza producirá un corte en este. 1.3 Ensayos y sus tipos Los ensayos son procedimientos normalizados que permiten conocer o comprobar las características y propiedades de los materiales. Debido a la gran cantidad de tipos de ensayos que se realizan en la industria, se han clasificado en tres criterios para clasificarlos. 1.3.1 Dependiendo de la rigurosidad de sus ejercicios:

•

Ensayos técnicos de control. Son aquellos que se realizan con rapidez y simplicidad.

•

Ensayos científicos. Son aquellos que se realizan con gran precisión, fidelidad y sensibilidad; para investigar características técnicas de nuevos materiales.

1.3.2 Dependiendo de la forma de realizar los ensayos:

•

Ensayos destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a este tipo de experimentos ven alteradas su forma y presentación inicial.

•

Ensayos no destructivos. Son aquellos en los que los materiales sometidos a este tipo de experimentos no ven alteradas su forma y presentación inicial.

9

1.3.3 Dependiendo de los métodos empleados en la determinación de as propiedades de los materiales:

•

Ensayos químicos. Son aquellos que nos permiten conocer la composición química cualitativa y cuantitativa del material, así como su comportamiento ante los agentes químicos.

•

Ensayos metalográficos. Son aquellos en los que se estudia la estructura interna del material con ayuda del microscopio.

•

Ensayos físicos y físico-químicos. Son aquellos que nos permiten determinar las propiedades físicas, las imperfecciones y las malformaciones del material.

•

Ensayos mecánicos. Son aquellos que determinan las características elásticas y de resistencia de los materiales sometidos a esfuerzos o deformaciones.

Tracción – Compresión

Flexión

Corte o Cizalladura - Torsión 10

2. Investigue y muestre con un ejemplo gráfico y fotografías, las patologías que pueden ser producidas por errores del Proyecto, errores de Ejecución, de errores de Mantenimiento y de errores de Uso. El estudio4 de los procesos patológicos y, sobre todo de sus causas, nos permiten establecer un conjunto de medidas preventivas destinadas a evitar la aparición de nuevos procesos. En la prevención habrá que considerar, sobre todo, la eliminación de las causas indirectas, que afectan a la fase previa del proyecto y ejecución, así como al mantenimiento. Las causas indirectas son todos los factores inherentes a las unidades constructivas, como la composición química, la forma o la disposición, y que se deben casi siempre a un diseño defectuoso o a una mala selección. Una causa indirecta no es suficiente para que se produzca un proceso patológico, en general se necesita la combinación de varias causas indirectas y de diferentes tipos. Estos tipos podrían clasificarse de la siguiente manera:

•

DE PROYECTO. Se deben a errores en la elección del material, la técnica, el diseño y la disposición de los distintos elementos y unidades constructivas: La errónea elección del material o la falta de definición que conlleva un pliego de condiciones defectuoso e incompleto; la técnica y sistema constructivo inadecuado tanto en la elección del material como en la definición de la función que debe cumplir una unidad constructiva; el diseño defectuoso de un elemento constructivo, y la falta de estudio y diseño adecuados tanto de juntas como de materiales y elementos, que producirá a la larga filtraciones, desplazamientos y grietas.

•

DE EJECUCIÓN. Son aquellos factores que proceden de errores en la ejecución de una unidad constructiva y que no tienen relación con los errores de proyecto. Suelen, en líneas generales, ser debidos al incumplimiento de las condiciones técnicas (pliegos, especificaciones, normativas).

•

DE MATERIAL. Son los factores que proceden de errores durante la fabricación de un material determinado y que producen la pérdida de las características correctas de dicho material. Si un material específico no cumple las características físicas, mecánicas y químicas necesarias para la misión constructiva que le corresponde, el proceso patológico surgirá más pronto o más tarde.

4

http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/Cubiertas_planas/Prevenci%C3%B3n

11

•

DE MANTENIMIENTO. Son factores inherentes al mal uso de un edificio, por falta de un mantenimiento periódico apropiado o porque el edificio realiza funciones para las que no ha sido diseñado. En este tipo de causas en muy importante que el usuario tenga conciencia de que un correcto uso del edificio alargará su vida útil.

12

3. Explique por medio de 5 ejemplos de malas prácticas, lo que NO se debe hacer en las obras. (incluya gráficos y fotografías). Las malas prácticas en la construcción se dan en toda América Latina 5. Eso lo ha descubierto en las auditorías que realiza a obras de construcción el ingeniero costarricense Minor Murillo, que impartió una conferencia sobre Malas y Buenas Prácticas en la Construcción en septiembre último. Murillo es investigador senior de Holcim (Costa Rica) y fue invitado por Holcim (Nicaragua) para hablar del tema. La actividad se realizó en la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) con una muy buena concurrencia. “No he visitado obras aquí, pero creo que las malas prácticas también se deben ver”, comentó Murillo para Arquitectura&Construcción, y lo repitió durante su presentación. Con la conferencia, el investigador dijo que pretendía instar a los constructores a volver a las tecnologías del concreto, que simplemente se pasan por alto. “Mi intención es que se produzca un cambio y las cosas se empiecen a hacer bien”, manifestó. Esto último no cuesta mucho, según se pudo comprobar en la conferencia, porque Murillo también mostró que hay buenas prácticas en la construcción. Omnipresentes Las malas prácticas en la construcción empiezan con el uso inadecuado de las materias primas y están presentes en todo el proceso. “Hay malas prácticas cuando no manejamos bien el cemento, cuando no pr eparamos bien el concreto, cuando lo colocamos mal y cuando lo curamos”, enumeró Murillo. También se pasan por alto las medidas de seguridad en las obras.

5

http://www.construccion.com.ni/articulo?idarticulo=256

13

Las malas prácticas en la construcción tienen que ver con un manejo inadecuado e irresponsable de los recursos naturales. “Se trata de hacer conciencia de que esos materiales no se pueden volver a usar”, expresó el investigador de Holcim (Costa Rica). “Se pueden usar buenas prácticas” Las buenas prácticas en la construcción son de obligatorio cumplimiento en las obras del sector privado. El Centro Tecnológico del Concreto (Cetec) de Holcim (Costa Rica), se ha dedicado a las auditorías de concretos y morteros en el lugar de las obras desde el 2001 y la mayoría de solicitudes provienen de altos cargos de las empresas. “Las auditorías, en un 80 por ciento, son solicitadas por los presidentes o gerentes de las empresas dueñas del proyecto, mientras que el restante 20 por ciento por gerentes técnicos o funcionarios de menor rango”, afirmó Murillo. Eso, para él, demuestra que “sí se puede construir con buenas prácticas, que son empujadas por la empresa privada”. El Cetec ha hecho auditorías a urbanizadoras, fábricas de bloques y plantas de productos prefabricados, entre otros. Cambio de cultura Las siguientes son algunas recomendaciones a tomar en cuenta para poner en práctica buenas prácticas de construcción. Los investigadores de Holcim (Costa Rica) Minor  Murillo y Jorge Milanés, que las proponen, hacen énfasis en un cambio cultural, que va desde los profesionales de la construcción hasta los dueños de proyectos. Nota del alumno: a continuación identificare entre paréntesis y subrayado las malas prácticas y entre comillas la forma correcta de realizar el procedimiento correcto de acuerdo al texto original, del cual se ha realizado la respectiva referencia en este punto de la evaluación.

14

3.1 Materias primas:

•

(Mala disposición y almacenaje de los agregados). “Depositar los

agregados en un piso limpio para evitar la contaminación con materia orgánica y mantener separados entre sí en áreas que el agua pueda escurrir”.

•

(Mala selección del tipo y calidad de los agregados). “Los agregados deben

ser de primera calidad: limpios, sanos, provenientes de fuentes confiables y bien graduados”.

•

(Mala disposición, almacenamiento y distribución de los sacos de cemento).

“Estibar el cemento en tarimas (no más de ocho sacos), en lugares protegidos de la lluvia y consumir según el método PEPS (los primeros en entrar deben ser los primeros en salir)”.

•

(Uso inadecuado del agua). “Usar agua limpia y con temperatura lo más

baja posible.

•

Utilizar aditivos de acuerdo a las instrucciones del fabricante”.

3.2 Equipo y mano de obra:

•

(Utilización de equipos inadecuados y en mal estado). “Usar un equipo para mezclado apropiado para el proyecto y limpio (no permitir mezclado manual)”.

•

(Mala selección del personal de obra). “Personal de fabricación de concreto y mortero debe tener una preparación técnica”.

3.3 Dosificación:

•

(Ausencia de control en la verificación de la fabricación del concreto). “El

profesional responsable de la obra debe suministrar la dosificación correcta para la fabricación del concreto”. •

(Exceso de agua en la mezcla). “Agregar la cantidad de agua necesaria a la

mezcla para poder trabajar sin tener que adicionar agua posteriormente, ya que disminuye notablemente la resistencia”. •

(Falta de supervisión en el muso de aditivos). “Usar aditivos para concretos

en casos en los que se necesite mayor fluidez de la mezcla”. 15

3.4 Colocación:

•

(Mala disposición del concreto). “Depositar el concreto y el mortero en forma continua, lo más cerca de su ubicación final”.

•

(Mal transporte del concreto dentro de la obra). “El concreto se debe mover  horizontalmente a largas distancias mientras se coloca, para evitar la segregación”.

•

(Falta de control en el agua a utilizar en la mezcla). “Eliminar agua estancada para que no se mezcle con el concreto”.

•

(uso inadecuado en la compactación del concreto). “Compactar el concreto con instrumentos adecuados, en dependencia de la consistencia de la mezcla y condiciones de colocación”.

•

(Falta de control de la temperatura ambiente). “Considerar la temperatura ambiente antes de colocar el concreto y mortero, para evitar hacerlo en las horas de mayor radiación solar y disminuir problemas de cambios volumétricos por  contracción plástica”.

•

(Falta de control en la limpieza de la superficie donde se colocara el concreto). “Colocar el mortero en una base libre de polvo, grasa, materia orgánica y trozos de concretos o morteros”.

3.5 Curado:

•

(Ausencia de agua para el buen curado). “Mantener el agua: encharcamiento, inmersión, rociado o aspersión”.

•

(ausencia de control). “Pérdida de agua: cubierta de plástico o membranas de curado.

Nota del Alumno: Aunque en este punto se hizo énfasis en las malas prácticas en el manejo, colocación y curado del concreto, debo añadir que cada uno de los diferentes procesos constructivos poseen tanto sus malas como buenas prácticas durante su desarrollo. Cada uno de ellos se define y se ejecuta de acuerdo a sus características y respectiva normatividad. 16

4. Debe consultar sobre el fenómeno de la Oxidación de la armadura del concreto reforzado, y explicar cómo se desarrolla y presenta en las estructuras. Investigue en las edificaciones de su región en donde se puede estar presentando, presente fotografías que sustente su trabajo y argumente el análisis que realiza. La Corrosión de Armaduras en el Hormigón Armado 6 es uno de los daños más frecuentes y que ocasionan mayores deterioros en las estructuras de Hormigón Armado. Se manifiesta mediante el desprendimiento del hormigón de una forma puntual o longitudinal, dejando las armaduras próximas a la superficie sin protección, por lo que con el tiempo quedan recubiertas por una película de óxido que se manifiesta mediante la aparición de manchas en la zona afectada. Durante la hidratación del cemento se libera hidróxido cálcico, también llamado portlandita, que otorga carácter básico al hormigón, situando al pH entre 12 y 13. Con estos valores de pH el acero de las armaduras se encuentra pasivado, es decir, recubierto con una capa de óxidos, compacta y continua, que lo mantiene protegido de la corrosión. Si bien existen varias causas que pueden dar lugar a la destrucción de la capa pasivante del acero, en la práctica los factores que promueven la corrosión electroquímica de las armaduras en el interior del hormigón son mayoritariamente la carbonatación y la presencia de cloruros, o ambos factores en conjunto, ayudados por el fisuramiento o la porosidad del hormigón que permite el paso hasta las armaduras de oxígeno, humedad y de diversos agresores del medio. Este tipo de patología bastante frecuente pone en peligro la solidez de los elementos afectados y necesita a menudo reparaciones costosas por la repetición de un gran numero de elementos idénticos (fachadas, cornisas, etc.) La Corrosión7 supone una pérdida de material metálico a partir de una pila electroquímica que se forma entre dicho elemento metálico y otro material próximo; suele aparecer como consecuencia de un proceso de oxidación-reducción y afecta a todos los metales, especialmente al acero por su contenido en hierro. Existen las siguientes variantes: 6 7

http://www.construmatica.com/construpedia/Corrosi%C3%B3n_de_Armaduras_en_el_Hormig%C3%B3n_Armado http://www.construmatica.com/construpedia/Corrosi%C3%B3n

17

•

Oxidación previa: Se da especialmente en elementos estructurales, de cerrajería o auxiliares de los cerramientos, que no tienen protección y carecen de la ventilación suficiente.

•

Aireación diferencial: Aparece en zonas de humedad continua, adyacentes a otras de secado más fácil; las húmedas se corroen.

•

Inmersión: Aparición de hidróxido que se disuelve en función del Ph del agua, perdiéndose material.

•

Par Galvánico: Se da en elementos de cerrajería y carpintería, cuando están en contacto con otros metales, con corrosión puntual.

La corrosión electroquímica del acero de las armaduras del hormigón es uno de los daños más frecuentes que ocasionan graves deterioros en las estructuras de Hormigón Armado. El fenómeno se desarrolla invisible y lentamente al interior de la estructura y cuando muestra signos visibles en el exterior, obliga a reparaciones costosas y muchas veces al cierre de las vías o instalaciones, sumándose el costo del lucro cesante al costo de la reparación. Los efectos de la corrosión de las armaduras influyen directamente sobre el acero, sobre el hormigón y sobre la adherencia acero-hormigón. En el acero se va produciendo una pérdida de sección, que implica una pérdida de la capacidad estructural del elemento. Como consecuencia de la corrosión, el hormigón de recubrimiento de las armaduras primero se fisura y luego se desprende debido a que los productos originados durante la corrosión tienen un volumen mayor que el acero original, produciéndose un incremento de volumen que transmite tensiones al hormigón provocando su deterioro. Como causas de la corrosión de armaduras tenemos:

•

Carbonatación

•

Presencia de cloruros

•

Fisuramiento

•

Porosidad del hormigón, que permite el paso hasta las armaduras de oxígeno, humedad y de diversos agresores del medio

Los aditivos inhibidores de corrosión son sustancias que adicionadas en pequeñas cantidades al hormigón, en el momento de su confección, logran inhibir las reacciones 18

necesarias de manera que la reacción electroquímica no ocurra. Se adicionan a la mezcla en la planta o directamente al Camión Hormigonera. Corrosión de las Armaduras8 En primer lugar, hemos de distinguir entre oxidación y corrosión electroquímica. La oxidación se presenta en toda la superficie del acero, mientras que la corrosión se localiza en un principio en puntos que actúan como ánodos, dando lugar a la corrosión localizada aunque luego llegue a extenderse a toda la superficie formando la corrosión generalizada. Si la corrosión se presenta de forma puntual en la superficie del metal se denomina corrosión por picadura. Los procesos de corrosión se caracterizan por la presencia de hidróxido de hierro, de una tonalidad rojiza y denominada herrumbre. La corrosión generalizada se produce como un proceso que abarca a todo el metal que sufre el efecto corrosivo de forma homogénea y en toda su superficie, dando lugar a la formación de herrumbre con un incremento importante de volumen que se traduce en fuertes tensiones en el hormigón, ocasionando fisuración, disgregaciones y pérdida de adherencia del hormigón con las barras de acero. Es importante señalar la influencia de la fisuración en el proceso de corrosión. La fisura supone un camino de acceso a la armadura de los agentes agresivos, en particular del anhídrido carbónico y de los cloruros, mucho más rápido que la estructura porosa de recubrimiento. El ancho de fisura tiene importancia en la iniciación de la fisuración y en la rotura de la capa de pasivación. Después de la despasivación, en anchos hasta 0,4 mm, el ancho de fisura tiene poca importancia en la velocidad de corrosión. La primera manifestación de la corrosión del acero es el agrietamiento del concreto en diferente forma dependiendo de la localización del acero corroído por lo que puede manifestarse a lo largo de la varilla , o mediante descaramiento en una zona amplia , si existe concentración del refuerzo o limitada en caso contrario .al quedar el acero expuesto a la intemperie , la corrosión es progresiva

y se acelera mediante un mecanismo

complejo en el que están involucradas entre otros los siguientes factores: •

El diseño de la mezcla.

8

http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/Estructuras_de_hormig %C3%B3n/Lesiones#CORROSI.C3.93N_DE_LAS_ARMADURAS

19

•

El tipo de superficie especifica del cemento

•

La relación agua /cemento

•

El contenido de sales

•

Las condiciones de curado, edad e historia ambiental del concreto

•

La carbonatación

•

La temperatura y humedad relativa del concreto

•

La rugosidad y limpieza del refuerzo

•

El espesor del recubrimiento del concreto

•

Las condiciones ambientales sobre la vida útil.

A través de múltiples investigaciones se ha demostrado que la corrosión es un fenómeno de naturaleza electroquímica

por el flujo de corriente eléctrica conocido como la

formación de una media celda. El mecanismo surge por la diferencias de potencial eléctrico en diversos puntos, ocasionados por las diferencias de contenidos de humedad, concentración de electrolitos o por contacto con otro tipo de materiales. Dentro del concreto y a lo largo de una varilla de refuerzo se crea una celdilla de corrosión. Este fenómeno se presenta al formarse un ánodo (en donde se forma corrosión. La distancia entre estos dos componentes

de la celdilla puede variar 

aproximadamente de 6mm a 10mm o mas. Uno de los extremos es el cátodo donde ocurre la reducción electroquímica y el otro es el ánodo, que es donde se produce la oxidación electroquímica, formándose el oxido de hierro, el cual puede expandirse a ocupar de dos a siete veces el volumen del acero original. El flujo de la corriente solo es posible si existe un medio conductor eléctrico .El concreto seco y sin la presencia de sales solubles como lo son los sulfatos o cloruros en la cantidad suficiente, o un medio con baja alcalinidad y con la presencia de humedad, se convierte en un electrolito capaz de conducir la corriente eléctrica mediante el flujo de iones. El refuerzo de acero del pretensado y la mayoría de los elementos metálicos, si se encuentran expuestos a la humedad de la atmosfera, se oxidan mediante a la reacción química de oxidación. Esta reacción continua aun si el acero esta embebido dentro del concreto. Como el oxido ocupa mucho mas volumen que el acero donde se formo , el 20

proceso crea una acción de expansión radial alrededor de la varilla y lo revienta , formando inicialmente una fisura lineal. Esto puede permitir además la separación de laminas de concreto de (laminación) y eventualmente el daño. Cualquier concreto húmedo contiene suficiente electrolito como para conducir la corriente capaz de causar la corrosión. Mientras más seco es un concreto, menor será su conductividad. Para que se presente la corrosión es indispensable el oxigeno. La difusión del oxigeno a través del concreto saturado con agua es menor cuanto menor sea la relación A/C. En resumen para que se presente la corrosión, es necesario la presencia simultanea del electrolito, un medio húmedo y el oxigeno. El volumen incrementado, producto de la corrosión (el oxido ferroso tiene mayor volumen que el acero del cual se forma). Con ello resultan fisuras radiales con las que se inicia la pulverización del concreto. Estas fisuras adicionalmente proveen fácil acceso del oxigeno, humedad y cloruros en el concreto, creando las condiciones por donde continua y causa nuevas fisuras y finalmente significante pulverización. El llamado concreto de limpieza o resulta fundamental para el proceso constructivo puesto que con el se puede garantizar mejores condiciones de obra especialmente en lo que tiene que ver con la limpieza del refuerzo y calidad del suelo de soporte sobre todo en terrenos donde se presenta nivel freático alto. El tiempo hasta el daño de la capa pasiva normalmente se conoce como periodo de iniciación. La duración del periodo de iniciación depende de:

•

El espesor del recubrimiento del concreto

•

La calidad del concreto del recubrimiento

•

La agresividad del medio ambiente

•

La clase de mecanismo causante del deterioro.

Durante el periodo de iniciación, el proceso de corrosión se desarrolla signos visibles de deterioro en la superficie del concreto o del refuerzo. De esta forma el riesgo de daño a causa de futura corrosión solamente puede ser evaluado por investigaciones especiales. 21

La siguiente figura nos muestra El programa para computadora llamado EECC (Evaluación de Estructuras de Concreto), implementa el método simplificado para la evaluación de la corrosión en las armaduras de los elementos de concreto reforzado 9.

9

http://www.tec.cr/sitios/Vicerrectoria/vie/editorial_tecnologica/Revista_Tecnologia_Marcha/pdf/tecnologia_marcha_214/cap%209.pdf 

22

5. Complementando la información anterior, presente una estrategia para reparación y protección del concreto afectado por la oxidación. Entre las actividades que podemos realizar para la recuperación, reparación y protección del concreto afectado por corrosión podemos establecer varios procesos entre los cuales tenemos; 5.1 Refuerzo o Rehabilitación 10: En primer lugar debemos diferenciar entre refuerzo y rehabilitación de un elemento estructural:

•

Refuerzo: Trabajo que pretende aumentar la resistencia o rigidez de una estructura. Puede o no ser parte de una rehabilitación.

•

Rehabilitación: Lograr que una estructura pueda iniciar una nueva etapa de vida útil. Puede consistir de una reparación, una reconstrucción u refuerzo o todas ellas.

Para el proceso de refuerzo o rehabilitación de estructuras de concreto afectado por  oxidación o corrosión, debemos en primer lugar establecer los respectivos antecedentes de la estructura a intervenir, considerando factores como evaluación del proyecto original, identificar fabricante y calculista, tipificar materiales y técnicas constructivas, establecer  propiedades mecánicas mediante la realización de ensayos, reconstrucción de la geometría, etc. 5.2 Prevención de la corrosión 11 5.2.1 Utilizar concretos de baja permeabilidad Cuando el concreto es de baja permeabilidad, restringe el paso y retiene menos agua por  lo que posee una conductividad eléctrica baja, además de que por su baja absorción evita que otras substancias entren al concreto incluyendo oxigeno. Por otra parte una relación 10

Urdaneta, Germán, Patología del Acero Estructural, Presentación en Power Point,Universidad Santo Tomas, Bogotá, 2009 11 MUÑOZ MUÑOZ, Harold Alberto, Construccion de Estructuras, Cooleccion Basica del Concreto, Instituto del Concreto, p. 109. Bogotá.

23

baja de A/C, permite obtener concretos menos permeables y de mayor resistencia a la corrosión, pero teniendo en cuenta que deben existir contenidos adecuados de finos para evitar la porosidad que ello causa. 5.2.2 Proceso constructivo adecuado La buena técnica del vaciado del concreto constituye uno de los factores mas importantes para garantizar la durabilidad de la estructuras por lo que se debe insistir en la necesidad de utilizar concretos de bajo revenimiento, evitar la segregación, exigir un vibrado y compactación que garanticen la calidad de obra. Comple Complemen mentar tariam iament ente e con lo anteri anterior, or, debe debe asegur asegurars arse e un adecua adecuado do curado curado para para aumentar la hidratación del cemento logrando disminuir la permeabilidad. 5.2.3 Recubrimiento apropiado Con el fin de garantizar la debida protección del refuerzo, deben controlarse los espesores del recubrimiento en términos que las condiciones ambientales lo exijan. El uso de las panelas, debiera ser una constante en las obras puesto que ellas garantizan no solo el recubrimiento adecuado, sino su uniformidad. 5.2.4 Pendientado de superficies Ninguna Ninguna estructura estructura construida construida en concreto concreto debiera debiera tener superficies superficies horizontale horizontaless puesto puesto que con ello existe el riesgo de producir depósitos de agua. Todas las estructuras requieren pendientados mínimos o drenajes apropiados para la evacuación del agua.

24

6. Investigue cinco tipos diferentes de fisuras en estructuras, de columnas, vigas, losas,

placas y muros. Debe buscar en su región un caso de cada una de las clasificaciones de las fisuras, explicar su posible causa y presentar una alternativa para la corrección de la misma. El soporte de cada una es una fotografía y su respectivo esquema representativo elaborado por usted. Ante Antess de dar dar solu soluci ción ón efec efectitiva va al pres presen ente te punt punto o cons consid ider ero o agre agrega garr el sigu siguie ient nte e docume documento nto,, el cual nos

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solicitudes del concreto: Las estructuras de hormigón 12 se encuentran encuentran sometidas sometidas a solicitaci solicitaciones ones de diversos diversos orígenes. La determinación de la procedencia de esta solicitación es fundamental para la determinación de las lesiones y su posible evolución, ya que las mismas causas producen siempre los mismos defectos. Las solicitaciones se pueden clasificar, según su procedencia, en los siguientes grupos:

•

Agresiones biológicas

Aunque son poco frecuentes en la edificación el hormigón se puede ver sometido a agresiones biológicas, en especial ante superficies húmedas que pueden facilitar el alojo de determinados cultivos, en especial algas. Además, al igual que sucede frente a los agentes químicos, debido a la presencia de acero en su composición se ve afectado tamb tambié ién n por por aque aquellllas as bact bacter eria iass que que inte intens nsifific ican an con con su acti activi vida dad d los los proce proceso soss de corrosión.

Agresiones físicas y mecánicas Son las agresiones más frecuentes a las que se encuentra sometido el hormigón. Las de origen físico no son solo debida a causas externas, como sucede con las mecánicas, sino que pueden venir provocado por causas interiores, ya que en el proceso de elaboración del material este se encuentra sometido a cambios de temperatura generados durante su 12

http://es.wikibooks.org/wiki/P http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_e atolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/E dificaci%C3%B3n/Estructuras_de_horm structuras_de_hormig%C3%B3n/Problem ig%C3%B3n/Problem %C3%A1tica

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hidratación, y además durante toda su producción hasta su puesta en carga el material se encuen encuentra tra en presen presencia cia de agua, agua, necesa necesaria ria para el proces proceso o de hidrat hidrataci ación ón citado citado anteriormente.

Agresiones electroquímicas Estas suelen ser de lento desarrollo. Los agentes químicos mas habituales en el hormigón son los sulfatos, los cloruros, los carbonatos y los ácidos, entre otros; estos agentes provocan la corrosión del hormigón provocando graves daños estructurales y afectar a la durabilidad del hormigón. El ataque de estos agentes se puede producir sobre el cemento o sobre los áridos. Estos agentes químicos también pueden afectar a las armaduras, provocando su oxidación o corrosión. Este efecto se ve influido por las fisuraciones o por  la pérdida de alcalinidad del hormigón, ya que este protege a las armaduras frente a su corrosión. El estu estudi dio o de esta estass soli solici cita taci cion ones es y sus sus caus causas as será serán n desa desarr rrol olla lada dass con con mayo mayor  r  profun profundid didad ad en al aparta apartado do corres correspon pondie diente nte a causas causas materi materiale aless y mecani mecanismo smoss de deterioro.

Fallos característicos Como hemos podido observar en el desarrollo del primer apartado las lesiones más características que presenta el hormigón son las fisuras. Las solicitaciones más habituales que provocaran esta fisuración del material serán las provocadas por el comportamiento del propio material durante su elaboración o por acciones externas. Para su identificación deberemos atender a las características de las mismas, las más relevantes a la hora de identificar las mismas son:

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Geometría, será importante determinar el trazado, la anchura y profundidad de la fisura, así como si se encuentra ligada a las armaduras o la relación que posee con la geometría del elemento. Será también importante para determinar la posible afectación a las armaduras, en caso de que se encuentren ligadas a estas, saber  si se trata de una fisura activa o pasiva. 26

•

Trazado, será necesario conocer si se trata de una fisura intergranular, transgranular o mixto, y la proporción de granos que han sido atravesados o rodeados. Habrá que especificar también si se trata de una fisura sucia o limpia.

•

Aparición, se trata de un factor determinante a la hora de establecer las causas y mecanismos de deterioro y el tipo de lesión. Será necesario definir en cual de las etapas descritas con anterioridad se ha producido la fisura, y si fuera posible se debería especificar día y hora de la primera aparición.

•

Evolución, para determinar el alcance y poder realizar un pronostico sobre el alcance que puede tener la lesión será necesario establecer si se trata de una fisura de tipo activo o pasivo, así como determinar la rapidez en su evolución y sus variaciones de anchura y de longitud.

•

Ubicación, el estudio del tipo de elemento en el que aparece, la orientación del mismo y la comparación de este con elementos análogos puede ser determinante a la hora de determinar el origen de la lesión y establecer una hipótesis de su evolución, que ayudara a determinar la reparación.

•

Origen, la determinación de las causas será necesario para la determinación de algunas de las características anteriores como su evolución, aunque también se podrá proceder a la inversa y tras un estudio de las características citadas determinar el origen del agente causante de la lesión (ambiente exterior, mecánico, físico o químico).

Ante procesos de fisuración visible se puede proceder del siguiente modo:

•

Se procederá a estudiar las fisuras (determinando las características enunciadas anteriormente), y se se enunciaran hipótesis sobre sus causas que serán analizadas con el fin de descartar aquellas que no se ajusten a los resultados del análisis.

•

Si fuera posible a partir del análisis previo de determinaran las causas de la fisuración. Si los estudios realizados permitieran descubrir las causas se procederá a su reparación. Si por el contrario no se pudiera llegar a una conclusión sobre el origen de estas se vigilara la evolución de le lesión y se proseguirán los análisis.

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•

Una vez determinadas las causas y la reparación necesaria, esta se llevara a cabo siempre que sea posible. En caso de que no se puede efectuar se aguardara para solucionar la lesión siempre vigilando la evolución de la fisura, y una vez que sea posible se establecerán las protecciones, refuerzos y juntas flexibles determinadas.

•

Si aun así no fuera posible combatir la causa se determinara la gravedad del caso, dando lugar a la demolición cuando presente gravedad, o vigilando su evolución y aceptando su existencia siempre que no constituya un riesgo para la seguridad del usuario.

Las lesiones de carácter químico son fallos a los que debemos prestar atención, ya que como se ha descrito en el primer apartado, pueden provocar una reducción considerable de la durabilidad del hormigón. Estas lesiones pueden ocasionar fallos en el edificio, provocando una deficiencia en el cumplimiento de alguna de las exigencias previstas en el proyecto. Según las características de estas exigencias los fallos se pueden producir en un edificio son:

•

Fallos mecánicos, afectan a la solidez, implican una pérdida de la capacidad mecánica o resistencia, estabilidad, rigidez que inciden en la seguridad estructural.

•

Fallos funcionales, afectan a la correcta utilidad del edificio, implican una pérdida de nivelación horizontal o vertical, o cualquier otro tipo de deformación que pueda dificultar el uso adecuado del edificio.

•

Fallos estéticos, afectan al decoro debido a cambio de coloración, este cambio de coloración se debe generalmente a corrosiones, eflorescencias, depósitos de polvo y cultivos biológicos.

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6.1 Fisuras en estructuras de Hormigón 13:

La fisuración se trata de una rotura en la masa del hormigón que se manifiesta exteriormente con un desarrollo lineal. La fisuración se produce siempre que la tensión, generalmente de tracción, a la que se encuentra sometido el material sobrepasa su resistencia última. En todas las construcciones en las que interviene el hormigón pueden aparecer fisuras que pueden manifestarse al cabo de años, de semanas, de días, o solamente de horas y que pueden estar motivadas por causas múltiples, unas veces actuando en solitario y otras asociadas a otros fenómenos. Las fisuras se distinguen por la edad de aparición en un elemento estructural, en su forma y trayectoria, abertura, movimiento, etc. La determinación de las causas que han provocado las fisuras es importante como medida previa a la reparación. Las fisuras pueden ser la vía por la cual pueden entrar al hormigón, principalmente, los agentes agresivos de tipo químico. No hay que pensar, que las estructuras fisuradas de hormigón son siempre peligrosas, lo que importa conocer es el tipo de elemento estructural en que han aparecido y la naturaleza de las fisuras. Éstas son especialmente peligrosas cuando sobrepasan determinados espesores y cuando están en determinados ambientes. 13

http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/Estructuras_de_hormig %C3%B3n/Lesiones/Fisuraci%C3%B3n

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Si tenemos en cuenta el momento en el que aparecen en el hormigón, distinguimos fisuras que se manifiestan en estado plástico y las que tienen lugar en el endurecido. En todo proceso de fisuración se pueden observar dos etapas: una microfisuración inicial y una macrofisuración posterior. Las microfisuras no son apreciables a simple vista pues, en general, no aparecen al exterior sino para convertirse en macrofisuras que son las que podemos llegar a evaluar. Se consideran microfisuras las fisuras en las que el espesor es inferior a 0,05 mm. También podemos clasificar las fisuras en función del movimiento que admitan diferenciando entre: fisuras estabilizadas o muertas en las que se llega a una abertura determinada y el proceso queda parado como ocurre, por ejemplo, en un proceso de retracción hidráulica; las fisuras en movimiento, aquellas en las que la fisuración continúa normalmente con una velocidad decreciente hasta llegar a la estabilización y, las fisuras vivas en las que la abertura es variable de acuerdo con la temperatura, con solicitaciones dinámicas, etc. Así mismo, las fisuras también pueden ser catalogadas como fisuras estructurales y fisuras no estructurales. Las fisuras estructurales son las debidas al alargamiento de las armaduras o a las excesivas tensiones de tracción o compresión producidas en el hormigón por los esfuerzos derivados de la aplicación de las acciones exteriores o de deformaciones impuestas. Las fisuras no estructurales son las producidas en el hormigón, bien durante su estado plástico, bien después de su endurecimiento, pero generadas por  causas intrínsecas, es decir, debidas al comportamiento de sus materiales constituyentes (asiento plástico, retracción plástica, contracción térmica inicial, retracción hidráulica, afogarado…)

6.1.1 Tipos de fisuras:

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6.1.1.1 Fisuras de retracción Hidráulica

•

Fisuras de retracción plástica. Afogarado

Exudación del hormigón Son características del hormigón fresco y son producidos por la tensión capilar en los poros llenos de agua apareciendo como consecuencia de un retraso en el curado o protección del hormigón (exudación). Se produce fundamentalmente entre la primera hora y las seis horas a partir de su vertido, aunque a veces pueden incluso aparecer al día siguiente. Tienen una gran importancia en aquellos elementos estructurales en los cuales prevalece la superficie sobre el volumen (losas) y en especial cuando hay una pérdida rápida de agua causada por tiempo seco, viento o altas temperaturas. La fisuración se facilita si existen cerca de la superficie armaduras o áridos gruesos que impidan la deformación del hormigón. La aparición de estas fisuras es más frecuente en tiempo seco, soleado y sobre todo con viento, aunque las temperaturas no sean altas, por lo que pueden aparecer también en tiempo frío e incluso húmedo si existe viento. Las fisuras de retracción plástica suelen ser superficiales con aberturas que oscilan entre 2 y 3 mm y van decreciendo conforme van profundizando en la pieza. También es habitual que lleguen a atravesar el espesor de las losas, a diferencia de las fisuras de asentamiento plástico. Este tipo de fisuras son muy frecuentes en las losas de hormigón y pueden mostrarse, por lo general, de las siguientes maneras: pueden seguir líneas paralelas diagonales, aproximadamente a 45º con las esquinas, con distancias entre ellas 31

comprendida entre los 20 centímetros y los 2 metros; presentarse a modo de crestas onduladas, o siguiendo un patrón indeterminado formando generalmente una especie de malla. También es común que sigan el recorrido de las armaduras o de alguna cualidad física de la pieza, como por ejemplo un cambio de sección o una interrupción en el hormigonado.

•

Fisuras de Afogarado

Las fisuras de afogarado (o fisuras en mapa) son un tipo de retracción plástica superficial intensa. Son siempre superficiales y generalmente de menos de 1 cm. de profundidad y de 0,05 a 0,5 mm de anchura aproximadamente. Suelen aparecer en la primera semana (a veces mucho después) después del hormigonado, durante la fase de endurecimiento. En los elementos de espesor variable, las fisuras aparecerán con más profusión en las partes más delgadas. Por lo general, las fisuras de afogarado se manifiestan como un dibujo en forma de red o malla no regular de entre 5 y 10 cm. de lado. No siguen líneas determinadas sino que se ramifican y presentan sinuosidades debido a que aparecen cuando el hormigón no tiene prácticamente resistencia y han de adaptarse al contorno de los áridos a los cuales no pueden romper. Tienen una finura tal que, a veces, solo se las percibe después de cierto tiempo cuando se han llenado de suciedad o polvo. Los nidos de fisuras son concentraciones fuertes de fisuras en una determinada zona.

•

Fisuras de asentamiento plástico

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Aparecen siguiendo las líneas de las barras de armado en aquellos elementos de hormigón que han sufrido un asentamiento plástico, es decir, un desplazamiento de las partes sólidas hacia el fondo del encofrado debido a la acción de la gravedad y del agua hacia la superficie del hormigón. En general, se trata de fisuras amplias y poco profundas, de escasa trascendencia estructural, aunque pueden tener incidencia en los efectos de corrosión de las armaduras al quedar desprotegidas. Suelen aparecer generalmente durante las tres primeras horas después del vertido del hormigón y, en algunas ocasiones, hasta las seis e incluso ocho horas posteriores. Aparecen en los lugares donde el movimiento de asentamiento derivado del descenso de la masa de hormigón se haya limitado. En función de la forma concreta de dicha restricción, se pueden distinguir los siguientes tipos:

•

Fisuras marcadas inmediatamente encima de las armaduras horizontales, ya sean éstas las armaduras principales o los estribos.

•

Fisuras horizontales en elementos verticales (como pilares, muros, etc.) cuando los estribos limitan el movimiento del hormigón al descender.

•

Fisuras coincidiendo con cambios bruscos de sección. Son muy frecuentes en forjados reticulares. Se forma a causa de la diferencia de asentamiento del hormigón según los diferentes grosores.

•

Fisuras coincidiendo con secciones delgadas de hormigón. Cuando el plano de las armaduras no permite el descenso del recubrimiento y lo desolidariza del resto de la pieza.

Retracción hidráulica en viga Retracción hidráulica en pilar

•

Retracción hidráulica en ménsula

Fisuras de retracción de secado 33

Se producen a consecuencia de las tensiones de tracción creadas en la masa de hormigón al quedar impedida la deformación provocada por los cambios volumétricos en la retracción de secado. Las fisuras de retracción de secado, a diferencia de las de retracción plástica, suelen tener una anchura constante y un trazado limpio sin entrecruzarse ni ramificaciones. Si la distribución de las fisuras es buena, estas fisuras de retracción son muy estrechas, del orden de 0,05 a 0,1 mm de anchura y es frecuente que no tengan más de 0,02 mm. Tampoco son profundas y no suelen penetrar en el hormigón de 4 a 10 mm. Pueden aparecer a partir de las dos o tres semanas desde el vertido del hormigón, pero el riesgo de su aparición persiste en condiciones normales hasta un año, retardándose a veces hasta los dos y tres años, en función de las condiciones de sequedad atmosférica. En este tipo de fisuración juegan un papel importante la rigidez del elemento estructural y sobre todo, la del conjunto estructural que le afecta. Se puede dar el caso de que en vez de producirse la fisuración en el elemento que se acorta, se produzca en los elementos que están unidos a él. Este efecto es frecuente en vigas de sección grande y muy armadas unidas a pilares esbeltos y poco rígidos; en este caso las fisuras aparecen en la cabeza y pie de los pilares en vez de en la viga. En el caso contrario, en vigas con luz más o menos grande, pueden aparecer fisuras perpendiculares a su eje, de espesor constante, que seccionan las vigas si éstas se encuentran coaccionadas por pilares de gran rigidez. Un caso típico de fisuras de retracción hidráulica lo tenemos en el caso de un pórtico de una crujía con dos vigas a distinto nivel. Si la viga superior tiene más rigidez y está más armada que la inferior retraerá menos que ésta, dando lugar a que ésta última sea la que se fisure. En los forjados pueden aparecer fisuras de retracción si estos están coaccionados por  vigas o nervios unidos a ellos. La retracción en elementos verticales puede originar fisuras en elementos horizontales que funcionen hiperestáticamente con ellos. En el caso de retracción diferencial en los

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diferentes elementos verticales, da lugar a un estado tensional en las vigas y forjados que puede ser comparable al producido por un asiento diferencial del terreno. La retracción en láminas y cáscaras, al tener más libertad de deformación que los otros elementos estructurales, se traduce en una reducción de las flechas si las vigas de borde impiden los movimientos en estas líneas. Sin embargo, al deformarse la lámina por  retracción pueden aparecer fisuras en su intradós. Las fisuras de retracción en láminas deformables, pero coaccionadas en sus bordes, son muy parecidas a las de flexión presentando una abertura variable que va disminuyendo desde el intradós hasta la línea neutra de la sección. Los muros de contención de tierras son elementos de gran masa con tendencia a sufrir  los efectos de la retracción. Por lo general, las fisuras en estos muros, suelen presentarse en su coronación y van decreciendo hacia el terreno a la vez que van cerrándose hasta llegar a desaparecer en la proximidad de éste debido a que la humedad y el abrigo que proporciona el terreno son unas condiciones muy favorables para el curado. La fisuración por retracción hidráulica puede afectar solamente a los recubrimientos. Esto ocurre en los elementos muy armados en los que las propias armaduras son las que coaccionan los movimientos del núcleo de la pieza y no los de ellos que al ser más superficiales son más propensos a retraer, dando lugar a la aparición de fisuras superficiales y en ocasiones a pequeños desprendimientos localizados en zonas del recubrimiento. 6.1.1.2 Fisuras de entumecimiento hidráulico Aquellas que aparecen a consecuencia del aumento de volumen del hormigón, como consecuencia de un contacto permanente con el agua. Desde el punto de vista de la fisuración, son menos peligrosas que las de retracción debido a la menor resistencia a tracción de los hormigones y a los valores relativos más altos de las retracciones con respecto a los entumecimientos. 6.1.1.3 Fisuras térmicas

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Retracción térmica en viga

Las fisuras suelen aparecer en la superficie en forma de un mapa de fisuras de escasa profundidad (algunos milímetros o centímetros). A veces son tan finas que sólo se observan si se humedece con agua la superficie del hormigón. Las diferencias de temperatura dentro de la masa del hormigón producen cambios volumétricos diferenciales en la misma y cuando la tensión de tracción generada es superior a la resistencia del hormigón se produce la rotura del mismo.

•

Fisuras de dilatación

El hormigón se contrae con el frío y con el calor aumenta su volumen y, con él, su longitud. Si no se determinan estos movimientos en la estructura se llegará, en general, a la fisuración, porque el movimiento no quedará absorbido por una red de juntas debidamente situadas. Como consecuencia de estas omisiones se formarán fisuras en el hormigón.

•

Fisuras por contracción térmica inicial

Suelen aparecer entre el primer y quinto día después del vertido, cuando el hormigón ha finalizado ya su fraguado. La expansión que produce el calor generado por las reacciones de hidratación del cemento provocan tensiones en las zonas a temperaturas más frías del mismo elemento, por estar en contacto con el ambiente, o con volúmenes de hormigón puestos en obra con anterioridad que van impidiendo su libre movimiento de retracción inicial. Abundan especialmente en los muros de contención, en las losas y, en general, en aquellos elementos de espesor considerable, en especial cuando la disipación de calor  del núcleo se halla impedido por alguna de sus superficies. Suelen confundirse con las de 36

retracción hidráulica ya que hay una elevada coincidencia con los lugares habituales de aparición y con algunos de los factores que influyen en su formación. 6.1.1.4 Fisuras de origen químico Las reacciones químicas producidas entre algunos tipos de áridos silíceos y los álcalis existentes en el hormigón, el ataque de ácidos, sulfatos etc., pueden dar lugar a reacciones expansivas que se manifiestan inicialmente mediante una fisuración superficial del hormigón.

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Fisuras por reacción árido-álcali

Los daños que presentan los hormigones dañados por la reacción árido-álcali se manifiestan en forma de pequeñas fisuras de forma irregular que aparecen en la superficie de los mismos, o en forma irregular que aparecen en la superficie de los mismos, o en forma de cráteres localizados. El daño se inicia con una pequeña superficie fisurada de forma irregular seguida eventualmente por una completa desintegración. La expansión progresa en las direcciones de menor resistencia originando fisuras paralelas a la superficie y en la dirección de los esfuerzos de compresión a que esté sometido el elemento.

•

Fisuras por oxidación de áridos sulfurosos

Se manifiesta en forma de fisuras poligonales o rectas que van aumentando hasta convertirse en grietas. A su vez, y tal y como se comenta más adelante, van produciendo un hinchazón y desagregación del hormigón en la zona afectada.

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•

Fisuras por corrosión de la armadura

Fisura por corrosión de la armadura

Fisura por corrosión de la armadura

Las fisuras debidas a la corrosión de armaduras y consiguiente expansión del óxido son paralelas a la dirección de la armadura. La causa es la corrosión de la armadura, bien por  escasez de recubrimiento, bien por falta de capacidad de protección del hormigón. La formación de óxido sobre la barra de acero ejerce presión sobre el recubrimiento provocando su estallido. Por lo general, las fisuras aparecerán manchadas de óxido, por  lo que esta patología es muy fácil de detectar. En barras sometidas a compresión, tales fisuras tienen la misma dirección que las que hubieran podido deberse al estado tensional de la pieza. Las debidas a corrosión de la armadura principal se caracterizan porque se encuentran próximas a los vértices y porque, con frecuencias, los labios de la fisura se encuentran en distinto plano. El ancho evoluciona hasta valores muy altos (hasta 0,5/1 mm. Así mismo, la fisuración también puede suponer una causa secundaria de corrosión de armaduras. 6.1.1.4 Fisuras por adherencia Se produce en zonas en que la armadura que trabaja a tracción se encuentra insuficientemente anclada. Se caracteriza por fisuras normales a la armadura, acompañada en ocasiones por fisuras paralelas a aquellas.

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6.1.1.5 Fisuras debidas a acciones mecánicas Aquellas que aparecen en los elementos estructurales cuando se ha producido el agotamiento del hormigón. Sin embargo, la fisuración no es por sí misma un indicio alarmante, dado que lo habitual es que las piezas de hormigón se fisuren en estado de servicio. De hecho, el estudio de las deformaciones en estructuras flectadas de hormigón, tiene dos estados que se diferencian por que la pieza pasa de un primer estado sin fisurar  a un segundo estado fisurada, sin que ello implique problemas patológicos. Para comprobar si realmente corresponde a una situación de alarma, es preciso atender a su evolución. Formas de las fisuras en el hormigón según las distintas solicitaciones:

•

Fisuras por compresión

Fisuras por compresión

Compresión en elementos

Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección del esfuerzo. La separación entre ellas es muy variable y su trazado es irregular debido a la heterogeneidad del hormigón. Las fisuras pueden tener trazados diferentes a los indicados si la pieza está impedida de deformarse en determinadas zonas. Las piezas muy esbeltas sometidas a compresión pueden presentar fisuras muy peligrosas en la parte central de las mismas y sólo en una de sus caras. Estas fisuras, que suelen ser finas y estar muy próximas unas a otras, pueden ser índice bastante claro de la iniciación de un fenómeno de pandeo. Hay una diferencia esencial entre las fisuras de compresión y las de tracción: las fisuras de tracción aparecen repentinamente mientras que las de compresión empiezan a hacerse visibles con esfuerzos inferiores a los de rotura y van aumentando de tamaño de forma continua. 39

•

Fisuras por tracción

Fisuras por tracción

Tracción en elementos

Las fisuras producidas por la acción de esfuerzos de tracción presentan superficies perpendiculares a la dirección del esfuerzo. Son fisuras poco frecuentes en el hormigón armado ya que lo impiden las armaduras. Sin embargo, cuando las deformaciones de las barras sobrepasan un determinado valor, pueden aparecer coincidentes, en general, con el lugar donde están colocados los estribos. Son fisuras que aparecen de forma súbita y atraviesan la sección.

•

Fisuras por flexión

Fisuras por flexión simple

Fisuras por flexión compuesta

Flexión en elementos

Este tipo de fisuras pueden presentar aspectos diferentes según correspondan a flexión simple o a flexión combinada con esfuerzo cortante. Las fisuras por flexión simple 40

aparecen en las proximidades de las armaduras sometidas a tracción y progresan verticalmente buscando la línea neutra, a la vez que su anchura va disminuyendo, para curvarse buscando el punto de aplicación de las cargas y desaparecer en la zona de compresión. En el caso de las vigas, este tipo de rotura se presenta prácticamente siempre, aunque en forma de fisuras muy repartidas, que no van más allá de la armadura inferior. En algunos casos, esta fisuración va acompañada o precedida por el deterioro de la zona de compresión. En ésta pueden aparecer fisuras paralelas a la directriz de la barra, similares a las producidas por la compresión simple. Estas fisuras pueden no aparecer y dar paso directamente a la plastificación y rotura del hormigón. Si la flexión es compuesta es posible que sea la fibra más comprimida la que sufra la fisuración. Es normal que vigas sometidas a flexión con cargas concentradas próximas a los apoyos se fisuren por cortante y no por flexión.

•

Fisuras por cortante

Fisuras por cortante

Cortante en elementos

En el caso de esfuerzo cortante simple, como la resistencia a tracción es muy inferior a la de compresión, las fisuras serán perpendiculares a la tensión de tracción. Las fisuras de cortante suelen aparecer en el alma de las vigas sometidas a flexión y van progresando hacia las armaduras para llegar finalmente hasta los puntos de aplicación de las cargas con lo cual dividirán las piezas en dos partes. Su inclinación sigue el antifunicular de las cargas que actúan sobre el elemento, fisurando al hormigón su este no dispone de armadura suficiente para absorber las tracciones producidas.

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•

Fisuras por torsión

Las fisuras debidas a la torsión aparecen generalmente en las caras de barras sometidas a tal estado tensional; se caracterizan por formar siempre un ángulo de 45º con el eje de aquéllas y por describir un trazado helicoidal. Este tipo de fisuras es frecuente en estructuras de edificios cuando existen brochales que arriostran pórticos de luces descompensadas y cuando no se ha tenido en cuenta el efecto de torsión que se origina colocando la armadura precisa para absorberlo.

•

Fisuras de punzonamiento

Punzonamiento

Punzonamiento en zapata

Se caracterizan por la formación de una superficie de fractura de forma troncopiramidal cuya directriz es el área cargada. Por lo general, se localizan en ábacos de los forjados reticulares y en las uniones de vigas planas con pilares. Los fallos de punzonamiento son frecuentemente de tipo frágil y han sido origen de numerosos hundimientos.

6.1.2 Inspección de fisuras con Fisurometros 14 14

http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci %C3%B3n/Conceptos_generales/Definiciones/Instrumentos_y_Pruebas/Fisur%C3%B3metros

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Es la herramienta que permite medir el grueso de una fisura; también nos pueden permitir  medir y cuantificar los movimientos que se producen en una fisura en función del tiempo o de la temperatura.

•

Cuentahilos

Cuentahílos

Instrumento que tiene una o dos lentes de aumento y una escala graduada impresa en un cristal, que nos permite medir el grueso de la fisura con una precisión de hasta 0,1 mm. Para medir se debe superponer el cuentahílos en la fisura.

•

Fisurometro de regleta

fisurometro

Formado por dos piezas las cuales se fijan cada una a una parte de la fisura de forma permanente, y lleva incorporada una escala graduada, de manera que nos permite hacer  un seguimiento de la evolución de la grieta. La sensibilidad es de hasta 0,5 mm.

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•

Deformometro

Deformometro

Se trata de una pieza metálica extensible con un comparador en la parte central que capta las variaciones de longitud. Se deben fijar dos tetones, uno a cada lado de la fisura, y colocar los extremos del deformómetro sobre ellos. Este aparato tiene mucha más precisión que los anteriores, hasta 0,001 mm. También permite obtener información sobre los movimientos producidos en un plano; en este caso se debe fijar en tres puntos el aparato de manera que formen un triángulo sobrepuesto a la fisura.

•

Extensometro

Extensometro

Instrumentación mediante extensímetro eléctrico: Se dispone un captador eléctrico de desplazamientos (un extensímetro eléctrico) a un lado de la fisura y un elemento de referencia al otro, y se conecta a un sistema de adquisición de datos. Su funcionamiento se basa en la captación de un potencial eléctrico generado por el extensímetro al producirse el movimiento en la fisura. Permite realizar una programación previa y relacionar las lecturas con los parámetros ambientales en tiempo real. 44

6.1.3 Reparación: Protección paliativa interna 15

Inyección La inyección es un método de reparación que sirve tanto para impermeabilizar fisuras como para sellar juntas con movimiento. Se puede realizar mediante presión manual, presión mecánica, o empleando inyectores de globo, que se emplea cuando hay muchas fisuras finas.

Procedimiento de inyección de resinas

•

Restauración del hormigón fisurado:

Las inyecciones epoxi tienen como finalidad restablecer la continuidad mecánica del hormigón en la fisura, y asegurar su impermeabilización. La inyección puede realizar tanto

15

http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/Estructuras_de_hormig%C3%B3n/Reparaci %C3%B3n/Protecci%C3%B3n_paliativa_interna

45

desde la superficie, como desde el interior de la fisura, realizando una perforación oblicua a la fisura. •

Eliminación de filtraciones de agua

Si a través de una fisura aparecen filtraciones de agua, se debe introducir mediante inyección un producto en la fisura que reaccione con el agua y la solidifique. El producto más empleando son los prepolimeros de poliuretano. Este método se emplea generalmente para estabilizar terrenos sobre los que se quiere construir.

•

Sellado de juntas con movimiento

Considerando junta a toda discontinuidad en el hormigón, o entre varios elementos constructivos, que estén expuestos a moverse, a veces es necesario sellar estas juntas para evitar daños a los elementos. El sellado tiene como finalidad cerrar la junta con un material estanco que absorba los posibles movimientos. Las juntas se sellan generalmente mediante inyección, empleando productos como las masillas de sellado

7. Consulte cuales son las causa de patologías en muros y ladrillos. Analice y presente cual es la posible causa y de una estrategia de corrección de la misma. El soporte de cada una de las respuestas es una fotografía y su respectivo esquema representativo elaborado por usted 46

7.1 Patología en los ladrillos Las patologías en los ladrillos16 son daños y/o defectos que aparecen en las fábricas, originados por diferentes factores. Pueden ser éstos defectos propios de las piezas, de los morteros o provocados por agentes externos. También pueden aparecer lesiones debidas a movimientos estructurales, por estar  afectadas las cimentaciones u otros elementos constructivos vinculados a los cerramientos. Estos problemas pueden originarse durante el proceso de fabricación de las piezas, o en la puesta en obra o durante la vida útil del cerramiento. 7.1.1 Patologías en las fábricas de ladrillos Entre los factores que producen patologías en fábricas, distinguimos:

•

Defectos en la fabricación del ladrillo.

•

Calidad del mortero.

•

Lesiones provocadas por el agua, pueden ser por: 1. Agua de lluvia. 2. Capilaridad. 3. Condensación.

4. Eflorescencias

•

Defectos de acciones mecánicas por: 1. Dilatación-Retracción. 2. Corrosión de los elementos metálicos.

7.1.2 Defectos en la fabricación del ladrillo 16

http://www.construmatica.com/construpedia/Patolog%C3%ADas_en_Ladrillos

47

•

Caliches: Son concentraciones de óxido de cal que aparecen en los ladrillos; cuando la pieza es hidratada aumenta su tamaño pudiendo dañar la pieza (en nódulos superiores a 0.5 mm). El

caliche

se produce cuando el ladrillo tiene una

deficiente preparación y moldeo. El caliche aparece en la fábrica después de tres o cuatro meses de haberse construido el muro. •

Exfoliaciones: Durante el proceso de fabricación, si se utilizan arcillas excesivamente plásticas, las partículas se orientan por el rozamiento con la hélice de la galletera, quedando las capas de arcilla yuxtapuestas pero no tratadas; y si además contiene sílice inerte se producen exfoliaciones y roturas frágiles en las piezas.

•

Cocción de los ladrillos: Los defectos por cocción pueden originarse por un lado, si el horno no alcanza la temperatura necesaria o por estar menos tiempo del requerido para su cocción; en estos casos no se forman las fases vítreas y no se alcanzan las resistencias mecánicas adecuadas. O, también por un cambio en la fase del cuarzo, produciendo microfisuraciones alrededor de cada grano del material, ésto disminuye la resistencia mecánica de la pieza.

7.1.3 Lesiones por mala calidad del mortero Para que una fábrica funcione monolíticamente, sería ideal que tanto el mortero como el ladrillo tuvieran características similares y cumpliesen las mismas características mecánicas. Cuando el mortero posee un alto contenido de cemento, o cuando tiene un exceso de agua, aparecen los siguientes problemas:

•

Retracciones del mortero durante el fraguado.

•

Movimientos diferenciales entre los ladrillos y el mortero, causadas por diferentes comportamientos ante el agua y diferente respuesta térmica.

Estas causas originan en las fábricas fisuras entre mortero y ladrillo, tanto en tendeles como en las llagas, llegando a veces a partir los ladrillos.

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Las medidas para evitar lesiones por morteros se toman en el momento del rejuntado de la siguiente manera:

•

Se examina el mortero y su disposición en el muro (coloración, anchura, textura, etc).

•

Se realiza la limpieza de restos de polvo y material disgregado mediante cepillado, aplicación de aire a presión o enjuagado con agua.

•

Humectar el soporte previamente y aplicar el mortero con la suficiente presión como para lograr la compactación adecuada y limpieza posterior.

7.1.4 Lesiones provocadas por el agua

•

Agua de lluvia: El agua de lluvia actuando en períodos de exposición prolongada,  junto a la permeabilidad propia del ladrillo, puede producir manchas de humedad en el intradós del muro. Para que el agua penetre en un muro de 0,50 m, se necesita de un lapso de dos semanas de estar en contacto directo con agua.

•

Capilaridad: La capilaridad se produce por la ascensión del agua a través de pequeños poros y capilares muy finos dentro del ladrillo y/o el mortero, siendo un fenómeno que se produce en cualquier dirección independientemente de la ley de gravedad, y por la naturaleza porosa de los materiales. El agua puede subir por un muro, por capilaridad entre 1,5 m a 2 m, donde logra equilibrarse el ascenso del agua por la evaporación de la misma. Por ello, el tratamiento a aplicar siempre se efectúa por debajo de esta cota. A mayor espesor  del muro mayor altura de humedad porque necesita mayor superficie a evaporar, originándose en estos casos las eflorescencias.

•

Condensación: Las humedades por  condensación aparecen por el vapor de agua contenido en el ambiente. Esta condensación se manifiesta en la proliferación de hongos, manchas y olor característico. Para evitar este tipo de humedades la humedad relativa deberá oscilar entre el 35% y el 85% con temperaturas en verano del orden de los 22º C y en invierno de 20º C, contando con una la ventilación adecuada.

•

Eflorescencias: Las eflorescencias son depósitos de sales minerales solubles que aparecen sobre la superficie de una pieza cerámica terminada, por exposición a los agentes atmosféricos. Se forman por la migración de solución salina a través 49

de los poros al evaporarse el agua existente. Hay una diferencia entre las eflorescencias como depósitos superficiales de las criptoeflorescencias (depósitos interiores en los poros del material), que son más peligrosas que las eflorescencias porque en combinación con agua y hielo pueden deteriorar no solo la superficie sino todo el material. Se eliminan mediante lavado con agua o con productos específicos que se aplican y luego se procede al cepillado de la superficie. 7.1.5 Lesiones por acciones mecánicas

•

Dilatación y retracción: Cuando es notable la diferencia entre los coeficientes de dilatación del mortero y el ladrillo, se producen fisuras y grietas. Estos daños se previenen sumergiendo en agua las piezas cerámicas antes de su colocación para humectarlas, también se preven  juntas de dilatación en los paños de fábrica con un máximo de 30 m en clima continental y de hasta 50 en zonas marítimas (se aconseja no superar los 30 m en cualquier caso). Estas fisuras o grietas se presentan normalmente próximas a vanos y en los puntos medios de los paños, también en frente de forjados y en encuentros en esquinas.

•

Corrosión: Cuando en las fábricas se intercalan en los tendeles armaduras de refuerzo del muro, si estas no tienen el recubrimiento mínimo de enfoscado, el contacto con agua origina la oxidación de las partes metálicas. Se observa la corrosión cuando en el enfoscado exterior aparecen manchas de óxido y fisuras horizontales. Se previene mediante un recubrimiento suficiente de mortero que garantice su impermeabilidad.

7.2 Fisuras en Muros17

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http://www.arquigrafico.com/patologia-de-la-construccion-fisuras-en-muros

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Una vivienda de mampostería de ladrillos o bloques de hormigon así como cualquier obra en general construida con sistemas tradicionales o no tradicionales, si está bien diseñada y construida no debería tener problemas durante su vida útil. Sin embargo, a veces por  un diseño incorrecto, por no construir de acuerdo a las reglas del arte, por efectos climáticos extremos o cambios de las propiedades de los suelos, o bien por un mal uso de la vivienda, pueden aparecer algunas patologias o vicios de construccion. Por otro lado, es en las paredes donde se manifiestan muchos de los problemas en una vivienda, lo cual no significa que el problema tenga origen en ellas mismas. Por ejemplo, si hay un movimiento de suelos o ceden las bases, los muros sufren esa deformación y podrían aparecer fisuras. Si dilata en exceso una losa, se fisura el muro sobre la cual esta apoya. Lo mismo puede ocurrir si trabaja la madera de los techos por no estar  debidamente estacionada. Los muros no tienen problemas para resistir esfuerzos de compresión, pero no ocurre lo mismo cuando tienen que soportar esfuerzos de tracción, siendo este el principal origen de la aparición de fisuras. 7.2.1 Origen de las fisuras Si el muro ha sido bien ejecutado es capaz de resistir esfuerzos de tracción mínimos que siempre se producen debido al primer asentamiento de la construcción. Pero si el muro no ha sido correctamente ejecutado, el menor esfuerzo de tracción produce una fisura. Si el muro ha sido bien construido es capaz de resistir esfuerzos de tracción mínimos que siempre se producen debido al primer asentamiento de la construcción. Pero si el muro no ha sido correctamente construido, el menor esfuerzo de tracción produce una fisura. A veces puede resultar difícil determinar si la fisura en el muro se produjo por un movimiento excesivo de la estructura o por falta de resistencia de la mampostería.

•

Fisuras por deficiencias de colocación del ladrillo :

Si la fisura es horizontal y coincide con una junta entre ladrillos las causas posibles son las siguientes: 51

a) Falta de adherencia entre el ladrillo y el mortero adhesivo, consecuencia de no haber  liberado el polvo de los ladrillos antes de colocarlos. b) Falta de resistencia del mortero adhesivo debido a una deficiente preparación de la mezcla, consecuencia de una dosificación incorrecta o bien por agregado posterior de agua para su remezclado una vez pasado el tiempo máximo en el balde. c) Incorrecto asentamiento del ladrillo: Es necesario realizar previamente una buena nivelación para poder asentar luego correctamente los ladrillos con una junta de 3 mm. Si se arranca sobre una superficie desnivelada el trabajo posterior se vuelve engorroso y se usan malas prácticas para recuperar el nivel como por ejemplo el uso de escallas o pequeños listones de madera para subir la posición de un ladrillo lo cual impide que el ladrillo asiente adecuadamente.

d) Falta de traba de muros: Debe respetarse una traba mínima de un cuarto de la longitud del ladrillo para que la mampostería se comporte en forma eficiente.

Fisuras debido a acciones mecánicas externas: Si la fisura viaja tanto horizontal como vertical o diagonal, entonces es debido a que se han producido movimientos que superan a la resistencia del muro. Estas fisuras pueden recorrer tanto una junta vertical u horizontal entre ladrillos como así también pueden atravesar el ladrillo en forma diagonal o vertical. Las patologías debido a acciones mecánicas externas se pueden evitar con precauciones a tomar desde el proyecto mismo, antes de comenzar la obra. Es importante analizar  previamente las resoluciones constructivas a adoptar para cada caso.

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a. Asentamientos diferenciales de los cimientos: Siempre se produce un asentamiento del suelo luego de construida la obra. Si los asentamientos son parejos no generan grandes problemas. Es cuando se producen asentamientos diferenciales que aparecen fisuras en la mampostería.

b. Cargas puntuales: Los muros de bloques deberian tener una resistencia a la compresión de 30 kg/cm2. Cuando una carga puntual (perfil metálico, viga de hormigón o de madera) supera ese valor se produce una fisura vertical desde el apoyo puntual hacia abajo.

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c. Acciones del viento: Los muros portantes deben contar con una viga de encadenado superior conformando anillos cerrados para que el conjunto resista los esfuerzos horizontales de modo eficiente. Cuando no se realiza viga de encadenado superior en muros portantes se producen fisuras verticales cerca de las esquinas. d. Encuentro de muros sometidos a cargas muy diferentes: La fisura por lo general es vertical y se produce debido a que uno de los muros es portante y está soportando un peso determinado y el otro no está soportando peso.

e. Flechas en losas o vigas sobre los que apoyan muros o tabiques: La fisura por lo general es vertical y en el centro del muro o tabique. Si el muro ó tabique es largo se desarrolla en forma horizontal por sobre la primera hilada de ladrillos o entre la nivelación y la primera hilada.

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f. Giro de losas en el apoyo en los extremos: Cuando el apoyo de una losa premoldeada en un muro perimetral es escaso (menor a 2/3 del espesor del muro) se podría producir  una fisura horizontal por el giro de la losa en el apoyo. g. Dilataciones excesivas de las cubiertas planas: El empuje que provoca una losa de una terraza con deficiente aislación térmica, por dilatación en días de altas temperaturas, supera ampliamente la capacidad de cualquier muro y produce fisuras horizontales en el encuentro entre la losa y el muro.

Aberturas: Una abertura debilita al muro e impone que se deban redistribuir las cargas hacia los costados de la misma, ocasionando esfuerzos diferenciales que generan tracciones. Los dinteles y la hilada de antepecho son lugares críticos, muy propensos a fisurar si no te toman los recaudos correspondientes 55

Acciones higrotérmicas: Las variaciones de temperatura y de humedad producen dilataciones y contracciones en los materiales. En los diseños deben a veces contemplarse juntas para absorber los movimientos. Al enfriarse o al perder humedad un muro se contrae. En muros muy extensos, de longitudes superiores a 8 m, es conveniente cortar el paño con un refuerzo vertical o una  junta de control, o bien incorporar algún refuerzo horizontal de hierro. 7.3 Eflorescencias en muros 18 7.3.1 Definición La eflorescencia se trata de un fenómeno que se produce en la superficie exterior de los cerramientos y consiste en la recristalización de sales que pertenecen al mismo cerramiento distribuidas mediante disolución con el agua que los atraviesa y una evaporación posterior al llegar a la superficie. Para que se produzcan las eflorescencias es necesaria la presencia de tres fenómenos:

•

Sales en disolución en alguno de los elementos que compongan el cerramiento. Principalmente serán los materiales porosos los susceptibles a contener sales solubles: obras de fábrica, pétreos, cerámicos…

•

Presencia de humedad. La más habitual sueles ser la humedad infiltrada, pero los pueden producir alguno de los cinco tipos de humedades descritos en el apartado de humedad (infiltrada, capilar, accidental, condensación intersticial, de obra).

•

Transporte de las sales a través de los cerramientos hasta que se produce la recristalización. Esta recristalización puede suceder en la superficie o en el interior  del material, dependiendo de la naturaleza de las sales, de la porosidad de los materiales y de las condiciones de evaporación. En caso de que la recristalización se produzca en alguna oquedad de los materiales se denomina fenómeno de criptoeflorescencias.

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http://es.wikibooks.org/wiki/Patolog%C3%ADa_de_la_edificaci%C3%B3n/Fachadas/4.Eflorescencias./1.DEFINICI %C3%93N

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El último fenómeno es el que nos definirá claramente la lesión, por tanto las eflorescencias serán lesiones químicas de las fachadas. 7.3.2 Orígenes de las eflorescencias debidos al ladrillo

•

Estaban presentes en las materias primas originales.

•

Se han formado durante el secado y la cocción por reacción química con los gases que han rodeado las piezas.

•

Se han originado durante la cocción por interacción de los distintos componentes de las materias primas.

Uno de los componentes esenciales para la aparición de eflorescencias son los sulfatos solubles derivados del azufre que contienen las materias primas. Este azufre puede aparecer de forma de:

•

Sulfatos solubles.

•

Sulfuros insolubles.

•

Sulfatos insolubles.

Los sulfatos contenidos en las materias primas no son necesariamente los que aparecen en el producto cocido, por lo que hay que procurar evitar que dichos compuestos se sulfaten durante el secado y la cocción por efecto de los gases de la combustión. Por  tanto, se formarán por: •

La presencia de anhídrido sulfuroso en la atmósfera durante el secado y la cocción de los ladrillos puede ser la causa de graves problemas de eflorescencias ya que se forman los sulfatos alcalinos que dar lugar a estas.

•

Los materiales que en forma natural no eflorescen, pueden hacerse eflorescentes por cocción en atmósfera sulfurosa. Si además de cocer en atmósfera sulfurosa, se seca el producto en la misma atmósfera el problema de la florescencia puede incrementarse. Si además las arcillas contienen impurezas de carbonatos de calcio o de magnesio, aun se hará mayor la presencia de contenido de sulfatos si la cocción se produce en esta atmósfera. 57

•

La presencia de estos gases sulfurosos se debe generalmente a los combustibles utilizados, como el fuel y el carbón, en el proceso de secado y de cocción.

7.3.3 Tipologías Las eflorescencias tienen el inconveniente que nunca se sabe cuándo, dónde y como van a aparecer. Se sabe que tienden a manifestarse en determinadas áreas de las obra, por lo que habrá que tener en cuenta: (esquema utilizado en “patología de fachadas urbanas” y en libro de Juan Monjo)

•

Sales eflorescibles

Las sales eflorescibles que actúan dentro de la construcción es un número elevado, sin embargo hay algunos tipos que son más frecuentes de encontrar en la edificación como son:

•

Sulfato cálcico (hormigones y mamposterías): Aparece gracias a la existencia de otras sales y en periodos largos de humedad.

•

Sulfato potásico (arcillas, hormigones y morteros con agua de mar): Provocan una capa cristalina y provocan erosiones del material.

•

Sulfato magnésico – Sal de Epsom (piedras sedimentarias, yeso): Producen una pequeña erosión al cristalizar. Son manchas de color blanco y no permiten un recubrimiento de pintura sobre ellas.

•

Carbonato cálcico (materiales calizos): Producen una capa exterior blanca muy clara.

•

Materiales eflorescibles

Se tratan de los materiales más eflorescibles que se utilizan en construcción. Dependerá la cantidad de sales que tengan según el tipo de arcilla que los constituyan. Además, con los mismos componentes se pueden encontrar distintos niveles de eflorescencias, por lo que la UNE regula la cantidad de sales que contienen los elementos que se van a incorporar a obra. Los tipos de eflorescencia se clasificarán según el tiempo de acción en el que se desarrollen. Siendo las eflorescencias temporales todas aquellas que sean 58

fáciles de disolver nuevamente y que puedan limpiarse con facilidad. Sin embargo, las definidas como permanentes son las que presentan una gran adherencia y por tanto, una enorme dificultad para su eliminación. 7.3.3.1 Tipos de eflorescencias que aparecen a. Ladrillos y bloques cerámicos: El contenido de sales solubles en el ladrillo puede ser del 2% a más o menos, sales que son susceptibles de provocar eflorescencia. Sin embargo, las sales que aparecen como eflorescencias en el exterior del ladrillo tienen, una composición diferente de la que poseen las sales solubles contenidas en el interior del mismo:

•

Al colocar el ladrillo en obra los elementos tienden a sacar las sales que se encuentran en su interior, dependerá de la humedad que haya en obra tanto del propio ladrillo como del mortero. Florescencia inevitable.

•

En los materiales muy eflorescibles debido a las infiltraciones de agua recristalizarán en superficie cuando deje de llover. Con el siguiente día de lluvia las manchas producidas se limpiarán y el proceso comienza de nuevo. Se tratan de eflorescencias cíclicas.

•

El uso de remates horizontales con ladrillo a sardinel permite una filtración del agua, por tanto se producirá el mismo proceso descrito en el punto anterior. Se tratan de eflorescencias cíclicas.

•

Los propios elementos constructivos pueden producir eflorescencias sobre el otro material: - Mortero material que produce las sales: Aparece en perímetro del ladrillo. - Ladrillo material que produce las sales: - En el perímetro del propio ladrillo. Error de ejecución - En parte central del ladrillo: Es claramente del propio material.

•

Humedades producidas por culpa de terreno u hormigón de cimentación.

•

Bovedillas utilizadas en los forjados crean eflorescencias en los techos de las mismas por culpa de humedades.

b. Ladrillos y bloques de morteros: 59

•

Las eflorescencias que provoquen serán debidos al tipo de árido que se utilice y a los producidos por el cemento.

- Áridos: Aparecen en el centro del bloque. Eflorescencia frecuentes. - Mortero: Dependerá de la composición y la porosidad de materiales que agarre (según la facilidad que tengan a dejar paso al agua). Aparecen en el perímetro del bloque. Eflorescencias frecuentes. 7.3.4 Diagnostico La eflorescencia se trata de una consecuencia de la lesión de existencia de humedad y de las características fisicoquímicas de los materiales que componen la fachada, como son el contenido de sales, la porosidad… Para evaluar las eflorescencias hay que estudiar su proceso:

•

Humedad previa: Detectar el tipo de humedad que ha producido la lesión, analizando el recorrido del agua.

•

Materiales afectados: Establecer cuales son y en que superficies se ha encontrado la agresión de las sales.

•

Determinar que origen y tipo de sal que actúa: Se realiza mediante análisis químicos. Este análisis permite conocer las características de la sal por lo que permitirá utilizar un sistema específico de limpieza.

•

Condiciones ambientales: Habrá de tener en cuenta las condiciones ambientales del lugar donde se ejecuta la obra, ya que habrá una mayor o menor exposición a humedades. Esto, habrá que tenerlo muy en cuenta a la hora de elegir el tipo de ladrillo y el tratamiento de éste.

•

Periodicidad: Se analiza la frecuencia con la que aparecen las lesiones para poder  saber que tipo de daños puede llegar a causar.

Una vez realizados estos estudios hay que determinar debido a que causas están originadas las lesiones y realizando un diagnóstico de cada una:

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•

Causas directas: Que tipo de humedad la ha provocado, qué tipo de eflorescencias aparecen y la periodicidad con la que aparecen.

•

Causas indirectas: Descripción de las sales recristalizadas y los materiales que las contienen, dejando en un segundo plano el tipo de humedad que las ha hecho aflorar.

•

Síntomas: Descripción de la composición de las sales y las formas de cristalización para definir el tipo de consecuencias que aparecen.

Una vez realizado el diagnóstico habrá que plantear una propuesta de forma de reparación de las eflorescencias. 7.3.5 Reparación La reparación de las eflorescencias puede realizarse reparando las causas que las han provocado o de los efectos causados. a. Reparación de causas: Se trata de de actuar, mediante interrupción, sobre las causas directas que la producen, esto es, sobre las humedades. Sobre las causas indirectas (la existencia de sales solubles de los materiales) sin embargo es casi imposible actuar.

•

Soluciones de siliconas: Fin de impermeabilizar el ladrillo, previene las eflorescencias pero es ineficaz en caso de que estas hayan aparecido.

b. Reparación del efecto: Una vez interrumpidas las filtraciones de agua se procede a la eliminación de las eflorescencias. Se definen distintos sistemas de limpieza:

•

Limpieza natural: Se disuelven los cristales en agua pulverizada a presión y pasando un cepillo de cerdas por la superficie a limpiar. Dependerá de la dureza del cepillo y el coeficiente de absorción del material la efectividad del método. Normalmente se utiliza un secado artificial si la cantidad del agua utilizada es elevada.

•

Limpieza química: Se tratan de los procesos en los que la sal no se disuelve con facilidad en el agua, por lo que hace falta otro producto para disolverla. Entre los 61

líquidos más utilizados se encuentran: el vinagre (antiguamente) y el ácido clorhídrico (actualmente). El método de limpieza es similar a la limpieza natural, se realiza también con aplicación del producto a presión. •

Limpieza mecánica: Se utiliza en los casos en los que las sales se recristalizan formando superficies duras y difíciles de disolver. El tipo de limpieza a realizar  dependerá de la dureza de la capa: cepillo de púas metálicas, bujardas y cepilladoras eléctricas o mediante chorros a presión.

Estas limpiezas pueden producir alguna alteración en los elementos constructivos a causa de las características del material, por lo que habrá que protegerlas para evitar posibles futuras eflorescencias. Para ello, se suelen realizar tratamientos de estabilización superficial e impermeabilizaciones de las piezas, permitiendo una impermeabilización de los materiales. Los tratamientos a realizar son los tratamientos que se realizan para prevenir humedades. 7.3.6 Prevención Las prevenciones se orientarán a las decisiones tomadas en proyecto y ejecución de los materiales. Habrá que prevenir dos aspectos a la hora de desarrollar la obra:

•

Prevención de humedades

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Asegurar la inexistencia de sales solubles: Habrá que cumplir con lo especificado en el Pliego de Condiciones a la hora de aceptar los materiales que llegan a obra (deberán ser no eflorescibles) y se deberán realizar los correspondientes ensayos de eflorescibilidad a los elementos realizados “in-situ” en obra. Estas comprobaciones habrá que realizarlas tanto con los materiales que van a cara vista como los que no.

•

Durante la construcción: Habrá que evitar que los ladrillos se mojen demasiado, por tanto, en caso de fuertes lluvias habrá que cubrirlos. Antes de ser trasladados a obra, el fabricante habrá de tener este mismo aspecto en cuenta.

•

Evitar que los ladrillos en obra se contaminen por absorción de sales solubles de fuentes externas. (no apilarlos sobre escorias del horno, en suelos salinos, encima de productos industriales, terrenos de escombros…). 62

•

No permitir que los ladrillos se mojen por las superficies que no están expuestas a una rápida evaporación. En caso de que aparezcan eflorescencias en zonas no expuestas determina que existen filtraciones anormales de agua debido a una incorrecta ejecución o a un fallo de proyecto.

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IV. CONCLUSIONES •

En primer lugar debemos conocer los diferentes procesos de fabricación de los materiales que intervienen en la construcción de elementos estructurales y de mampostería.

•

Establecer claramente procesos de operación mediante los cuales podamos generar la reducción de posibles patologías desde los materiales hasta la construcción correspondiente y su consecuente post-construcción.

•

La capacitación integral al personal general de la obra desde los residentes hasta los ayudantes de obra y demás participantes del proceso constructivo, conlleva al mejoramiento en la reducción de posibles patologías.

•

El control de la calidad y la disposición de los materiales dentro de la obra, colabora con la reducción de futuras patologías.

•

El mantenimiento adecuado de las construcciones reduce ostensiblemente la generación de patologías.

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V. BIBLIOGRAFIA •

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