Cómo detectar daños estructurales en una edificación
El daño estructural se refiere a los
daños que hay dentro de una construcción, lo que no se ve, pero que podría
poner en riesgo la seguridad de la edificación y las vidas de sus habitantes.
Cuando
se posee una edificación se debe tener conocimientos básicos de cómo detectar
posibles daños o riesgos estructurales.´
Estos
daños en la estructura del edificio pueden ser causados por diferentes factores.
Por condiciones naturales de la climatología como lluvias
torrenciales e inundaciones, por fenómenos geológicos como
deslizamientos y hundimientos o por las características del entorno donde
la edificación está construida.
También
puede verse afectado el propio diseño de la estructura, debido a una carga
excesiva de peso para el cual los materiales no están diseñados, un
mantenimiento inadecuado o incluso fallas en la cimentación, por falta de
mantenimiento o bien por construir de manera incorrecta y sin asesoramiento
técnico adecuado.
Los factores como sismos, asentamientos, años de antigüedad, humedad, desgaste natural o por cambios de uso o deficiencia de la construcción, debilitan la resistencia de las estructuras.
Qué elementos estructurales son importantes de
controlar?
Hay elementos comunes de los
edificios sobre los que hay que hacer evaluaciones del estado, para advertir o
descartar la existencia de daños en la estructura de los edificios, como son:
- La estructura
principal
- Fachada
- La cubierta
- Las instalaciones de
abastecimiento y distribución de agua, de saneamiento y evacuación.
¿Cómo podemos saber si hay daños en la estructura del edificio?
Hay indicadores de defectos o
daños por ejemplo la presencia de:
- Humedad
- Fisuras
- Grietas
- Desprendimientos
- Deformaciones
¿Se trata de un simple daño o de un riesgo para la
estructura?
Es muy importante diferenciar
entre daños simples o daños en la estructura del edificio y estos vendrán
determinados por el diagnóstico del especialista profesional, que
será quien precise la gravedad del daño.
El resultado de la valoración
técnica dependerá de cómo evolucionen las fisuras o desperfectos que pueden dar
lugar, si revisten gravedad, al desplome de elementos estructurales.
La humedad
La
humedad estructural es la principal 'enfermedad' de edificios, viviendas y
construcciones en general. La humedad puede ser de obra, ambiental,
accidental, capilar, condensación, o filtración. Puede causar pérdida de
solidez en los muros de carga y afectar la seguridad de los mismos.
La
humedad asciende por las paredes de mampostería porosa o permeable, afectando a
revestimientos exteriores y al interior. Este tipo de problemas son
producidos principalmente por el fenómeno de la capilaridad,
a partir de la acumulación del agua en el terreno que provoca la filtración en
los cimientos del edificio.
Las
temporadas lluviosas también representan otro elemento adicional; la
acumulación de lluvias producen otros daños tales como: grietas, goteras,
manchas de humedad, el desarrollo de mohos, bacterias y malos olores en el
ambiente. Los daños estructurales pueden aumentar hasta un 50% en esta temporada.
La
humedad puede afectar materiales de construcción como madera, acero, cemento,
pintura, y mampostería en general. Para evitar esto daños se recomienda
hacer revisiones periódicas y resanar con impermeabilizantes y otros materiales
aislantes.
Elementos
estructurales en la edificación
Cuando se excede la resistencia de los
elementos estructurales en la edificación se sufren daños como agrietamientos,
aplastamientos o grandes deformaciones que pueden llegar a causar incluso el
colapso (el derrumbe total del edificio).
La
verificación de daños debe incluir todos los elementos que son estructurales
(nos referimos al esqueleto del inmueble) y los que no lo son (aquellos
que pueden causar caídas de materiales, tales como divisiones).
Los elementos estructurales, en su mayoría son vigas,
columnas, losas, en estos casos hay que estar muy atento, de que los
elementos no deben estar alterados, en el caso de no estructurales, se consideran muros divisorios, en
este caso las grietas son comunes y no representan mayor problema para la
estructura.
Daños en la estructura
Estos son daños de una
gravedad considerada, puesto que afectan directamente a la seguridad de
la construcción. En este grupo quedan englobados los excesos de carga
en muros, forjados, viguetas, tabiques, etc. Lo que da lugar a la deformación
de dichos elementos.
La estructura puede verse
afectada por patologías como la aluminosis en estructuras de
hormigón, lo cual provoca el desplome del forjado afectado o por hongos,
que pudren las estructuras y elementos de madera.
Nivel
de peligrosidad de la grietas en un inmueble
Las
fisuras, fracturas o grietas, clasificadas de acuerdo a su espesor, son áreas
patológicas que afectan la industria de la construcción y pueden
interferir negativamente con la estética, durabilidad y, principalmente,
con las características estructurales de una obra. Ocurren en cualquier parte,
pero especialmente en muros, vigas, columnas y losas y son usualmente causadas
por tensiones no previstas en los proyectos.
Las fisuras
normalmente son de menor gravedad. En general, aparecen más en la superficie de
la parte estructural. Son estrechas o alargadas, con aberturas de menos de 0,5
mm. A veces no son visibles a simple vista.
Generalmente,
no implican problemas estructurales, pero pueden provocar consecuencias más
graves. Es importante notar si la fisura evoluciona con el tiempo o
permanece estable, porque puede ser la primera etapa de la fractura y de
la grieta.
Las
fracturas son aberturas más acentuadas y profundas, de 0.5 a 1.5 mm.
Pueden ser visualizadas a simple vista y son mucho más peligrosas que las
fisuras porque la ruptura del elemento estructural ya ha ocurrido y puede
afectar la seguridad de la pieza.
Las
grietas son ranuras con aberturas mayores de 1.5 mm, profundas y bien marcadas.
Con esta magnitud permiten que el aire y el agua penetren al interior de la
pieza, lo que requiere de atención inmediata. Pueden causar corrosión de la
armadura o reacciones químicas no deseadas en el material. No se deben cerrar
simplemente sin buscar las causas y solucionar el problema que lo causó.
De forma
más explícita, se puede decir que las principales razones que pueden estar
relacionadas con la aparición de grietas son las siguientes:
- Problemas estructurales
no previstos:
debido a cálculos mal elaborados y sobrecargas de uso previstas
inadecuadamente.
- Acomodación imprevista de
los elementos constructivos: siempre que se construye una edificación hay
un asentamiento del suelo, en mayor o menor grado. Así, dependiendo de
cómo se hizo la fundación, una parte de la construcción puede rendir más
que otra y con ese desplazamiento se puede generar una 'consolidación
de suelo'.
- Retiro temprano de los
elementos de apuntalamiento: durante la fase constructiva es necesario
esperar que las piezas estructurales adquieran una resistencia mínima
antes de quitar los apuntalamientos. Por ejemplo, las losas y vigas deben
permanecer apoyadas por al menos 28 días;
- Dilatación térmica: algunas partes del edificio
quedan más o menos expuestas al sol durante períodos del
día, por lo que se dilatan o retraen más que otros, lo que puede
causar grietas, como una losa que se dilata con el sol causando grietas.
- Retracción del material: es una pérdida de agua por
reacciones químicas o por evaporación en las capas de revestimiento o en
piezas de concreto como las losas, columnas y vigas. Por ejemplo, la
pintura en el período de secado; el mortero de lechada; las losas al
recibir mucho sol; y las reacciones químicas del cemento. En todos estos
casos se produce la pérdida de humedad y así las piezas se retraen, sus
tallas se reducen y pueden surgir grietas.
- Infiltración: cuando existe una fuga o
impermeabilización deficiente de la losa, o cuando depósitos de agua
entran en la pieza. En el caso del hormigón, el agua penetrará y
gradualmente llegará a la armadura de fierro causando oxidación y,
consecuentemente, aumentará el diámetro de las barras, lo que ocasionará
la presión del concreto y dará inicio a las grietas. La consecuencia de
esto será la caída de partes del concreto, dejando la armadura expuesta y
acelerando el proceso de corrosión.
- Vibraciones y
temblores: fundaciones
mal proyectadas junto al exceso de tráfico de vehículos en las calles,
ascensores, cercanía a otros edificios y al metro son razones de
vibraciones continuas que causan fracturas y grietas.
- Defectos en la elaboración
del producto y errores en su aplicación: Los rastros de concreto,
representados por la proporción de diferentes materiales que lo componen,
deben estar muy bien dimensionadas ya que es fundamental obtener la
resistencia necesaria para soportar las cargas proyectadas. Un mortero con
mucha o poca agua, o que se utiliza después de su período de mango, puede
causar innumerables grietas en el revestimiento de una pared.
Las
grietas también pueden originarse por fallos de elementos distintos a los
afectados, como hundimientos de zapatas, provocando daños en elementos más
rígidos del edificio como son las albañilerías.
En
el caso de presentarse grietas debemos tener en cuenta la magnitud de la misma.
Una grieta menor a 2 mm no es peligrosa a menos que sea generalizada. Si
la grieta es de entre 2 mm y 5 mm se recomienda reparar la grieta rellenándola.
Si
es generalizada en muchos lugares de la casa, se recomienda no habitarla hasta
que sea revisada. Si es de 5 mm a 1 cm, se recomienda no habitar la zona de la
casa cercana al daño, y ver si se puede reparar inmediatamente. En caso que la
grieta sea mayor a 1 cm, se recomienda abandonar el inmueble hasta que sea
revisado.
Características
del concreto armado
El concreto u hormigón armado se utiliza en una amplia
gama de aplicaciones tales como construcción de losas, muros, vigas, columnas,
cimientos y marcos. Este compuesto es extremadamente duradero y requiere poco
mantenimiento. Tiene buena masa térmica y es inherentemente resistente al
fuego.
Utilizado para estructuras que requieren alta resistencia
a la tracción, el hormigón armado es la mezcla de dos materiales: hormigón y
acero. Por definición, es un material en el que se han agregado refuerzos
metálicos para obtener hormigón de este tipo.
El hormigón, por un lado es un material resistente a la
compresión que no soporta la tracción. El acero, por otro lado, resiste tanto
la tracción como la compresión. La combinación de los dos materiales, por lo
tanto, permite que el hormigón armado sea resistente a la compresión y a la
tracción.
Buena resistencia. Los trabajos que se realizan con este material son resistentes a la tracción y compresión y también a la torsión y flexión.
Tipos
de estructuras de Hormigón
El hormigón es un material
que puede ser usado como soporte, cimentación, pilotaje, estructura, carga,
losa o tabiques.
Sin
embargo, los usos más comunes en la construcción, son:
- Zapata de cimentación
cuadradas o rectangulares
- Muro para contención de
tierras con borde superior libre
- Muro de sótano apoyado en
forjado y cimiento
- Columna de sección
rectangular o circular
- Pilotes de cimentación
- Muro de fábrica o de carga
¿Qué
materiales se utilizan para realizar concreto armado?
La
composición del hormigón incluye agua, cemento y arena o grava. El agua y el
cemento son los componentes activos del hormigón. Interactúan entre sí,
formando una piedra de cemento y uniendo granos agregados en una mezcla
adhesiva.
El
cemento no interactúa químicamente con la piedra triturada y la arena, por lo
que los agregados son materiales inertes. El tamaño de los granos agregados,
que comienza con roca triturada o piedra caliza y termina con arena fina,
cambia significativamente las propiedades y la estructura del material.
La
jaula de refuerzo de un producto de hormigón
armado está hecha de barras de acero. Como parte de los
productos de este hormigón, se distinguen los accesorios de montaje y trabajo.
Los
aditivos para el
hormigón o accesorios de montaje forman el
"esqueleto" terminado del producto, dándole la rigidez y resistencia
necesarias. Y esto es importante para los productos que trabajan en flexión:
vigas, losas de piso, bloques de soporte de los cimientos, entre otros.
El hormigón o concreto armado
ha llegado a ocupar un sitial de honor en la construcción, por tener dentro de
sus principales características:
- Un coeficiente
de dilatación bastante parecido al del acero.
- La diferencia de
temperatura durante el vaciado, fraguado y secado no inciden en las
tensiones internas entre el acero y el concreto.
- El fraguado
del concreto,
produce una contracción y un aumento de la presión contra las varillas o
barras de acero.
- Este aumento de
la presión, produce una mayor adherencia.
- Si además el
acero presenta algún tipo de trefilado, la adherencia puede triplicarse.
- La alcalinidad
del cemento ayuda a proteger al acero de la oxidación, en un fenómeno
físico-químico llamado pasivación.
- El acero provee
flexibilidad a la estructura, mientras que el concreto le aporta
resistencia. Ambos elementos combinados son prácticamente indestructibles.
- El concreto
armado, tiene una resistencia a los elementos naturales superior a la de
cualquier otro material de construcción.
Si se
detecta presencia de agua en una columna, se debe actuar rápido. La
corrosión causada por la humedad avanzará imparable hacia las armaduras
metálicas dentro del pilar.
Elementos
que causan daños en las estructuras de hormigón
Uno
de los principales enemigos de las estructuras de hormigón, incluso de las
edificaciones en general, es la presencia de humedad, pues es el agente
que provoca gran parte de los problemas que se pueden presentar.
Reparar
a tiempo un pilar de hormigón armado evita el aumento de grietas, fisuras
y desprendimientos. Cuanto antes sea la reparación, más económica será.
La resistencia
mecánica de un pilar de hormigón se ve afectada por los golpes que recibe,
y por:
- Fallos en el diseño del pilar: recubrimiento de poco espesor (pues por medio del espesor de recubrimiento se consigue que la humedad no los alcance o que si lo hace, la alcalinidad del propio hormigón evite la oxidación del acero), hormigón de baja calidad.
- Defectos de ejecución: mal hormigonado, no se colocaron
separadores entre las varillas y el encofrado, mal vibrado…
- Erosión causada por la
cercanía a una calle con tráfico rodado
- Escapes de agua de la red subterranea
de saneamiento, en un colector, en una arqueta, etc que humedecen la base
del pilar.
- Escapes de agua de la red
colgada de
saneamiento que transcurre por dentro del edificio.
- Condiciones atmosféricas adversas que provocan la
erosión del revestimiento por los ciclos continuos hielo-deshielo,
humedad-sequedad, o el salitre en zonas costeras.
·
Es
conveniente inspeccionar el terreno alrededor, en busca de
algún elemento (arqueta de saneamiento, tubería…) que tenga fugas de agua.
·
De ser
así, lo primero que debemos hacer es repararla, para que las aguas
contaminantes no sigan dañando el pilar y la humedad no acelere la corrosión de
la estructura.
·
No todas las fisuras o grietas que se encuentran en
el hormigón son debidas a movimientos o esfuerzos
estructurales, sino que en muchas ocasiones aparecen fisuras y
grietas debidas al propio proceso de ejecución y endurecimiento del hormigón.
Qué
es la carbonatación del hormigón
- Conviene saber que, por el
propio envejecimiento del hormigón, el CO2 presente en el aire va
atacando químicamente al pilar provocando la carbonatación del hormigón.
- El hidróxido cálcico del cemento empleado en el
hormigón reacciona químicamente con el dióxido de carbono que está en el
aire.
- El resultado de esta
reacción es la formación de corrosión en la armadura metálica
interna del pilar.
- También existen otros
factores agresivos que afectan a la durabilidad del hormigón.
Qué indica encontrar
fisuras en el hormigón
Ésta consecuencia, por sí
misma, podría ser suficiente para considerar la reparación de las fisuras no
estructurales, pues afecta directamente a la durabilidad del elemento
de hormigón, pero además de eso, éstas fisuras nos están indicando
que seguramente algo se ha hecho mal.
Puede que los recubrimientos
no sean los adecuados, o que no se haya realizado un correcto curado del
hormigón, o que se haya desencofrado antes de tiempo, pero en definitiva tienen
una causa que normalmente es una mala ejecución o la presencia de alguna
circunstancia que ha hecho que las características del hormigón acaben por no
ser las exigidas y por lo tanto es una señal de alerta.
Es verdad que en muchas ocasiones no tienen mayores consecuencias a corto plazo y se resuelven tapando, pero antes de tapar sin más, hay que ver si están indicando algo más allá que pueda afectar a la durabilidad final del elemento.
Grietas en el
revestimiento de pilares y columnas de hormigón armado
El proceso corrosivo
sigue los siguientes pasos:
- La patología
comienza a manifestarse por unas pequeñas
grietas verticales que aparecen en las esquinas del pilar.
- Por esas fisuras
el oxígeno y el agua penetran hacia el interior y alcanzan el acero.
Éste empieza a sufrir corrosión
y a aumentar de espesor.
- Al aumentar de
volumen, las barras metálicas presionan contra el hormigón que las
recubre y lo rompen, provocando el desprendimiento
del material.
- Si las grietas
aparecen en la zona
baja del pilar, la causa puede estar en las humedades del
suelo que asciende por capilaridad.
Por esos motivos se debe emprender las tareas de reparación
cuanto antes, para evitar que el problema aumente y en el
futuro suponga una mayor obra con mayor coste.
Años de antigüedad
Las
edificaciones no están aisladas al daño o deterioro del tiempo. El
concreto, ladrillo, adobe incluso el acero tienen un tiempo de vida útil.
Cada tipo de material que se utilice se debe medir en tiempo y en efectividad
para evitar problemas de daños estructurales a largo plazo.
Pueden
existir diversas causas que incrementan la posibilidad del deterioro en
una construcción, pero elaborar un programa de mantenimiento y seguirlo
al pie de la letra, puede ser la mejor forma de protegerlo a través del tiempo.
“Un edificio tiene dos vidas. La que imagina su creador y la vida que tiene. Y no siempre son iguales” Rem Koolhaas.
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