Conservacion de edificacion

CONSERVACIÓN DE EDIFICACIÓN

Glider Nunilo Parrales Cantos Luis Alfonso Moreno Ponce Denny Augusto Cobos Lucio Francisco Segundo Ponce Reyes Betsy Elizabeth Fienco Sánchez Miguel Perfecto Terán García Jaime Adrián Peralta Delgado Byron Patricio Baque Campozano

Editorial Área de Innovación y Desarrollo,S.L.

Quedan todos los derechos reservados. Esta publicación no puede ser reproducida, distribuida, comunicada públicamente o utilizada, total o parcialmente, sin previa autorización. © del texto: los autores ÁREA DE INNOVACIÓN Y DESARROLLO, S.L. C/ Els Alzamora, 17 - 03802 - ALCOY (ALICANTE) info@3ciencias.com Primera edición: enero 2018 ISBN: 978-84-948074-5-9 DOI: http://dx.doi.org/10.17993/IngyTec.2018.23

AUTORES Glider Nunilo Parrales Cantos, Ingeniero Civil, Universidad Estatal de Guayaquil, Guayas, Ecuador, Master en Administración Ambiental, Universidad Estatal de Guayaquil, Guayas Ecuador, Investiga temas de “Evaluación del manejo del Relleno Sanitario de La ciudad de Jipijapa Manabí; Análisis de Esfuerzos y deformación en Resistencia de Materiales; Gerente General de la Compañía Constructora COMPACIF CLDA. Desde el año 1990 hasta 2008, Guayaquil; Contratista, Fiscalizador de Obras civiles; Actualmente profesor titular En la Carrera de Ingeniería civil de la Universidad Estatal del sur de Manabí.

Luis Alfonso Moreno Ponce; Ing. Civil. Docente Titular de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, Magíster en Construcción de Obra Viales - título otorgado por la Universidad Técnica de Manabí. Actualmente se encuentra colaborando como Investigador Auxiliar e Investigador Principal respectivamente, en los siguientes Proyectos: 

Evaluación del Manejo del relleno sanitario de la ciudad de Jipijapa, su impacto Ambiental y Socio/ económico.



Índice de rugosidad Internacional (IRI), como una medida de la comodidad vial en el tramo de carretera Jipijapa- Sancán de la Provincia de Manabí.

Denny Augusto Cobos Lucio, Ingeniero Civil, Universidad Técnica de Manabí, Ecuador. Magister en Construcción de Obras Viales, Universidad Técnica de Manabí. Investiga temas: Identificación de zonas seguras para edificaciones de categoría baja en la ciudad de jipijapa, Ecuador. Libre ejercicio profesional en actividades de ingeniería civil como contratista, fiscalizador, residente, consultor. Actualmente profesor en la Universidad Estatal del Sur de Manabí, Ecuador.

Francisco Segundo Ponce Reyes, Ingeniero Civil, Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Ecuador, Master en Gerencia Educativa, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. Investiga temas: Alternativas en construcción relacionada a las ciencias técnicas, Director de Obras Pública del Gobierno Autónomo Municipal del Cantón Jipijapa, Manabí.

Contratista de obras civiles. Fiscalizador de obras. Actualmente profesor de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, Ecuador.

Betsy Elizabeth Fienco Sánchez, Arquitecta, Universidad Estatal de Guayaquil, Guayas, Ecuador, Máster en Gerencia Educativa, Universidad Estatal del Sur de Manabí, Jipijapa, Ecuador. Investiga temas: Alternativas en construcción relacionada a las ciencias técnicas. Jefa departamental en el área de planificación y urbanismo en el Gobierno Municipal de Puerto López, Manabí. Contratista de obras civiles. Actualmente profesor de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, Ecuador.

Miguel Perfecto Terán García, Arquitecto, Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, Manabí, Ecuador; Master en Arquitectura Diseño Urbano, Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, Manabí, Ecuador; Investiga temas de Regeneración Urbana, Contratista de Obras. Fiscalizador de obras Profesor de la Universidad San Gregorio de Portoviejo, Facultad Ciencias de la Comunicación – Escuela de Diseño Gráfico. 2002 – 2006.

Jaime Adrián Peralta Delgado, Ingeniero Civil, Universidad Técnica de Manabí, Manabí, Ecuador; Master en Gestión Ambiental con Mención en la Evaluación del Impacto Ambiental, Universidad de Pinar del Rio, Pinar del Rio, Cuba; Investiga tema “Índices Ambientales para la construcción de Vías en el Ecuador”, Contratista de Obras. Director de Fiscalización de obras civiles. Actualmente Profesor de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.

Byron Patricio Baque Campozano, Ingeniero Civil,, Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, Manabí, Ecuador; Master en Gerencia Educativa, Universidad Estatal del sur de Manabí, Ecuador; Investiga temas de “Evaluación del manejo del Relleno Sanitario de La ciudad de Jipijapa y su impacto y socio económico” . Fiscalizador de obras; Actualmente profesor titular Principal En la Carrera de Ingeniería civil de la Universidad Estatal del sur de Manabí. Coordinador de la Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Estatal del sur de Manabí.

ÍNDICE GENERAL CAPITULO I: ......................................................................................................... 15 GENERALIDADES Y CONCEPTOS BÁSICOS. ........................................................... 15 1.1 GENERALIDADES ............................................................................................ 15 1.1.1 Introducción. .......................................................................................... 15 1.1.2 Importancia de la conservación del patrimonio construido. Estado actual del fondo edificado. ........................................................................................ 17 1.1.3 Términos y Definiciones. ........................................................................ 19 1.3.1. Normas ecuatorianas de la construcción.............................................. 20 1.3.2. Normas extranjeras usadas para la norma NEC-SE- HA de las NECs .... 20 1.2 METODOLOGÍA DE DIAGNÓSTICO Y ACTUACIÓN. ......................................... 46 1.2.1 Introducción. .......................................................................................... 46 1.2.2 Clasificación De Las Lesiones ................................................................. 48 Tipo ..........................................................................................................................48 Tipo de lesión ..........................................................................................................48 Primaria ...................................................................................................................48 Secundaria ...............................................................................................................48

1.2.3 Clasificación De Las Causas. .................................................................. 50 Familia .....................................................................................................................52 Tipo de causa ...........................................................................................................52

1.2.4 Estudios Realizados A Nivel Mundial. Estadísticas. ............................... 54 1.2.5 Estudio Independiente ........................................................................... 60 1.2.6 Propuesta metodológica para el diagnóstico y la actuación sobre edificaciones afectadas. ................................................................................. 70 CAPITULO II: ........................................................................................................ 75 PATOLOGÍA DE EDIFICACIONES. DIAGNÓSTICO ................................................... 75 2.1 TIPOLOGÍA CONSTRUCTIVA DE LAS CUBIERTAS (SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN). ...................................................................................... 75 PRINCIPALES DETERIOROS. TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. .................................. 75 2.1.1 Patología de las cubiertas. ..................................................................... 75 2.1.1.1 Definición.....................................................................................................76 2.1.1.2 Funciones De La Cubierta. ...........................................................................77 2.1.1.3 Elementos Constitutivos De La Cubierta......................................................79 2.1.1.4 Condiciones para el correcto funcionamiento de las cubiertas. ..................86

2.1.2 Causas Desencadenantes De Patología En Las Cubiertas. ..................... 88 2.1.3 Repercusión De Los Problemas De La Cubierta En El Resto De La Edificación....................................................................................................... 89

2.1.4 PRINCIPALES DEFECTOS O DETERIOROS EN LOS SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN DE CUBIERTAS MÁS EMPLEADOS EN ECUADOR ........ 90 2.2 TIPOLOGÍAS CONSTRUCTIVAS DE ARCOS, BÓVEDAS Y CÚPULAS. PRINCIPALES DETERIOROS. TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. ..................................................... 101 2.2.1 Arcos .................................................................................................... 101 2.2.1.1 Definición...................................................................................................101 2.2.1.2 Nomenclatura ............................................................................................102 2.2.1.3 Clasificación ...............................................................................................104 2.2.1.4 Forma De Trabajo. .....................................................................................106 2.2.1.5 Causas De La Patología En Los Arcos. ........................................................108 2.2.1.6 Fallos Más Frecuentes Que Se Producen En Los Arcos. .............................109 2.2.1.7 Intervenciones En Los Sistemas Dovelados. ..............................................109

2.2.2 Bóvedas Y Cúpulas. .............................................................................. 111 2.2.2.1 Definición...................................................................................................111 2.2.2.2 Nomenclatura. ...........................................................................................111 2.2.2.3 Clasificación. ..............................................................................................112 2.2.2.4 FORMA DE TRABAJO. .................................................................................113 2.2.2.5 Intervenciones En Las Bóvedas Y Cúpulas. ................................................114

2.3 ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO. PRINCIPALES DETERIOROS. CAUSAS. ........................................................................................................................... 114 2.3.1 Introducción ......................................................................................... 114 2.3.2 CAUSAS Y ORIGEN DE LAS LESIONES.................................................... 115 2.3.3 CAUSAS DEL DETERIORO O DESTRUCCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE HORMIGÓN ARMADO................................................................................... 115 2.3.4 FISURAS EN EL ESTADO PLÁSTICO DEL HORMIGÓN. ........................... 116 2.3.5 Fisuras En El Estado Endurecido Del Hormigón. .................................. 123 2.4 ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO. TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN. ...................... 132 2.4.1 Introducción. ........................................................................................ 132 2.4.2 Reparaciones Y Refuerzos. Criterios. .................................................... 133 2.4.3 Variables Que Condicionan La Entrada En Carga Del Refuerzo. .......... 134 2.4.4 Métodos Para Reparar Fisuras. ........................................................... 135 2.4.5 Métodos Para Reparar El Hormigon Disgregado................................. 145 2.4.6 Metodología Para Reparar Estructuras De Hormigón Armado. .......... 150 2.5 LA HUMEDAD COMO LESIÓN Y CAUSANTE DE PROCESOS PATOLÓGICOS. .. 152 2.5.1 Introducción. ........................................................................................ 152 2.5.2 El agua como compuesto. .................................................................... 152 2.5.3 La capilaridad. Factores de que depende. ........................................... 156 2.5.4 Tensión superficial. .............................................................................. 157 2.5.5 Altura capilar. ...................................................................................... 161 2.5.7 Tipos De Humedad. Clasificación. ........................................................ 166

2.6 PATOLOGÍA DE ESTRUCTURAS DE MADERA. PRINCIPIOS BÁSICOS DE ACTUACIÓN. ...................................................................................................... 191 2.6.1 Introducción ......................................................................................... 191 2.6.3 Aplicaciones De La Madera A Las Construcciones. .............................. 192 2.6.5 Dinteles y Vigas. ................................................................................... 195 2.6.6 Columnas. ............................................................................................ 197 2.6.7 Techos. ................................................................................................. 198 2.6.8 Pisos. .................................................................................................... 209 2.6.9 Escaleras. ............................................................................................. 209 2.6.10 Puertas Y Ventanas. ........................................................................... 210 2.7 ESTUDIO PATOLÓGICO DE LAS CIMENTACIONES. INTERVENCIONES EN LA CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO. ............................................................................. 212 2.7.1 Introducción ......................................................................................... 212 2.7.2 Definición. ............................................................................................ 212 2.7.3 Clasificación ......................................................................................... 212 2.7.4 Causas De Los Desperfectos En Las Cimentaciones. ............................ 213 2.7.5 Metodología De Actuación Para La Reparación De Una Cimentación. 214 2.7.5.1 Inventario de daños y recopilación de antecedentes. ..............................215 2.7.5.2 Análisis de la patología observada. ............................................................217

Estructura homogénea ................................................................................. 220 Estructura aligerada ..................................................................................... 220 ARENA ................................................................................................................. 222 CAPA PLÁSTICA ...................................................................................................... 222 ARENA ................................................................................................................. 222 2.7.5.3 Comprobación de las hipótesis. .................................................................224 2.7.5.4 Selección del tratamiento según el tipo de fallo.......................................225 2.7.5.5 Ejecución y control del reforzamiento o recalce. ......................................228 2.7.5.6 Puesta en carga de la nueva cimentación. ................................................229

2.7.6 Problemas Asociados Con La Reparación De Cimentaciones............... 229 2.7.7 Árboles De Crecimiento Rápido Que Pueden Afectar A Las Cimentaciones. ............................................................................................. 229 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 231

ÍNDICE FIGURAS FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA

1. PROCESO PATOLÓGICO ................................................................................... 47 2. CAUSANTES DE LAS LESIONES SEGÚN EL IBF ........................................................ 56 3. CAUSANTES DE LAS LESIONES SEGÚN ETSA DE VALLADOLID ................................... 57 4. CAUSANTES DE LAS LESIONES SEGÚN .................................................................. 58 5. JUNTAS DE LOS ARCOS. ................................................................................. 103 6. FALLO DE ARCOS .......................................................................................... 105 7. CARACTERÍSTICAS DE ARCO ............................................................................ 106 8. FORMA DE ARCO ......................................................................................... 106 9. LÍNEA DE PRESIONES COINCIDE CON CENTRO DEL NÚCLEO DE LA SECCIÓN ................ 107 10. LÍNEA DE PRESIONES DENTRO DEL NÚCLEO DE LA SECCIÓN. ................................. 107 11. LÍNEA DE PRESIONES COINCIDE CON EL BORDE DEL NÚCLEO DE SECCIÓN ................ 107 12. LÍNEA DE PRESIONES FUERA DEL NÚCLEO DE LA SECCIÓN. .................................. 107 13. CIMBRA (APUNTALAMIENTO DE LOS ARCOS) .................................................... 111 14 . DISMINUCIÓN DE VOLUMEN DE UNA PIEZA DE HORMIGÓN PRODUCTO DE LA RETRACCIÓN ..................................................................................................... 116 FIGURA 15. LOS ELEMENTOS ESBELTOS ACOMPAÑAN A LA VIGA EN SU ACORTAMIENTO ............ 117 FIGURA 16. LOS SOPORTES RÍGIDOS IMPIDEN EL ACORTAMIENTO DE LA VIGA.......................... 117 FIGURA 17. POSIBLES FAMILIAS DE FISURAS EN VIGAS ........................................................ 117 FIGURA 18. FISURAS DE RETRACCIÓN EN UN MURO ........................................................... 118 FIGURA 19. FISURAS DE RETRACCIÓN EN TECHOS .............................................................. 118 FIGURA 20. FISURAS DE RETRACCIÓN EN EL RECUBRIMIENTO DE UNA VIGA MUY ARMADA ......... 118 FIGURA 21. FISURAS DE RETRACCIÓN EN EL RECUBRIMIENTO DE UNA VIGA MUY ARMADA ......... 118 FIGURA 22. FISURAS EN LAS ESQUINAS DE UNA LOSA APOYADA EN TODO SU PERÍMETRO .......... 119 FIGURA 23. FISURAS ................................................................................................... 120 FIGURA 24. FISURAS LIMPIAS........................................................................................ 120 FIGURA 25. COMPORTAMIENTO DE DAÑO....................................................................... 121 FIGURA 26. SOPORTE DE ENCOFRADO ............................................................................ 122 FIGURA 27. FISURAS POR APUNTALAMIENTO ................................................................... 122 FIGURA 28. FISURAS POR ASIENTO DIFERENCIAL DE LA MASA FRESCA .................................... 122 FIGURA 29. UNIONES ENTRE LOS ELEMENTOS HORIZONTALES Y VERTICALES ........................... 123 FIGURA 30. FISURAS POR MALA COLOCACIÓN DEL ACERO ................................................... 123 FIGURA 31. FISURA POR CORROSIÓN .............................................................................. 125 FIGURA 32. FISURA POR CARBONATACIÓN ...................................................................... 126 FIGURA 33. CORRIENTES CAUSANTES DE CORROSIÓN. ....................................................... 129 FIGURA 34. FISURAS ACTIVAS....................................................................................... 136 FIGURA 36. PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN ................................................................. 137 FIGURA 37. FORMA DE REPARACIÓN .............................................................................. 137 FIGURA 38. REPARACIÓN............................................................................................. 138

FIGURA 39. REPARACIÓN............................................................................................. 139 FIGURA 40. REPARACIÓN ............................................................................................ 140 FIGURA 41. REPARACION............................................................................................. 140 FIGURA 42. REPARACIÓN............................................................................................. 141 FIGURA 43. REPARACIÓN EN CORTANTE.......................................................................... 142 FIGURA 44. REPARACIÓN EN LOSAS ............................................................................... 142 FIGURA 45. COLOCACIÓN DE ACERO .............................................................................. 143 FIGURA 46. GRIETAS................................................................................................... 144 FIGURA 47. COLOCACIÓN DE ACERO .............................................................................. 145 FIGURA 48. UBICACIÓN DEL ACERO................................................................................ 145 FIGURA 49 REPARACIÓN.............................................................................................. 146 FIGURA 50. REPARACIÓN............................................................................................. 147 FIGURA 51. REPARACIÓN............................................................................................. 148 FIGURA 52 DISTRIBUCIÓN DE LA HUMEDAD EN LOS MUROS. ............................................... 155 FIGURA 53. ESQUEMA DE UN CAPILAR ............................................................................ 156 FIGURA 54. ÁNGULO O MENISCO .................................................................................. 157 FIGURA 55. ESQUEMA DE FUERZAS ACTUANTES................................................................ 158 FIGURA 56. FUERZA EQUILIBRANTE. ............................................................................... 159 FIGURA 57. FENÓMENO QUE SE PRODUCE EN EL GOTERO DE UNA LOSA EN VOLADIZO O EN UN ALERO ...................................................................................................................... 160 FIGURA 58. ENSAYO ................................................................................................... 161 FIGURA 59. COMPORTAMIENT0 DE FUERZAS ................................................................... 162 FIGURA 61. ENSAYO ................................................................................................... 163 FIGURA 60. ENSAYO ................................................................................................... 163 FIGURA 62 ZONA DE OSCILACIÓN. ................................................................................. 164 FIGURA 63. DISTRIBUCIÓN DE LOS TIPOS DE HUMEDAD ...................................................... 166 FIGURA 64. CLASIFICACIÓN .......................................................................................... 167 FIGURA 65. ZONAS DE CONDENSACIÓN EN MUROS ........................................................... 169 FIGURA 66. DISTRIBUCIÓN DE LA HUMEDAD EN LOS MUROS. .............................................. 172 FIGURA 67. HUMEDAD V.S. ALTURA CAPILAR. ................................................................. 173 FIGURA 68. EVAPORACIÓN .......................................................................................... 176 FIGURA 69. COLOCACIÓN DE BARRERA IMPERMEABLE. ...................................................... 182 FIGURA 70. COLOCACIÓN DE LA BARRERA IMPERMEABLE ................................................... 183 FIGURA 71. ESCALONAMIENTO LONGITUDINAL DE LA BARRERA IMPERMEABLE........................ 183 FIGURA 74. EMPALMES Y ENSAMBLES ............................................................................ 194 FIGURA 75. REPARACIÓN DE VIGAS ................................................................................ 197 FIGURA 76. VIGAS INTERMEDIAS PARA REDUCIR LA LUZ. .................................................... 200 FIGURA 77. ELEMENTOS QUE FORMAS LA CERCHA O CUCHILLO Y EL ENTRAMADO DE LA CUBIERTA. ...................................................................................................................... 201 FIGURA 78. TECHOS INCLINADOS A DOS AGUAS. ............................................................... 203

FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA FIGURA

79. TECHOS DE PAR Y NUDILLOS. PLANTA............................................................. 204 80. CUBIERTA CON FALDONES. .......................................................................... 204 81. CUBIERTAS SHEDS O EN DIENTE DE SIERRA. ..................................................... 205 82. PUNTO VULNERABLE A LA HUMEDAD EN TECHOS INCLINADOS ............................. 206 83. TIRANTES ................................................................................................. 207 85. TECHO ..................................................................................................... 208 84. SOLERA.................................................................................................... 208 86. DESCENSO DEL TESTERO O LADO DEL EDIFICIO EN FACHADA POCO ALIGERADA. ....... 218 87. DESCENSO DE TESTERO O LADO DEL EDIFICIO EN FACHADA ALIGERADA .................. 219 88. DESCENSO DE ESQUINA ............................................................................... 219 89. ARCOS DE DESCARGA. ................................................................................. 220 90. ARCOS DE DESCARGA CÓNCAVOS Y CONVEXOS. ................................................ 220 91. DESCENSO DE COLUMNA ............................................................................. 221 92. DEFORMACIÓN CONVEXA ............................................................................ 221 93. DEFORMACIÓN CÓNCAVA ............................................................................ 222 94. GIRO EN EDIFICIOS EXENTOS ........................................................................ 222 95. GIRO DE MUROS DE CARGA. ......................................................................... 223 96. GIRO DE ELEMENTOS ADOSADOS .................................................................. 223

ÍNDICE TABLAS TABLA 1. CUADRO GENERAL DE LESIONES........................................................................... 48 TABLA 2. CUADRO GENERAL DE CAUSAS ............................................................................ 52 TABLA 3. RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS REALIZADAS POR EL INSTITUT FUR BAUSTOFF FORSCHUNG (IBF) DE LA ANTIGUA REPÚBLICA FEDERAL ALEMANA................................ 57 TABLA 4. ANÁLISIS DEL PROCESO PATOLÓGICO .................................................................... 64 TABLA 5. TIPOS DE ELEMENTOS DE LA BASE O ESTRUCTURALES DE LA CUBIERTA. ........................ 79 TABLA 6. TIPOS DE ELEMENTOS DE SOPORTE O SUSTENTACIÓN DE LA CUBIERTA. ........................ 80 TABLA 7. TIPOS DE AISLAMIENTOS DE LA CUBIERTA. ............................................................. 81 TABLA 8. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE COBERTURA Y LOS DE EVACUACIÓN DE LAS AGUAS DE LAS CUBIERTAS (SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN). ................................................. 83 TABLA 9. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS SOBRESALIENTES O PENETRANTES DE LA CUBIERTA. .. 86 TABLA 10. CONDICIONES PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS CUBIERTAS. .................. 86 TABLA 11 . PRINCIPALES DEFECTOS O DETERIOROS EN EL SISTEMA DE ENRAJONADO Y SOLADURA. . 91 TABLA 12. PRINCIPALES DEFECTOS O DETERIOROS EN EL SISTEMA FIELTRO – ASFALTO (BUILT – UP ROOFING). ......................................................................................................... 92 TABLA 13. INFLUENCIA DE LAS DIFERENTES ETAPAS EN LA APARICIÓN DE DETERIOROS EN LAS EDIFICACIONES. ................................................................................................... 93 TABLA 14. CONTENIDO DE CLORUROS LÍMITE PROPUESTO POR DIVERSAS NORMATIVAS. ......... 130 TABLA 16. MORTEROS ................................................................................................. 191

TABLA 17. PRINCIPALES APLICACIONES DE LA MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN. ....................... 193 TABLA 18. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DETERIORO DE LA MADERA. ............................ 195 TABLA 19 PENDIENTE O INCLINACIÓN PROPUESTA PARA LAS CUBIERTAS ................................. 204 TABLA 20. IMPLICACIONES PARA ESTRUCTURA SEGÚN TAMAÑO DE LAS LESIONES. .................... 216

CAPITULO I: GENERALIDADES Y CONCEPTOS BÁSICOS 1.1 Generalidades 1.1.1 Introducción

El patrimonio cultural constituye hoy en día una premisa esencial para el desarrollo socioeconómico y la reafirmación de la identidad cultural de un pueblo; es por eso que su conocimiento, difusión y generación establecen la forma fundamental de expresión de la humanidad.

Un acercamiento a la noción de conservación del patrimonio cultural, permite distinguirlo como el conjunto de bienes de la cultura material y espiritual que por su relevancia histórica, artística, científica, técnica y social, constituye una herencia valiosa acumulada a lo largo del tiempo. A partir de los aportes brindados por cada generación, engloba tanto los exponentes del patrimonio arquitectónico y urbano de diferentes clases y grupos sociales, épocas y ámbitos; los objetos de arte y las artesanías; las costumbres, prácticas culturales y en general toda forma de expresión cultural de las comunidades humanas Dentro de este ámbito alcanzan vital importancia los conceptos de conservación y educación patrimonial, gestión urbana, rehabilitación integral, desarrollo sostenible, participación comunitaria y responsabilidad social, entre otros, los cuales inducen nuevos retos y desafíos que exigen acciones acordes con los mismos. Es por eso que “preservar el Patrimonio Cultural es una tarea prioritaria (…) que se lleva a cabo día a día en nuestra sociedad para que el capital simbólico heredado no se dilapide o se olvide y para que las múltiples postergaciones de abandonos de bienes de relevancia histórico/cultural deje ser un tema casi cotidiano de conversación”.

La conservación del patrimonio, constituye una disciplina de avanzada, urgida aún de técnicas y de conceptos [3], y como tal requiere para su estudio y tratamiento enfoques integrales y multidisciplinarios, en tanto va más allá de la escala de lo natural, construido o usable, para asumir un alcance mayor que compromete la sociedad en su conjunto.

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Consecuentemente con este reto la universidad como institución estatal, constituye un patrimonio social que asume con el más alto sentido de responsabilidad el cumplimiento de su deber de generar y divulgar conocimientos relacionados con la salvaguarda del patrimonio de una nación, de manera que permita hacer realidad la expresión: conocer para valorar, valorar para conservar.

Cabe reflexionar entonces, acerca del papel de las universidades en la formación y la preparación científica de los profesionales, en lo referente a la salvaguarda del patrimonio edificado, y de qué manera promueven su compromiso social ante la conservación de la memoria histórica y urbanoarquitectónica de las ciudades.

Los conceptos y los métodos de análisis constituyen un instrumento básico para la conservación de edificios ya que, intentar frenar o corregir el deterioro de las construcciones sin un diagnóstico de sus problemas y un pronóstico sobre su evolución, es un riesgo con un alto porcentaje de probabilidades de fracaso. Ni siquiera en los casos de reparaciones parciales o de urgencia se puede prescindir de un método de análisis y de unos conceptos bien asentados. Toda acción de conservación debe contemplar el conjunto de factores que actúan sobre la vida de la construcción y nada debe ser improvisado o abordado de forma rutinaria.

Estos requerimientos constituyen dificultades consustanciales al carácter de la conservación, que se ven agravadas al ser ésta considerada una actividad de resultados escasamente espectaculares. Además, hay que añadir la escasez de recursos con que se cuenta. Las rehabilitaciones y las reparaciones requieren recursos específicos para los que las alternativas son reducidas y en muchos casos no existen.

Pese a estos condicionantes de partida, la conservación constituye un elemento esencial y es el de mayor magnitud de los problemas habitacionales ya que, una reparación, puede alargar la vida útil de un edificio, evitar la pérdida del patrimonio edificado, y mantener la capacidad de alojamiento. También puede devolver el uso a un edificio o incluso aumentarlo, incorporar patrimonio a la vida útil, y aportar nuevas capacidades de alojamiento.

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1.1.2 Importancia de la conservación del patrimonio construido. Estado actual del fondo edificado

Es importante destacar la importancia y magnitud del problema al que nos enfrentamos ya que una gran parte de nuestras edificaciones se encuentra actualmente con algún grado de deterioro que en muchos casos reduce considerablemente su funcionalidad. La tarea a realizar requerirá de la perseverancia y participación de todos, de la integración de grupos multidisciplinarios para acometer la misma con el mayor rigor científico – técnico posible, de la búsqueda a través de diferentes vías de fondos y recursos para poder llevar a cabo las acciones de conservación en cada caso específico, del estudio de las técnicas y tecnologías empleadas en el mundo para realizar este tipo de trabajo y de su adecuación a las características de nuestro país.

"La situación actual del problema de la vivienda, que afrontan prácticamente todos los países, se caracteriza por la imposibilidad de satisfacer la demanda debido al crecimiento demográfico. La agravan las pésimas condiciones de habitabilidad a que se ve sometida gran parte de la población de muchas naciones subdesarrolladas e industrializadas de economía capitalista.

En los planes perspectivos que se elaboraron para cubrir las crecientes necesidades de vivienda y reducir paulatinamente el déficit motivado por el crecimiento poblacional, El terremoto de abril del 2016 en Manabí y Esmeraldas, el Gobierno no sólo se basó en la reconstrucción de las edificaciones, en las nuevas construcciones, sino que se trató de priorizar además, la conservación del fondo de vivienda existente. Al conservarlas con un nivel de habitabilidad adecuado, se evitaba que el patrimonio inmobiliario se degradara más rápidamente que sus posibilidades de renovación, de modo tal que una conservación satisfactoria contribuyera de manera decisiva a mantener un equilibrio económicamente aceptable entre la demanda de viviendas nuevas y los recursos que podían dedicarse a su construcción.

El Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos (INEC) presentó los resultados del VII Censo de Población y el VI de Vivienda realizado en noviembre pasado. Según las cifras del censo 2011 en Ecuador, la población total oficial del país es 14’483.499 y hay 4’654.054 viviendas.

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El director del INEC Ecuador, Byron Villacís, habló sobre la importancia del lanzamiento de los resultados. “Estos son mucho más que números frívolos, son las experiencias de un país que ahora puede contar con información detallada, como nunca antes en su historia”.

Agregó que los datos obtenidos ayudarán a amplios sectores de la sociedad, incluidos el gobierno, empresas privadas, profesionales, artesanos, profesores, etc.

Las cifras indican que hay un relevante y sostenido crecimiento de la población en el Ecuador. Sin embargo, la tasa de crecimiento se viene reduciendo. Es decir, la población del país está aumentando, pero a una velocidad cada vez menor.

En el último censo del 2001, había alrededor de 1’900.000 con viviendas propias. Ahora hay 2’438.000, un 25,9% más.

En el 2001 había 4,2 personas por hogar. Ahora hay 3,8 personas por hogar.

Eso indica que los hogares se están reduciendo en tamaño.

Villacís (2011) indicó que los resultados obtenidos deben servir para que los ecuatorianos y ecuatorianas se unan más, discorden menos y se respeten mutuamente.

Hay variaciones en cuanto al estado conyugal de los ecuatorianos. En comparación con el censo del 2001, existe un crecimiento importante en cuanto a la proporción de personas que están unidas y separadas y una reducción en proporción de personas casadas.

Villacís (2011) terminó al decir que por primera vez el país cuenta con estadísticas en base a las necesidades reales y no a las de un simple presupuesto. “Ahora les corresponde a ustedes utilizarlas para el bien del Ecuador”, aclaró.

En tal sentido, se dedicó aproximadamente del 60 al 70 % de los recursos a las nuevas construcciones y del 30 al 40 % al mantenimiento. Pero lamentablemente, estos recursos no fueron para el mantenimiento sistemático preventivo sino que se dedicaron principalmente a las reparaciones o rehabilitaciones que solicitó la población de forma urgente y que no siempre fueron organizadas, ejecutadas e inspeccionadas correctamente.

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La organización del mantenimiento constructivo de las viviendas se ha enfrentado durante muchos años con un problema cardinal: la falta de sistematización de estos trabajos y lo excesivamente diferido de su aplicación.

Estos trabajos dieron continuidad a las investigaciones promovidas por el colectivo de la línea de investigación y respondieron a problemáticas de las entidades de procedencia de los participantes. Es así como se desarrollaron estudios de caracterización y valoración patrimonial; vulnerabilidad sísmica estructural de obras patrimoniales de la etapa republicana; edificios multifamiliares prefabricados y soluciones de viviendas, entre otros.

Es importante que se prepare a los profesionales que diariamente deben enfrentarse a las labores de mantenimiento y conservación del fondo habitacional, a los proyectistas y constructores para que cada uno desde su puesto de trabajo garantice la correcta aplicación del mantenimiento a las edificaciones, preferiblemente de forma preventiva.

La periodicidad del mantenimiento es un aspecto fundamental en el programa de conservación de las edificaciones que debe elaborarse.

La situación actual que presenta el fondo habitacional del país no admite que se postergue la aplicación de forma sistemática y eficiente de acciones de mantenimiento de forma consciente y planificada.

1.1.3 Términos y Definiciones

Con el objetivo de evitar la confusión de ideas y la tergiversación de conceptos, será necesario precisar un grupo de términos y definiciones relacionados con el mantenimiento y conservación de edificaciones que permita el correcto proceder profesional en el tema.

El edificio debe ser considerado a partir de ahora como un enfermo y por esto la ingeniería se ha apropiado de algunos términos que frecuentemente se emplean en la medicina.

Comencemos por considerar al edificio objeto de estudio como un paciente y a partir de aquí se definen entonces una serie de conceptos fundamentales para entender sus dolencias.

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Como quiera que un término sea la síntesis de un concepto, nada más directo para aclarar este concepto que definir el término y, en todo caso, analizar su contenido.

Es fundamental considerar los parámetros en el proceso constructivo de edificaciones nuevas, reparaciones y mantenimiento con la aplicación de las normas ecuatorianas de construcción:

Marco normativo 1.1.4. Normas ecuatorianas de la construcción



NEC-SE-CG: Cargas (no sísmicas)



NEC-SE-DS: Cargas Sísmicas y Diseño Sismo Resistente



NEC-SE-RE: Rehabilitación Sísmica de Estructuras



NEC-SE-GM: Geotecnia y Diseño de Cimentaciones



NEC-SE-HM: Estructuras de Hormigón Armado



NEC-SE-AC: Estructuras de Acero



NEC-SE-MP: Estructuras de Mampostería Estructural



NEC-SE-MD: Estructuras de Madera

1.1.5. Normas extranjeras usadas para la norma NEC-SE- HA de las NECs

Las principales referencias normativas extranjeras a ser seguidas son: 

Código ACI-318, “Building Code Requirements for Structural Concrete” (Comité 318), Instituto Americano del Hormigón



Norma NSR-10, Reglamento colombiano de construcción sismo resistente, TÍTULO C - Hormigón estructural



Código ANSI/AWS D 1.4 de Soldadura Estructural para Acero de Refuerzo, Sociedad Americana de Soldadura



Código ACI 117: “Tolerancias para materiales y construcciones de hormigón”, Instituto Americano del Hormigón

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

Código ACI 301: “Specifications for Structural Concrete for Buildings”, Instituto Americano Del Hormigón.

1.1.6. Normas que deben cumplir los materiales de construcción

Los materiales de construcción, serán evaluados y verificados por los organismos competentes, para que cumplan con los requisitos, conforme con el Reglamento Técnico Ecuatoriano (RTEINEN) y la Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN) que se encuentren vigentes.

En el caso que el RTE INEN o la NTE INEN no se encuentren actualizados, se remitirán a los requisitos dados en las normas ASTM vigentes.

Para más detalles, refiérase a la sección 10.

Lista de las normas referentes NTE INEN 152 (ASTM C 150): Cemento Portland. Requisitos.

NTE INEN 153 (ASTM C 183): Cemento hidráulico. Muestreo y ensayos.

NTE INEN 156 (ASTM C 188): Cemento hidráulico. Determinación de la densidad.

NTE INEN 157 (ASTM C 187): Cemento hidráulico. Determinación de la consistencia normal.

Método de Vicat.

NTE INEN 158 (ASTM C 191): Cemento hidráulico. Determinación del tiempo de fraguado. Método de Vicat.

NTE INEN 202 (ASTM C 452). Cemento hidráulico. Determinación de la expansión potencial de morteros de cemento portland expuestos a la acción de sulfatos.

NTE INEN 490 (ASTM C 595): Cementos hidráulicos compuestos: Requisitos.

NTE INEN 957 (ASTM C 430): Cementos hidráulicos. Determinación de la finura mediante el tamiz de 45 μm (No. 325).

NTE INEN 1806 (ASTM C 91): Cemento para mampostería. Requisitos.

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NTE INEN 1855-1 (ASTM C 94): Hormigones. Hormigón premezclado.

Requisitos.

NTE INEN 1855-2: Hormigones. Hormigón preparado en obra. Requisitos.

NTE INEN 1902: Cemento. Rotulado de fundas. Requisitos.

NTE INEN 2380 (ASTM C 1157): Cementos hidráulicos. Requisitos de desempeño para cementos hidráulicos.

NTE INEN 2503 (ASTM C 1012): Cemento hidráulico. Determinación del cambio de longitud en morteros expuestos a una solución de sulfato.

NTE INEN 2529 (ASTM C 1038): Cemento hidráulico. Expansión de barras de mortero de cemento hidráulico almacenadas en agua.

NTE INEN 695 (ASTM D75): Áridos. Muestreo.

NTE INEN 696 (ASTM C136): Análisis granulométrico en los áridos, fino y grueso.

NTE INEN 697 (ASTM C117): Determinación del material más fino que pasa el tamiz con aberturas de 75 μm (No. 200), mediante lavado.

NTE INEN 698 (ASTM C142): Determinación del contenido de terrones de arcilla y partículas desmenuzables.

NTE INEN 699 (ASTM C 123): Determinación de partículas livianas.

NTE INEN 855 (ASTM C40): Determinación de las impurezas orgánicas en el árido fino para hormigón.

NTE INEN 856 (ASTM C128): Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido fino.

NTE INEN 857 (ASTM C127): Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso.

NTE INEN 858(ASTM C 29): Determinación de la masa unitaria (peso volumétrico) y el porcentaje de vacíos.

NTE INEN 859 (ASTM C70): Determinación de la humedad superficial en el árido fino.

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NTE INEN 860 (ASTM C131): Determinación del valor de la degradación del árido grueso de partículas menores a 37.5 mm mediante el uso de la máquina de los ángeles.

NTE INEN 862 (ASTM C566): Determinación del contenido total de humedad.

NTE INEN 863 (ASTM C88): Determinación de la solidez de los áridos mediante el uso de sulfato de sodio o de sulfato de magnesio.

NTE INEN 867 (ASTM C227): Determinación dela reactividad alcalina potencial de combinaciones árido-cemento (método de la barra de mortero).

NTE INEN 868 (ASTM C289): Determinación de la potencial reactividad álcali – sílice de los áridos.

Método químico.

NTE INEN 872 (ASTM C 33): Áridos para hormigón. Requisitos.

NTE INEN 2 566 (ASTM C702): Reducción de muestras a tamaño de ensayo.

NTE INEN 488 (ASTM C 109): Cemento hidráulico. Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos de 50 mm de arista.

NTE INEN 1576 (ASTM C 31M): Elaboración y curado en obra de especímenes para ensayo.

NTE INEN 1573(ASTM C 39M): Determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de hormigón de cemento hidráulico.

NTE INEN 1763 (ASTM C 172): Hormigón de cemento hidráulico. Muestreo.

NTE INEN 1855-1 (ASTM C94): Hormigón premezclado. Requisitos.

NTE INEN 2554(ASTM C78): Determinación dela resistencia a la flexión del hormigón (utilizando una viga simple con carga en los tercios).

NTE INEN 247 (ASTM C207): Cal hidratada para uso en mampostería.

Requisitos.

NTE INEN 248 (ASTM C5): Cal viva para propósitos estructurales. Requisitos.

ASTM C42M: Método para obtener y ensayar núcleos y vigas aserradas de hormigón.

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ASTM C192 M: Práctica para elaborar y curar muestras de ensayo de hormigón en laboratorio.

ASTM C231: Ensayo para determinar el contenido de aire del hormigón mezclado fresco por el método de presión.

ASTM C260: Especificación para aditivos incorporadores de aire para hormigón.

ASTM C293: Ensayo para determinar la resistencia a la flexión del hormigón (utilizando vigas simples con carga en el centro).

ASTM C330: Especificación para agregados ligeros para hormigón estructural.

ASTM C469: Ensayo para determinar el módulo de elasticidad estático y la relación de Poisson del hormigón en compresión.

ASTM C494M: Especificación para aditivos químicos para hormigón.

ASTM C618: Especificación para cenizas volantes de carbón y puzolana natural o calcinada para uso en hormigón.

ASTM C989: Especificación para escoria de altos hornos, granulada, molida para uso en hormigón y morteros.

ASTM C1017/C1017M: Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón fluido.

ASTM C1116: Especificación para hormigón reforzado con fibras.

ASTM C1240: Especificación para humo de sílice utilizado en mezclas cementantes.

ASTM C1602: Especificaciones para agua de mezclado utilizada en la producción de hormigón de cemento hidráulico.

ASTM C1609: Ensayo para determinar el comportamiento a la flexión de hormigón reforzado con fibras (utilizando vigas con carga en los tercios).

RTE INEN 016: Varillas y alambres de acero para refuerzo de hormigón.

RTE INEN 018: Perfiles estructurales de acero conformados en frío y perfiles estructurales de acero laminados en caliente.

RTE INEN 027: Tubos de acero al carbono soldados.

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RTE INEN 045: Productos de alambre.

NTE INEN 102: Varillas con resaltes de acero al carbón laminadas en caliente para hormigón armado. Requisitos.

NTE INEN 1510: Acero. Alambre de acero liso trefilado en frío para hormigón armado. Requisitos.

NTE INEN 1511: Alambre conformado en frío para hormigón armado.

Requisitos.

NTE INEN 1626: Malla de alambre de acero galvanizado para gaviones.

Requisitos.

NTE INEN 2167: Varillas con resaltes de acero de baja aleación soldables, laminadas en caliente y/o termotratadas para hormigón armado. Requisitos.

NTE INEN 2209: Mallas de alambre de acero soldadas. Requisitos e Inspección.

NTE INEN 2215: Perfiles de acero laminados en caliente.

NTE INEN 2222: Barras cuadradas, redondas y platinas de acero laminadas en caliente.

NTE INEN 2415 (ASTM A500M): Tubos de acero al carbono con costura, negros y galvanizados para la conducción de fluidos. Requisitos.

NTE INEN 2480: Alambre de acero trefilado de bajo contenido de carbono para usos generales.

Requisitos.

NTE INEN 2550: Varillas corrugadas de acero para hormigón.

ASTM A 36 M: Especificación para acero estructural al carbón.

ASTM A 53 M: Especificación para tubería de acero negro y tratado térmicamente, recubierto de zinc, soldado y sin costura.

ASTM A 82 M: Especificación para alambre de acero liso para refuerzo de hormigón ASTM A 184 M. Especificaciones para mallas de barras de acero deformadas, soldadas para refuerzo de hormigón.

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ASTM A 185 M: Especificación para refuerzo de alambre de acero soldado liso para hormigón.

ASTM A 242 M: Especificación para acero estructural de alta resistencia de baja aleación.

ASTM A 416 M: Especificación para torón de acero descubierto de siete alambres para hormigón pretensado.

ASTM A 421 M: Especificación para alambre de acero libre de esfuerzos, descubierto para hormigón pretensado.

ASTM A 496 M: Especificación para alambre de acero deformado para refuerzo de hormigón.

ASTM A 497: Especificación para refuerzo de alambre de acero electro soldado corrugado para hormigón.

ASTM A 500 M: Especificación para tubería estructural de acero al carbón laminada en frío, soldada y tubería estructural de acero al carbón sin costura en formas circulares y perfiles.

ASTM A 501: Especificación para tubería estructural de acero al carbón laminada en caliente, soldada y sin costura.

ASTM A 572 M: Especificación para acero estructural de alta resistencia de baja aleación al Colombio-Vanadio.

ASTM A 588 M: Especificación de acero estructural de alta resistencia y de baja aleación, mínimo 345 MPa al punto de fluencia, hasta 100 mm de diámetro.

ASTM A 722 M: Especificación de barras acero de alta resistencia descubiertas para hormigón preesforzado.

ASTM A 767 M: Especificación para barras de acero recubiertas de zinc (galvanizadas) para refuerzo de hormigón.

ASTM A 775: Especificación para barras de acero de refuerzo con recubrimiento epóxido.

ASTM A 820 M: Especificaciones para fibras de acero para hormigón reforzado con fibras.

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ASTM A 884 M: Especificación para refuerzo de alambre de acero con recubrimiento epóxido y alambre soldado.

ASTM A 934 M: Especificación para barras de refuerzo de acero prefabricadas recubiertas con epóxido.

ASTM A 970 M: Especificación para barras de acero con cabeza para refuerzo de hormigón.

ASTM A 992 M: Especificación para perfiles de acero estructural.

ASTM A 995 M: Especificaciones para barras de acero inoxidable deformadas y lisas para refuerzo de hormigón.

ASTM A 996 M: Especificaciones para barras deformadas de rieles y ejes de acero para refuerzo de hormigón.

ASTM A 1044 M: Especificaciones para ensambles de pernos de acero para refuerzo al cortante de hormigón.

ASTM A 1022 M: Especificación para alambre de acero, deformado y liso y alambre soldado para refuerzo de hormigón ASTM A 1035: Especificaciones para barras de acero deformadas y lisas de bajo contenido de carbón y cromo para refuerzo de hormigón.

ASTM A 1064M: Especificación normalizada para alambre de acero y de refuerzo electrosoldado, deformado y liso, para Hormigón.

10. Apéndice normativo 2: Requisitos y normas que deben cumplir los materiales de construcción Los materiales de construcción, serán evaluados y verificados por los organismos competentes, para que cumplan con los requisitos, conforme con el Reglamento Técnico Ecuatoriano (RTE INEN) y la Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN) que se encuentren vigentes; de no existir éstos se remitirán a los requisitos dados en las normas ASTM. En el caso que el RTE INEN ó la NTE INEN no se encuentren actualizados, se hará referencia a las normas ASTM vigentes.

27

El hormigón de cemento hidráulico y sus componentes.

El hormigón es un material compuesto que se puede fabricar en la obra o en planta estacionaria y que tiene múltiples facetas. El propósito al fabricarlo es obtener un material que soporte las exigencias impuestas por el diseñador o calculista. En colaboración con el acero, constituye en la actualidad el más importante material de construcción que, dadas sus numerosas aplicaciones y variantes, requiere de un minucioso control y verificación de las propiedades físicas y mecánicas de todos y cada uno de sus componentes; así como de la mezcla en todas sus fases: diseño, elaboración, transporte, colocación, consolidación, protección y curado, además de un cuidadoso seguimiento en el proceso de fraguado y endurecimiento.

Cemento hidráulico.

Los cementos hidráulicos deben cumplir con los requisitos contemplados en las siguientes normas: 

Cemento Portland de los tipos I a V, incluyendo los subtipos IA, IIA y IIIA, que cumplan con los requisitos contemplados en la norma NTE INEN 152 (ASTM C 150);



Cemento compuesto tipo IP cumplirá con los requisitos de la norma NTE INEN 490 (ASTM C595);



Cementos clasificados de acuerdo a requisitos de desempeño, según los requerimientos establecidos en la norma NTE INEN 2380 (ASTM C 1157);



Cementos para mampostería de acuerdo a los requerimientos establecidos en la norma NTE INEN 1806 (ASTM C 91).

Y todos los cementos que en el futuro contemple y regule el INEN. Los ensayos para verificación de cumplimiento de especificaciones deben ser realizados por laboratorios acreditados por el Organismo de Acreditación Ecuatoriano OAE. Las normas que contienen los procedimientos de ensayos a utilizar son: 

NTE INEN 153 (ASTM C 183): Cemento hidráulico. Muestreo y ensayos.

28



NTE INEN 156 (ASTM C 188): Cemento hidráulico. Determinación de la densidad.



NTE INEN 157 (ASTM C 187): Cemento hidráulico. Determinación de la consistencia normal.

Método de Vicat. 

NTE INEN 158 (ASTM C 191): Cemento hidráulico. Determinación del tiempo de fraguado.



Método de Vicat.



NTE INEN 488 (ASTM C 109): Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos de 50 mm de arista.



NTE INEN 957 (ASTM C 430): μm (No. 325) Determinación de la finura mediante el tamiz de 45 μm (micrómetros) (No. 325).



NTE INEN 202 (ASTM C 452). Cemento hidráulico. Determinación de la expansión potencial de morteros de cemento Portland expuestos a la acción de sulfatos.



NTE INEN 2503 (ASTM C 1012): Cemento hidráulico. Determinación del cambio de longitud en morteros expuestos a una solución de sulfato.



NTE INEN 2529 (ASTM C 1038): Cemento hidráulico. Expansión de barras de mortero de cemento hidráulico almacenadas en agua.

Para la ejecución de los diferentes ensayos requeridos para la evaluación del cemento, se utilizarán las normas indicadas.

Se prohíbe el uso de los cementos para albañilería o para mampostería en la fabricación de hormigón estructural. Áridos.

El material granular constituye el mayor volumen en la mezcla para la preparación de un hormigón.

Sus propiedades físicas y mecánicas juegan un papel muy importante en las del hormigón. Puede provenir de la trituración de mantos de roca natural o de cantos rodados, de la selección de fragmentos naturales de roca, prismáticos o redondeados; o de materiales artificialmente fabricados.

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Debe estar constituido de partículas sanas, limpias, resistentes, libres de defectos ocultos, de adherencias como limo, arcilla, grasas, aceites y libre de materia orgánica.

El material granular debe estar compuesto, como mínimo, de dos porciones de tamaños diferentes; el árido grueso, cuyas partículas son, por lo general, más grandes que 4.75 mm de diámetro nominal y el árido fino, cuyo tamaño de partículas está entre 75 μm y 4.75 mm. Estos a su vez, se pueden separar en dos o tres tamaños diferentes.

El tamaño nominal de las partículas más grandes del árido grueso no debe ser mayor que: 

1/5 de la menor dimensión de la sección transversal del elemento a construir.



1/3 del espesor de la losa.



3/4 del espaciamiento libre entre varillas o paquetes de varillas de acero de refuerzo, cables de pretensado o ductos embebidos.



El recubrimiento de las varillas de acero de refuerzo.

Las partículas del árido grueso serán de formas cúbicas, evitando las formas alargadas y laminares. Los cantos rodados serán de formas esféricas, evitando las partículas planas. El árido fino más adecuado es la arena natural de granos redondos, pero se puede emplear el polvo de piedra, producto de la trituración de las rocas, siempre que no tengan exceso de finos o partículas alargadas y laminares.

Los áridos para hormigón, al igual que el cemento, serán investigados y ensayados por laboratorios acreditados por el Organismo de Acreditación Ecuatoriano (OAE). Las normas y ensayos básicos que se deben realizar para determinar las propiedades físicas y químicas del material son: 

NTE INEN 695 (ASTM D75): Áridos. Muestreo.



NTE INEN 696 (ASTM C136): Análisis granulométrico en los áridos, fino y grueso.



NTE INEN 697 (ASTM C117): Determinación del material fino que pasa el tamiz con aberturas de 75 μm «micrómetros» (No. 200) mediante lavado.

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

NTE INEN 698 (ASTM C142): Determinación del contenido de terrones de arcilla y partículas desmenuzables.



NTE INEN 699 (ASTM C 123): Determinación de partículas livianas.



NTE INEN 855 (ASTM C40): Determinación de las impurezas orgánicas en el árido fino para hormigón.



NTE INEN 856 (ASTM C128): Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido fino.



NTE INEN 857 (ASTM C127): Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso.



NTE INEN 859 (ASTM C70): Determinación de la humedad superficial en el árido fino.



NTE INEN 862 (ASTM C566): Determinación del contenido total de humedad.



NTE INEN 860 (ASTM C131): Determinación del valor de la degradación del árido grueso con partículas menores a 37.5 mm mediante el uso de la máquina de los ángeles. Para un hormigón de densidad normal, el valor de la degradación del árido grueso según este ensayo, no debe superar el 50 %. Si el material es una combinación de áridos de diferente origen, todos y cada uno de ellos, debe cumplir con esta exigencia.



NTE INEN 867 (ASTM C 227): Determinación de la reactividad alcalina potencial árido –cemento (método de la barra de mortero).



NTE INEN 872(ASTM C 33): Áridos para hormigón. Requisitos.



NTE INEN 2 566 (ASTM C702): Reducción de muestras a tamaño de ensayo.



Las propiedades mecánicas del árido, se deben determinar mediante los siguientes ensayosy normas:



NTE INEN 863 (ASTM C88): Determinación de la solidez de los áridos mediante el uso de sulfato de sodio o de sulfato de magnesio. La aplicación de esta norma se encuentra clarificada en Tabla 3 - NTE INEN 872 (ASTM C33).

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

NTE INEN 860 (ASTM C131): Determinación del valor de la degradación del árido grueso con partículas menores a 37.5 mm mediante el uso de la máquina de Los Ángeles. Para un hormigón de densidad normal, el valor de la degradación del árido grueso según este ensayo, no debe superar el 50 %. Si el material es una combinación de áridos de diferente origen, todos y cada uno de ellos, debe cumplir con esta exigencia.



NTE INEN 867 (ASTM C 227): Determinación de la reactividad alcalina potencial árido –cemento (método de la barra de mortero).

1.1.7. Agua

El agua desempeña uno de los papeles vitales en el hormigón. Es el componente que se combina químicamente con el cemento para producir la pasta que aglutina las partículas del árido, las mantiene unidas y colabora en gran medida con la resistencia y todas las propiedades mecánicas del hormigón.

El agua empleada en la mezcla debe estar libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que puedan ser nocivas al hormigón o al acero de refuerzo.

El agua potable y casi cualquier agua natural que se pueda beber y que no tenga sabor u olor marcado, se pueden utilizar en la elaboración del hormigón El agua empleada en el mezclado de hormigón, debe cumplir con las disposiciones de la norma ASTM C 1602.

No serán utilizadas en la preparación de un hormigón, aguas servidas, aguas de desechos industriales, aguas blandas o de deshielo de montañas, aguas con elevadas concentraciones de sólidos disueltos o en suspensión. No se debe utilizar agua salada o de mar.

Las sales u otras sustancias nocivas que provengan de los áridos o de los aditivos, serán contabilizadas en la cantidad que pueda contener el agua de mezclado. Las impurezas excesivas en el agua de mezclado, pueden afectar 32

no solo el tiempo de fraguado, la resistencia del hormigón y la estabilidad volumétrica (variación dimensional), sino que pueden provocar corrosión del acero de refuerzo y eflorescencias.

El agua utilizada para la mezcla, incluso el agua libre de los áridos, no debe contener cantidades perjudiciales de iones de cloruros.

El agua utilizada para el curado del hormigón, estará libre de cantidades perjudiciales de ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que son nocivas para el hormigón durante el fraguado o después del mismo.

Aditivos. 

Los Aditivos reductores de agua y aquellos que modifican el tiempo de fraguado deben cumplir con la norma ASTM C494M “Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón”.



Los aditivos plastificantes y plastificantes-retardadores de fraguado utilizados para elaborar hormigón fluido, deben cumplir con la norma ASTM C 1017/C1017M “Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón fluido.



Los aditivos para incorporar aire, deben cumplir con la norma ASTM C 260 “Especificación para aditivos para incorporar aire utilizados en la elaboración de hormigón”.



El cloruro de calcio o los aditivos que contengan cloruros que provengan de impurezas de los componentes del aditivo, no se utilizará en hormigones de elementos pretensados, que contengan piezas de aluminio en su masa o elaborados en formaletas de acero galvanizado.

Acero de refuerzo.

El acero de refuerzo debe ser corrugado, excepto en espirales o acero de pretensado, en los cuales se puede utilizar acero liso. Además, cuando esta norma así lo permita, se pueden utilizar conectores para resistir fuerzas de corte, perfiles de acero estructural o fibras dispersas.

Soldadura para barras de acero de refuerzo.

33

La soldadura para barras de acero de refuerzo, será realizada de acuerdo con AWS D 1.4. La ubicación y tipo de los empalmes soldados y otras soldaduras requeridas en las barras de refuerzo, serán indicadas en los planos de diseño o en las especificaciones del proyecto. Las normas INEN para barras de refuerzo, excepto NTE INEN 2167, serán complementadas con un informe de las propiedades del material de acuerdo con los requisitos de AWS D 1.4.

Refuerzo corrugado.

Las barras de refuerzo corrugado cumplirán con los requisitos de las siguientes normas que se encuentren vigentes, a excepción de (*): 

Acero al carbón: INEN 102.



Acero de baja aleación: INEN 2167.



Acero inoxidable: ASTM A 995 M.



Acero de rieles y ejes: ASTM A 996 M. Las barras de acero provenientes de rieles serán del tipo R.

Las barras de acero corrugadas cumplirán los requisitos de las normas INEN enumeradas en la presente sección. Para barras con fy mayor que 420 MPa, la resistencia a la fluencia, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.0035.

Se cumplirán las siguientes normas: 

Las parrillas formadas con barras de refuerzo para hormigón, cumplirán con los requisitos establecidos en las normas INEN 102 ó INEN 2167, RTE INEN 016 y ASTM A 184 M.



El alambre corrugado para refuerzo del hormigón, cumplirá con las normas NTE INEN 1511, RTE INEN 045 y ASTM A 496 M. El alambre será mayor o igual que el tamaño MD 25 y menor o igual que el tamaño MD 200 (25 £ MD £ 200); excepto lo permitido en el numeral 1.2.2.3.6. Para alambres con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.0035.



El alambre liso electrosoldado utilizado para refuerzo, cumplirá con las normas NTE INEN2209, RTE INEN 045, ASTM A 185 M y ASTM 34

A1064M. Para alambres con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.0035. Las intersecciones soldadas no estarán espaciadas más de 300 mm en el sentido del esfuerzo calculado, excepto para refuerzo de alambre soldado utilizado como estribos en el hormigón estructural. 

El refuerzo de alambre corrugado electrosoldado, cumplirá con las normas ASTM A1064M,NTE INEN 2209, RTE INEN 045 y ASTM A 497.

Para alambres con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de0.0035. Las intersecciones soldadas no deben estar espaciadas a más de 400 mm en el sentido del esfuerzo calculado; excepto para alambres de refuerzo electrosoldados utilizados como estribos en hormigón estructural. Es permitido el uso de alambre corrugado soldado con diámetro mayor a MD 200, mientras cumpla con las normas NTE INEN 2209,RTE INEN 045 y ASTM A 497 M; para el cálculo de longitud de desarrollo y traslapes se asumirá como alambre liso soldado.



Las barras de refuerzo recubiertas mediante galvanizado, cumplirán con los requisitos de la norma ASTM A 767 M y las recubiertas con material epóxico, cumplirán con los requisitos de la norma ASTM A 775 ó ASTM A 934 M. Las barras que se vayan a galvanizar o a recubrir con epóxico, cumplirán con una de las normas citadas al principio de esta sección.



Los refuerzos de alambres recubiertos con epóxico, cumplirán con ASTM A 884 M y ASTM A1035. Los alambres soldados recubiertos con epóxico, cumplirán con ASTM A 884 M y con los numerales anteriores al respecto.



Los refuerzos de acero inoxidable para hormigón de alambre corrugado, de alambre liso y corrugado soldado, cumplirán con ASTM A 1022 M y NTE INEN 2480. El tamaño del alambre corrugado no será menor que el MD 25 ni mayor que el MD 200 y la resistencia a la fluencia del alambre con fy mayor a 420 MPa, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.0035. El alambre corrugado soldado mayor que el tamaño MD 200, será permitido 35

cuando cumpla con los requisitos de las normas ASTM A 1022 M y NTE INEN 2480; y, para los cálculos de longitud de desarrollo y traslapes, se asumirá como alambre liso. Las intersecciones soldadas en la dirección del esfuerzo calculado, no estarán espaciadas en más de 300 mm para el alambre liso soldado o de 400 mm para el alambre corrugado soldado; excepto para el refuerzo de alambre soldado utilizados como estribos en el hormigón estructural.

Refuerzo liso.

Los alambres lisos para refuerzo en espiral cumplirán con las normas NTE INEN 1511, NTE INEN 1510, NTE INEN 1626 y ASTM A 82 M. Para alambres con fy superior a 420 MPa, la resistencia a la fluencia, será el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.0035.

Conectores para resistir fuerzas de corte El suministro y montaje de conectores, cumplirá con los requisitos de la norma ASTM A 1044M. Acero para pretensado El acero pretensado, cumplirá con una de las siguientes normas: 

Alambre: ASTM A 421 M.



Alambre de baja relajación: ASTM A 421 M.



Torón: ASTM A 416 M.



Barras de alta resistencia: ASTM A 722 M.

Se permitirá el uso de alambres, torones y barras que cumplan con los requerimientos mínimos indicados en las normas ASTM A 421 M, A 416 M ó A 722 M y se demuestre que tienen propiedades que satisfacen o superen a las indicadas en las normas mencionadas.

10.3.4. Perfiles y tubos de acero estructural Los perfiles de acero estructural combinado con barras de refuerzo, utilizados en elementos compuestos sometidos a cargas axiales o a flexo compresión, deberán satisfacer los requisitos indicados en las siguientes normas: 36



Acero al carbón: ASTM A 36 M, NTE INEN 2215 y 2222.



Acero de alta resistencia de baja aleación: ASTM A 242 M.



Acero de alta resistencia de baja aleación al Colombio-Vanadio: ASTM A 572 M.



Acero de alta resistencia de baja aleación de 345 MPa: ASTM A 588 M.



Perfiles estructurales laminados en caliente: ASTM A 992 M, RTE INEN 018 (sección de perfiles laminados en caliente) y NTE INEN 2215 y 2222.

Los tubos de acero estructural combinado con barras de refuerzo, utilizados en elementos compuestos sometidos a cargas axiales o a flexo compresión, deberán satisfacer los requisitos indicados en las siguientes normas: 

Acero negro, por inmersión en caliente recubiertos de Zinc, grado B de ASTM A 53 M y NTE



INEN 2415.



Formados en frío, soldados, con costura: NTE INEN 2415.



Formados en frío, soldados, sin costura: ASTM A 500 M.



Formados en caliente, soldados, sin costura: ASTM A 501.

Las barras corrugadas con cabeza, deben satisfacer los requisitos de la norma ASTM A 970 M. Las obstrucciones o interrupciones del corrugado de la barra, si las hay, no serán mayores que dos veces el diámetro de la barra (2db), medida desde la cara de apoyo de la cabeza.

Fibras dispersas.

Las fibras dispersas de acero a ser utilizadas como refuerzo de hormigón deberán cumplir con la norma ASTM A820 y CE EN 14889-1.

Las fibras de acero a ser utilizadas como refuerzo estructural de hormigón constituyen un tipo especial de reforzamiento, su distribución dentro de la masa del hormigón es dispersa, tridimensional y aleatoria.

El término fibras estructurales se refiere a que su adición al Hormigón aporta o contribuye de manera efectiva a la capacidad de carga a flexión, de 37

corte y de impacto en un elemento de Hormigón, además de mejorar el control de fisuras por retracción y la durabilidad del Hormigón.

Requisitos básicos: 

Material: Deben ser de acero trefilado en frío de bajo contenido de carbono (para hormigones normales).



Acabado: pueden ser de acero negro pulido o galvanizadas.



Resistencia nominal a la tracción: desde 1160 N/mm2 hasta 1345 N/mm2 con tolerancias de



± 7.5% promedio.



Longitudes: desde 30 mm hasta 60 mm.



Diámetros: desde 0.55 mm hasta 1.05 mm.



Normas de referencia: ASTM A820, ASTM C1609 y ACI 544.

Patología constructiva.

El primer término a definir será el que resume el tema en cuestión, es decir, el de patología constructiva.

La palabra Patología proviene, etimológicamente, de las palabras griegas “pathos“(enfermedad, dolencia, aberración) y “logos“(estudio, discurso).

Por extensión, se puede definir la Patología Constructiva de la Edificación como la "ciencia que estudia los problemas constructivos que aparecen en el edificio (o en algunas de sus unidades) después de su ejecución".

También pudiera definirse como Patología Arquitectónica al tratado de los estados anormales de los edificios, considerando como tales: las anomalías debidas a uso y envejecimiento, los errores provocados en el desarrollo del proyecto, las consecuencias de los defectos de ejecución, las mutilaciones o modificaciones provocadas por incidentes o actuaciones edificatorias posteriores, e incluso los defectos de acabados más nimios y vicios ocultos o aparentes que puedan inducir futuras anomalías.

Un primer análisis de esta definición nos permite advertir una confusión muy extendida en el habla cotidiana entre los técnicos y los profesionales.

Es frecuente el uso de la palabra "patologías" como término genérico, usado también en plural, para referirse a los problemas y lesiones 38

constructivos, incluso individuales, que en realidad son el objeto de estudio de la "verdadera" patología.

De hecho, no se suele encontrar esta confusión en el mundo profesional de la medicina, de donde lo hemos tomado. En él, cada enfermedad se conoce por su nombre, y a ningún médico se le ocurre hablarnos de "esta patología" para referirse a un catarro o a una gastritis, por citar dos males frecuentes. Por el contrario, el término patología tiene un uso muy restringido en ese mundo, bien a nivel teórico, para títulos de actividades o trabajos teóricos, bien, a nivel práctico, como adjetivo, para indicar el carácter de un proceso o análisis (proceso patológico, estudio patológico, cuadro patológico, etc.), uso , este segundo, que también considero muy apropiado en nuestro mundo profesional.

Así pues, se usará la palabra patología, como sustantivo, exclusivamente para designar la ciencia que estudia los problemas, sus procesos y sus soluciones, y utilizaremos el adjetivo patológico/a para calificar los procesos y estudios relativos al tema (proceso patológico de un elemento constructivo o estudio patológico del mismo, para determinar su proceso o resolución).

Proceso patológico.

Para atacar una enfermedad, el médico requiere, en primer lugar, su diagnóstico. También en la ingeniería, para atacar un problema constructivo, es necesario "diagnosticarlo", es decir, conocer su proceso, su origen, sus causas, su evolución, sus síntomas y su estado actual. Este conjunto de aspectos del problema, que pueden agruparse de un modo secuencial, es lo que llamaremos "proceso patológico" en cuestión.

Ese será el primer paso en lo que se denominará "estudio patológico" y permitirá establecer tanto la estrategia de la "reparación" como las hipótesis de la "prevención".

Al mismo tiempo, el hecho de que exista una secuencia temporal de dicho proceso nos indica que en el mismo se pueden distinguir tres partes bien diferenciadas, a saber, el origen, la evolución y el resultado final, de tal modo que para su estudio (su diagnóstico) se deberá recorrer dicha secuencia de un modo inverso, al igual como hacen los médicos en cualquier enfermedad, o los investigadores, en general.

39

Así pues, debemos empezar por observar el resultado de la lesión, el síntoma, para, siguiendo la evolución de la misma, llegar a su origen, la causa.

Lesión.

Llamaremos lesión a cada una de las manifestaciones observables de un problema constructivo. Será, pues, el síntoma o efecto final del proceso patológico en cuestión.

Como quiera que constituye el aviso de la existencia de un problema y el punto de partida de cada estudio patológico, resulta fundamental su correcta identificación, ya que unos erros en este primer pasó puede suponer la elección de un camino equivocado y, por tanto, la llegada a una conclusión inoperante. De ahí que sea fundamental conocer la tipología de las lesiones.

En general se distinguen dos grandes grupos de lesiones: las primarias y las secundarias, ya que hay muchas ocasiones en que una lesión es, a su vez, origen de otra y, normalmente, las lesiones no suelen aparecer solas sino confundidas entre sí, por lo que conviene distinguir las que aparecieron primero y las que son consecuencia de las anteriores, lo cual dependerá de cada proceso patológico.

En definitiva, llamaremos lesión primaria en un proceso patológico concreto, a la que aparece en primer lugar en la secuencia temporal del mismo, mientras que será lesión secundaria en dicho proceso la que surge como consecuencia de una lesión anterior.

Causa.

Podemos definirla como el agente, activo o pasivo, que actúa como el origen del proceso patológico y que desemboca en una o varias lesiones. En ocasiones, varias causas pueden actuar conjuntamente para producir una misma lesión.

Si ése era el punto de partida del estudio, la causa es su objetivo, ya que con el diagnóstico lo que se persigue es conocer el origen de la "enfermedad" para atacar el mal desde el principio.

De hecho, un proceso patológico no queda resuelto y anulado hasta que no se ha interrumpido su origen, y éste es uno de los puntos clave en toda 40

actuación de reparación. Muchos fracasos de actuaciones sobre procesos patológicos se han debido a una falta de ataque a la causa (el origen) limitándose a resolver el síntoma (la lesión). En estos casos la causa sigue viva y la lesión acaba apareciendo de nuevo.

En cualquier caso, queda patente la importancia de la identificación de la, o las, posibles causas en un proceso, por lo que también resulta fundamental realizar un estudio tipológico de las mismas. Es conveniente señalar que las distintas pueden agruparse en dos grandes tipos, directas e indirectas: directas, cuando constituyen el origen inmediato del proceso patológico, tales como esfuerzos mecánicos, agentes atmosféricos, contaminación, etc., indirectas, cuando se trata de errores y defectos de diseño o ejecución, que necesita la conjunción de una causa directa para iniciar el proceso patológico, tales como errores en los detalles constructivos o en la elección de los materiales, defectos en la fabricación de los mismos o en su aplicación, etc.

En cualquier proceso podemos encontrar los dos tipos de causa y sobre ambas deberemos actuar en la reparación, aunque las segundas (indirectas) son las que más deberemos tener en cuenta cuando hablemos de prevención.

Diagnóstico.

Otro término a definir será el de diagnóstico. La palabra diagnóstico, viene etimológicamente del griego "diagnóstikos" (capaz de reconocer, conocimiento de la enfermedad).

Por lo tanto diagnosticar, supone conocer la anomalía y discriminarla. El diagnóstico adquiere diversos estadios de concreción en función del nivel cognoscitivo que del objeto del análisis y su propia constitución se efectúe.

El diagnóstico nos obliga a pronosticar la posible tendencia que de acuerdo a las lesiones puede tener la edificación.

Pronóstico.

El término pronóstico tiene su origen, etimológicamente del griego "prognosis" (previsión de lo que ha de venir). Asociado siempre al diagnóstico, el concepto de pronóstico lleva implícita la idea de previsión.

41

Un buen pronóstico debe basarse tanto en el diagnóstico del proceso patológico como en el conocimiento del edificio pues al ser éste el que da soporte físico al mismo, incide en mayor o menor grado sobre su evolución.

Existen diferentes tipos de pronóstico, como son: Por su reversibilidad: según la posibilidad que existe de que la patología pueda volver a la normalidad (reversible) o que quede siempre a la vista (irreversible).

Por su duración: pudiendo ser temporal crónico. Por temporal se entienden aquellos estados de gran intensidad pero en un corto período de tiempo y por crónicos aquellos que una vez que se presentan en una construcción son una constante a lo largo del tiempo.

Por su certeza: aunque el nivel de previsión con que se puede emitir un diagnóstico alcanza distintos grados, nunca puede predecirse de forma absoluta cual es la suerte que le espera al edificio a lo largo del tiempo.

Pueden ser: categóricos, condicionales, indeterminados, etc.

Por la propia esencia de la patología: este pronóstico siempre viene condicionado, independientemente del resto de las características que aquí se indican, por la propia patología (pronóstico sobre la seguridad del edificio, sobre la impermeabilidad, etc.).

Por su difusión: dependiendo del grado de publicidad que se haga del pronóstico (se le facilita al usuario y/o promotor y/o a la administración, etc.)

Por su intensidad: en relación a sí sus efectos son graves o leves según el campo que afecte: seguridad, confort, económico, etc.

Tratamiento.

Una vez finalizado el diagnóstico y, por tanto, descrito el proceso patológico con su origen (causa), su evolución y sus síntomas (lesión), estamos en disposición de aplicar el remedio Normalmente, éste perseguirá el devolver a la unidad constructiva lesionada su funcionalidad arquitectónica original. El conjunto de actuaciones (demoliciones, saneamientos, nuevos materiales, etc.)

42

destinadas a recuperar el estado constructivo original de dicha unidad recibirá el nombre de reparación.

En algunas ocasiones la reparación implicará la demolición o sustitución total de la unidad constructiva, en otras, esta actuación será parcial. En la mayoría, si el proceso patológico se ha descubierto a tiempo, bastará con la simple aplicación de productos con una misión protectora; pero, en cualquier caso, la reparación deberá contemplar dos fases claramente diferenciadas. En la primera, se actuará sobre la causa, o causas, origen del proceso, hasta su total anulación. En la segunda, se actuará sobre la lesión o lesiones que constituirán el síntoma del proceso.

Tal como se había mencionado antes, nunca se debe actuar sólo sobre la lesión, ya que la causa seguirá actuando y la lesión volvería a salir, ni tampoco invertir el orden de la actuación, ya que en el interín podría aparecer de nuevo el proceso.

Prevención.

El estudio 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 próximas actuaciones constructivas. Estaremos, entonces, en lo que podríamos llamar la Patología preventiva, por asimilación a la medicina preventiva.

En ella habrá que considerar, sobre todo, la eliminación de las que hemos llamado, causas indirectas, que afectan a las fases previas de proyecto y ejecución, así como a la de mantenimiento.

Otros términos frecuentemente utilizados.

A continuación se definen según la NC 052 - 55: 1982, una serie de términos que serán utilizados durante el estudio del tema de mantenimiento y conservación de edificaciones.

Conservación: Conjunto de trabajos que se ejecutan para obtener la durabilidad, seguridad y eficiencia máxima y mantener las características estéticas de la construcción. Además se emplea como acción que encierra todo el conjunto de acciones posibles a realizar dentro del patrimonio construido.

43

Explotación: Utilización de la construcción durante su vida útil dentro de los parámetros técnicos y funcionales establecidos en su diseño.

Elemento componente: Parte que integra una construcción y que puede ser considerada como unidad en cumplimiento de la función para la cual ha sido concebida.

Rehabilitación: Acción dirigida a devolver en un edificio declarado inhabitable e inservible las condiciones necesarias para su uso original u otro nuevo.

Reconstrucción: Trabajo que se realiza para sustituir o construir de nuevo los elementos componentes fundamentales que presentan un estado de deterioro avanzado y que disminuya o imposibilite el uso, seguridad e integridad de la construcción de forma parcial o total.

Restauración: Trabajo que se realiza en las construcciones de valor histórico, arquitectónico o ambiental para preservar o restablecer sus características originales con estrictos requisitos de autenticidad.

Renovación: Trabajo que se realiza en las construcciones introduciendo variaciones en el diseño, cambios, o mejoras técnicas y funcionales en correspondencia con la época en que se realicen.

Reparación: Trabajo que se realiza en las construcciones durante su explotación para arreglar o sustituir partes y elementos componentes.

Adaptación: Trabajo que se realiza en las construcciones para cambiar su uso.

Protección: es toda medida que se adopta para proteger, para evitar que el inmueble sujeto a los agentes de deterioro que dañen su integridad.

Estabilización: es toda medida que se tome para garantizar la estabilidad estructural de una edificación. Generalmente se trata de una medida de carácter temporal. Se realiza para garantizar la reversibilidad de los daños que ocurren en la estructura.

Consolidación: es una acción hacia la sustancia interna de la edificación.

Está relacionada fundamentalmente con los materiales constituyentes de la edificación. Esta acción se encamina a restablecer las propiedades o cualidades a los materiales para garantizar su durabilidad.

44

Nueva inserción: consiste en colocar un elemento dentro de un edificio dentro de un conjunto que tiene carácter histórico. Este nuevo edificio debe ser compatible con el entorno arquitectónico para no deteriorar la imagen del mismo.

Mantenimiento: Trabajo periódico de carácter preventivo y planificado, que se realiza en las construcciones durante su explotación para conservar las propiedades y capacidades que son afectadas por el uso, agentes atmosféricos o su combinación, sin que sus componentes fundamentales sean objeto de modificación o sustitución parcial o total.

Tiempo de vida útil: Tiempo durante el cual la construcción o sus elementos componentes, mantienen dentro de los niveles aceptables sus condiciones técnicas, higiénicas, funcionales y de seguridad, sometida a una explotación normal y recibiendo trabajos periódicos de conservación.

Inspección: Revisión de carácter técnico que se realiza en las construcciones de arquitectura e ingeniería para detectar el estado de los distintos elementos componentes e indicar los trabajos a realizar para que cumplan su función.

Inspección parcial: Inspección que abarca uno o varios elementos componentes de la construcción.

Inspección total: Inspección que abarca todos los elementos componentes de la construcción.

Inspección reducida: Inspección que se realiza por medios organolépticos (observación visual, pruebas táctil y auditivas) o cualquier otro tipo de análisis superficial.

Inspección intensiva: Inspección que se realiza mediante instrumentos y que pueden requerir pruebas de carga, estudio de proyecto, cálculos estructurales u otros análisis detallados.

Inspección ordinaria: Inspección que se realiza periódicamente de acuerdo con una planificación.

Inspección extraordinaria: Inspección que se efectúa por indicación de una inspección ordinaria o por situaciones especiales como catástrofes, accidentes u otros.

45

1.2 Metodología de diagnóstico y actuación 1.2.1 Introducción

El estudio de las lesiones o enfermedades de las construcciones, es un campo amplio y extenso, en el que queda mucho por investigar.

Comparando sus avances con los de otras ciencias como la física, la química, la medicina, la electrónica, etc. ratifica la gran necesidad de volcarse hacia el estudio y profundización de los diferentes estados patológicos, única forma de combatir las anomalías presentes en las edificaciones durante su explotación. La falta de experiencia por parte de ingenieros y arquitectos es una constante en casi todos los países, las intervenciones se realizan tomando como base la nueva construcción, sin pensar que la filosofía de la conservación es muy diferente y, a veces contraproducente. Los materiales y productos deben ser investigados y sobre todo conocer los efectos que producen sobre los existentes. No es raro encontrar la aplicación de ellos teniendo como único aval la experiencia obtenida en casos estudiados en otros países, con condicionales muy diferentes a las que rodean al caso que se analiza o remedios seleccionados a priori que empeoran, en gran parte de los casos, el estado técnico del inmueble.

Los avances alcanzados por las ciencias básicas (la matemática, física, la química) y otras como la electrónica, software han contribuido en gran medida al desarrollo alcanzado en la conservación y restauración del patrimonio construido, hoy se habla del empleo de las técnicas de ultrasonido, la difracción de rayos X y de análisis químico de las muestras de materiales, pero gran parte de los técnicos y profesionales responsabilizados con estos trabajos no conocen para que se deben utilizar, también no se tiene conciencia necesaria que ayude a comprender cuánto daño hace una intervención impensada y se mide la economía por la inversión inicial y no por la repercusión en el tiempo.

El problema es más profundo, va más allá de los simples estudios previos tocantes a la historia del lugar y del objeto a estudiar, de los materiales y técnicas empleadas, de levantamientos dimensionales y de la descripción del estado técnico. Es necesario entrar en la problemática de patología como ciencia, es decir, obtener la información necesaria del estado técnico de la edificación en su conjunto y en sus partes, conocer de donde 46

provienen los defectos y deterioros, o sea, las causas que los provocan, tener un dominio de los equipos, herramientas, ensayos disponibles, y sobre todo, del cómo y cuándo deben ser aplicados, así como los datos que se obtienen a partir de ellos. Sin todo lo antes expresado no se podrá emitir un diagnóstico que permita introducir la tecnología y técnica para su rehabilitación.

Estos estudios patológicos deben tener como punto de partida la lesión* y como objetivo final la causa, tratando siempre de conocer el origen de la enfermedad para atacar el mal desde el principio, de ahí la importancia que posee la determinación de las mismas. Muchas de las publicaciones sobre el tema las dan como conocidas, pero en realidad casi nunca dos casos con sintomatología similares poseen las mismas causas, también puede suceder que una causa de lugar a varias lesiones o que varias de ellas den lugar a una lesión, es por ello que la generalizaciones en este campo deben ser bien analizadas antes de hacerlas.

Lesión: Manifestación observable de un problema constructivo en un edificio. Es el síntoma o efecto de todo proceso patológico.

Por otra parte, cualquier proceso patológico no es resuelto hasta que no sea interrumpido su origen, siendo uno de los puntos cardinales en toda actuación. Muchos fracasos se deben a no atacar la causa. Limitándose a resolver el síntoma (la lesión), por lo que el problema sigue latente y por consiguiente la sintomatología vuelve a aparecer.

Figura 1. Proceso patológico

47

1.2.2 Clasificación De Las Lesiones

Para lograr una mejor compresión y entendimiento de este asunto es necesario realizar una clasificación general de las lesiones con el objetivo de poder identificarlas. La mayoría de los estudiosos del tema han agrupado las mismas en: Lesión primaria: Es el primer síntoma que aparece en el proceso patológico y que puede ser origen de otras (grietas, fisuras, humedades, etc.).

Lesión secundaria: Consecuencia normalmente del primer y segundo efecto del proceso, pero lesión en sí misma.

Tabla 1. Cuadro general de lesiones

Tipo

Físicas

Tipo de lesión

Primaria

Secundari a

A) Humedades.

A.1. De obra. *

A.2. Capilar.

A.3. De filtración.

*

A.4. De condensación.

*

A.5. Accidental.

*

* *

B) Erosión.

B.1. Atmosférica. * C) Suciedad.

Mecán icas

*

*

D) Deformaciones.

D.1. Pandeos.

D.2. Alabeos.

48

*

*

*

*

D.3. Desplomes.

*

*

D.4. Flechas. * E) Grietas.

E.1. Por carga.

E.2. Por dilatación – contracción.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

F) Fisuras.

F.1. Por soporte.

F.2. Por acabado.

G) Desprendimientos.

B) Erosión.

B.2. Mecánica.

Químic as

*

H) Eflorescencias.

I)

*

*

Oxidación y corrosión.

I.1. Oxidación. *

I.2. Corrosión.

I.2.1. Por inmersión.

I.2.2. diferencial.

Por

aireación

*

I.2.3. Por par galvánico.

*

I.2.4. Intergranular.

* *

J) Organismos

49

*

J.1. Animales.

*

J.2. Vegetales.

K) Organismos J.1. Animales. *

J.2. Vegetales.

* B) Erosión.

B.3. Química.

*

1.2.3 Clasificación De Las Causas

Dentro de las clasificaciones de las causas una de las más difundida entre los especialistas es la de dividirlas en dos grandes familias, directas e indirectas. En la tabla 2 se muestran los distintos tipos que se pueden englobar dentro de estas dos familias teniendo en cuenta, como en el caso de las lesiones, que las causas posibles son muy variadas y que habrá que analizarlas en cada proceso patológico, por lo que aquí sólo se puede realizar una clasificación tipológica general que nos permita comprender las características distintivas de cada uno de ellos y que como ya se dijo queda resumida en la tabla 2.

Causas directas: son los agentes que ponen en marcha el proceso patológico, es decir, la acción concreta sobre la unidad constructiva o sus materiales que inicia la degradación de los mismos que acaba en pérdida de su integridad o de su aspecto, lo que constituye una lesión observable como síntoma.

Comoquiera que la causa determina en gran medida el carácter del proceso y por tanto, el de las lesiones, esta pudiera ser también la tipología que se utilizará para distinguir los distintos tipos de esta primera familia de causas.

50

Directas 

Mecánicas: Esfuerzos mecánicos no previstos (compresión, tracción, etc.)



Físicas: Agentes atmosféricos (heladas, acciones eólicas, cambios bruscos de temperatura, etc.)



Químicas: Interacción entre materiales, contaminación atmosférica... (ejemplo: oxidación por par galvánico)



Biológicas: Interacción entre agentes biológicos y materiales (acción de microrganismos y macroganismos)



Otras: Lesiones previas como humedad, grietas, fisuras, etc.

Como su nombre lo indican estas causas actúan de forma directa sobre la edificación y pueden prevenirse desde cualquiera de las fases por las que atraviesan las edificaciones (proyecto, ejecución, etc.). Sólo algunos esfuerzos adicionales son ajenos a la voluntad del hombre, de ahí su carácter de no previsibles.

Causas indirectas: son, cada uno de los factores inherentes a la unidad constructiva (factores de composición química, de forma o de disposición) consecuencia de su selección o de su diseño defectuoso que, al aunarse con la acción de la causa directa, posibilitan la aparición del proceso.

También aquí podemos distinguir varios tipos de causas indirectas, clasificación que estará en función de las etapas del proceso constructivo donde se pueden cometer los errores que permiten la aparición de los mencionados factores.

Indirectas 

Proyecto: Error en la selección del material o elemento constructivo, diseños inapropiados de partes o de la totalidad de la edificación.



Diseño constructivo: Error en la disposición de los materiales o elementos constructivos.



Ejecución: Contrarias a las especificaciones del proyecto.



Materiales: Baja calidad de los materiales con respecto a las especificaciones del proyecto.

51



Mantenimiento: Falta de política sistemática de mantenimiento, excesivos años de servicio, superiores a la vida útil.

El mayor número de publicaciones existente en el mundo está dirigido a plantear los problemas que pueden atentar contra la premisa fundamental de toda edificación, “la estabilidad”. Otras causantes no son abordadas con gran profundidad, como es el caso de las indirectas, o si se hace, se piensa siempre o en la mayoría de los casos que la mayor influencia en la aparición de las lesiones la tienen la ejecución y los materiales, dejando en un segundo plano al proyecto. Es cierto que existen grandes problemas en estos dos aspectos, sobre todo en los países del tercer mundo, en donde no existe un desarrollo y conocimiento amplio de técnicas y tecnologías de avanzada, la mano de obra no es especializada y no se dispone de los equipos y herramientas idóneas y necesarias. Soslayar la incidencia del proyecto en todos sus niveles atenta contra el conocimiento de la verdadera causa.

Tabla 2. Cuadro general de causas

Familia

Tipo de causa

Directas

Mecánicas.

- Esfuerzos mecánicos (cargas y sobrecargas).

- Empujes.

- Impactos.

- Rozamientos.

Físicas.

- Agentes atmosféricos.

(Lluvia, viento, contaminación) Químicas

52

helada,

cambios

térmicos,

- Contaminación ambiental.

- Humedad.

- Sales solubles contenidas.

- Organismos.

Lesiones previas.

- Humedades.

- Deformaciones.

- Grietas y fisuras.

- Desprendimientos.

- Corrosiones.

- Organismos.

Indirectas

De proyecto.

- Elección:  Material.  De la técnica y el sistema constructivos.

- Diseño.  Diseño constructivo.  Pliego de condiciones.

De ejecución.

Del material.

- Defecto de fabricación.

- Cambio de material.

De mantenimiento.

- Uso incorrecto.

53

- Falta de mantenimiento periódico.

1.2.4 Estudios Realizados A Nivel Mundial. Estadísticas

En los últimos quince años se han llevado a cabo varios estudios, tanto nacionales como internacionales, con el objetivo rector de conocer el comportamiento estadístico de las diferentes causantes de los estados patológicos en las construcciones, así como las lesiones más significativas.

Un ejemplo de ello es el estudio publicado en el libro " Lesiones en los edificios. Síntomas. Causas. Reparación " donde se refleja según un estudio realizado en varios países europeos por el Institut fur Baustoff - Forschung (IBF) de la antigua República Federal Alemana que más de la tercera parte (37.5 %) del total de casos analizados son por defectos* en la fase de proyecto, lo que corrobora la gran incidencia del mismo. En este se considera que las causas de las lesiones en la construcción son: 1.

Defectos de proyecto.

2.

Defectos de ejecución.

3.

Defectos de los materiales.

4.

Defectos de utilización.

5.

Ruina, en general.

Defectos*: Incorrección que presenta la construcción o sus elementos componentes antes de iniciar su explotación, debido a errores e insuficiencias que se producen en el proyecto, fabricación y ejecución de obras.

1. Defectos de proyecto.

Como su nombre lo indica, los defectos de proyecto son aquellos que nacen con el proyecto mismo y que posteriormente tienen una gran incidencia en la vida de una edificación.

Ejemplo: Cuando en un muro de sostenimiento de tierras no se prevén los drenajes para la evacuación de las aguas, aparecerán en el mismo lesiones ocasionadas por la humedad contenida tras el muro y posiblemente un 54

cuadro de agrietamiento producido por el empuje del agua que acelerará el deterioro del mismo. Lo mismo sucederá cuando en los balcones no se prevé adecuadamente la salida del agua que se acumula en los mismos productos de la lluvia, el baldeo, etc.

2. Defectos de ejecución.

Esta causa es bastante frecuentemente la productora de lesiones en las edificaciones y se debe a descuidos e irresponsabilidades que se producen durante la construcción de los edificios.

Ejemplo: La colocación incorrecta del acero dentro de un elemento estructural de hormigón armado puede provocar la disminución de su recubrimiento o un aumento innecesario del mismo. Cualquiera de las dos posiciones incorrectas del acero traerá al elemento malas consecuencias durante su vida útil.

3. Defectos de los materiales.

En este caso no solo genera patología a una edificación la colocación de un material defectuoso sino también la selección incorrecta de un material para desempeñar una determinada función dentro de una edificación o fuera de la misma.

Ejemplo: En un muro construido con tierra (tapial) se debe colocar un revestimiento que permita la transpiración del mismo para poder eliminar la humedad.

Cuando sobre este tipo de muro se coloca un revestimiento de mortero cargado de cemento que además tiene un comportamiento muy rígido estaremos provocando que aparezcan en el muro grietas y otras manifestaciones patológicas que aceleran el deterioro del mismo.

4. Defectos de utilización.

Esta causa se refiere a las consecuencias que puede traer para una edificación un cambio de utilización de la misma con respecto a su uso original para el que fue diseñada, sobre todo cuando los cambios de utilización provocan movimientos y cambios a la estructura.

Ejemplo: 55

Cuando una edificación que inicialmente fue concebida para vivienda se transforma para ser utilizada como una edificación de uso social: escuela, policlínico, centro laboral, etc., por lo general es necesario realizar un grupo de modificaciones para garantizar los requerimientos espaciales de su nuevo uso y esto puede dañar al edificio. Si a todo lo anterior se añade que posiblemente se produzca un incremento de las cargas para las que fue diseñado el edificio entonces se comprenderá que este factor debe ser cuidadosamente chequeado antes de proceder a su realización, o sea, a proponer un cambio de utilización a una edificación.

5. Ruina, en general.

Aquí se agrupan la erosión natural producida por el paso ineludible del tiempo y la contaminación del medio ambiente que acelera o desencadena muchos procesos patológicos en las edificaciones.

En la Tabla 3 se muestran las conclusiones este estudio, expresadas en los porcientos de incidencia en cada uno de los países estudiados

Defectos de proyecto 12%

8%

Defectos de ejecución 37%

Defectos de los materiales 20%

Defectos de utilización

23%

Ruina, en general

Figura 2. Causantes de las lesiones según el IBF

56

Causantes de las lesiones según ETSA de Valladolid Defectos de proyecto 10%

5%

Defectos de ejecución 40%

17%

Defectos de los materiales Defectos de utilización

28%

Otros

Figura 3. Causantes de las lesiones según ETSA de Valladolid

Tabla 3. Resultados de las encuestas realizadas por el Institut fur Baustoff Forschung (IBF) de la antigua República Federal Alemana.

Causas de las lesiones

RFA

Bélgica

Dinamar ca

Rumani a

Yugoslavia

MEDIA

Defectos de proyecto

40.1

49.0

36.6

37.8

34.0

37.5

Defectos de ejecución

29.3

22.0

22.2

20.4

24.2

23

Defectos de los materiales

14.5

15.0

25.0

23.1

21.6

20.4

Defectos de utilización

9.0

9.0

8.7

10.6

12.2

11.5

57

Ruina, en general

7.1

5.0

7.5

8.1

9.0

7.6

Otro trabajo interesante fue el realizado por un grupo de estudiantes y profesores de la Escuela Técnica Superior de Arquitectos de Valladolid, en el que se analizan todas las fachadas de esa ciudad, arrojando como resultado que el proyecto ocupa el 40 %, la ejecución el 28 %, los materiales el 17%, la utilización el 10 % y otras causas el 5 %.

Un análisis similar fue realizado en Madrid, bajo la dirección de Dr. Juan Monjo Carrió, el cual dio como resultado que el comportamiento de los factores de proyecto y diseño constructivo representan la mitad del total, la otra mitad queda distribuida de la forma siguiente: 13 % ejecución, 9 % materiales y 28 % mantenimiento.

Defectos de proyecto

28%

Defectos de ejecución 50%

Defectos de los materiales

9% 13%

Ausencia de mantenimiento

Figura 4. Causantes de las lesiones según

Otro punto de vista para analizar las causas de las lesiones en la construcción lo ofrece el profesor Dr. Ing. Arq. José Menéndez Menéndez en su libro Desperfectos en Construcciones de Ingeniería y de Arquitectura (Resumen de 20 conferencias) donde plantea que las causas son las siguientes:

58

1.

Proyectos incorrectos o deficientes por los datos o antecedentes o por la interpretación de los mismos, por los cálculos o por equivocaciones en los planos.

2.

Desacuerdo entre el proyecto y la construcción.

3.

Materiales inapropiados o defectuosos originalmente, o que se han alterado después de recibidos, durante el almacenaje o la manipulación.

4.

Ejecución incorrecta o deficiente.

5.

Mantenimiento deficiente o nulo.

6.

Cambio de destino de la construcción.

7.

Cambios industriales).

ambientales (zonas

residenciales

convertidas

8.

Influencia de construcciones próximas, actuales o futuras.

9.

Causas fortuitas.

en

Como puede apreciarse estas causas son similares a las expuestas anteriormente sólo que se encuentran un poco más desglosadas y se añade la falta de mantenimiento, que en Ecuador, es uno de los factores fundamentales para desencadenar el estado patológico de una edificación.

En cuanto a las lesiones, la humedad, en lo que se refiere a las causas indirectas, suele producirse, por error de proyecto y falta de mantenimiento. Los materiales más afectados por ella, aunque con valores muy cercanos a la distribución general, resultaron ser el ladrillo a cara vista y la madera, esto es lógico si se tiene en cuenta la porosidad y características intrínsecas de ambos materiales; los que modifican fácilmente su contenido de humedad.

En cuanto al conjunto de deterioros* que se pone de manifiesto en las fachadas estudiadas en Valladolid y en Madrid, se aprecia que los desprendimientos ocupan un lugar importante en el universo de la sintomatología (42 % y 21 % del total), siendo la suciedad otra de las más significativas con un 25 % y el 21 % del total. El resto de las lesiones, grietas, fisuras, oxidación, eflorescencias, pudrición, erosión y humedad tienen un 59

comportamiento poco significativo. En cuanto a la última mencionada, la humedad, cabe destacar que la causa de muchas de las lesiones mencionadas es precisamente la existencia previa de ésta, lo cual no es fácil de discernir con una simple inspección.

Deterioros*: Desgaste, daño o rotura de la construcción o de sus elementos componentes, que impide su utilización o le ocasiona deficiencias constructivas, funcionales o estéticas.

En Cuba, debido a múltiples factores, es posible que el porciento de los defectos de ejecución sea un poco más elevado que en el del resto de los países en que se han realizado estos estudios, pero habría que realizar una investigación para comprobar esta hipótesis.

Esta asignatura debe centrar su estudio en los dos últimos aspectos ya que el resto de las asignaturas de diseño y construcción debe encargarse de erradicar los tres primeros defectos.

1.2.5 Estudio Independiente

Realizar un estudio de diagnóstico de una edificación que se quiera por equipo El encuentro con un proceso patológico en el mundo profesional suele tener como objetivo su solución, solución que implica reparación de la unidad constructiva dañada para devolverle su misión inicial.

Para ello, al igual que en el campo de la medicina, se requiere un "diagnóstico", lo más preciso posible, con el objeto de no equivocarse en el "remedio" (en la solución constructiva o tratamiento). De ahí la necesidad del "estudio patológico" previo a cualquier actuación, estudio que se puede definir como el "análisis exhaustivo del proceso patológico con el objeto de alcanzar las condiciones que nos permitan proceder a la reparación consiguiente".

Este análisis tiene que seguir, la línea inversa al proceso, yendo del efecto a la causa, pasando por los tres estadios mencionados en la actividad anterior, de síntoma o efecto, evolución y origen o causa. Todos los autores coinciden en que dicho análisis debe ser metódico y exhaustivo, pues de él depende el éxito de la empresa; por ello es preciso:

60



Adoptar un método sistemático de observación y toma de datos.



Limitar las posibles ideas preconcebidas, es decir, contener la intuición profesional, tan común y útil en nuestro oficio, pero tan peligrosa en algunas ocasiones.

A continuación de recorrerán las diferentes etapas mencionadas anteriormente con el objetivo de analizarlas por separado.

Observación.

De la lesión, o lesiones, que se manifiestan como síntoma de un proceso patológico y a partir de las cuales podemos conocerlo. Se trata de: 

Detectar la lesión. En la mayoría de los casos se suele iniciar el estudio porque se ha detectado alguna lesión.



Identificar la lesión de que se trate, para poder dar los pasos adecuados, de entre el gran número de tipos posibles, de los cuales se han mencionado anteriormente, los más importantes.



Independizar lesiones y procesos patológicos distintos, con el objetivo de seguirlos adecuadamente, sobre todo teniendo en cuenta su posible imbricación.

Para esta primera fase del estudio puede resultar útil disponer de algún tipo de guía o planilla, o por lo menos, una clasificación, aunque sea primaria, de las posibles lesiones y materiales afectados.

Toma de datos.

Una vez identificada e independizada la lesión, se inicia la toma de datos, en la que debe aplicarse el máximo de método posible.

Ello implicará, en ocasiones, un mínimo repetido de visitas, en otros casos la aplicación y seguimiento de una serie de instrumentos de análisis y evolución de la lesión, algunas veces, el uso de aparatos diversos de medida, y siempre, la utilización de fotografías que nos permitan plasmar gráficamente la lesión (el síntoma) en un momento determinado, tanto para poder seguir su evolución, como para poder continuar el análisis en el gabinete.

61

De este modo, se pueden obtener una serie de datos físicos, incluso muestras de materiales, que serán elementales para el análisis posterior.

Pero esto no es suficiente, y siempre que sea posible, se debe tratar de conseguir todo tipo de documentación gráfica o escrita de la unidad constructiva en cuestión, que facilite la comprensión del proceso.

En esta fase será necesario obtener los siguientes tipos de datos:

1. De identificación de la lesión Como continuación de la fase de observación, incluyendo, por lo menos: 

Tipo de lesión.



Fecha de aparición y periodicidad.



Tipo (uso) del edificio y fecha de construcción.

2. Constructivos.

Relativos al material o elemento afectados por la lesión, indicando la existencia de documentos gráficos o escritos fiables sobre la construcción dañada. Deben contener: 

Material o materiales afectados.



Elemento constructivo dañado.



Sistema y detalles constructivos, si cabe.



Toma de muestras para ensayo, si es posible.

3. Ambientales.

Según la situación del edificio y la localización de la lesión se debe saber: 

Localización de la lesión en el edificio, con indicación del sistema constructivo afectado.



Orientación de la fachada o de la unidad constructiva donde se detecte la lesión.



Nivel de exposición del punto de aparición del síntoma con respecto al nivel de calle y a la proximidad de otros edificios.

62



Nivel de contaminación del entorno del edificio, en función de las medidas que se pueden tomar en la localidad, o, en el último extremo, en función de una apreciación personal comparativa.

Todo lo anterior puede estar recogido en la ficha de toma de datos, que cada profesional debe crear a su conveniencia, siendo lo más importante la toma de datos, y que éstos sean suficientes.

La propuesta incluye la toma de fotografías o datos gráficos, que en general, completan la información, y ayudan a su estudio y posible revisión posterior.

Las fotografías serán, en ocasiones, simples testimonios gráficos, o de identificación, sin necesidad de una técnica especial en su toma, pero otras veces constituirán verdaderas herramientas de trabajo, por lo que debe tomarse un cuidado especial en su obtención.

Análisis del proceso. Diagnóstico.

Una vez terminada la toma de datos directa, y estando en posesión de los resultados de posibles ensayos de laboratorio, se puede iniciar la "reconstrucción de los hechos", es decir, tratar de conocer cómo se ha desarrollado el proceso patológico, cuál ha sido su origen y sus causas, cuál su evolución y cuál su estado actual. En definitiva, se debe iniciar lo que podemos llamar el análisis del proceso patológico con el objeto de alcanzar un diagnóstico definitivo y, por tanto, unas conclusiones para la posterior actuación profesional que implique la reparación de la, o las, unidades afectadas. Este análisis debe contemplar los siguientes aspectos del diagnóstico: 1. Causas.

Que han originado el proceso, distinguiendo entre las directas y las indirectas, con una descripción precisa de cada una de ellas y especificación de su confluencia, tanto de varias causas directas, como de las posibles indirectas que hayan actuado conjuntamente. Para ello se puede seguir la clasificación de la tabla 1, con el esquema de la tabla 4 2. Evolución.

Del proceso patológico, indicando, sobre todo, sus tiempos, su posible periodicidad, la transformación o ramificación en nuevos procesos 63

patológicos, etc. También puede ayudar a plasmar el proceso un sencillo cuadro como el de la tabla 4.

3. Estado actual.

Que debe recoger la situación del proceso, su posible vigencia o su desaparición y, sobre todo, la o las lesiones a que ha dado lugar y que constituyen los síntomas perceptibles del proceso.

Para ello, utilizaremos la clasificación tipológica de las lesiones, así como las casillas correspondientes para determinar la urgencia del proceso. Todo ello según el esquema de la tabla 4.

Tabla 4. Análisis del proceso patológico

Causas DIRECTAS

INDIRECTAS

Mecánicas

De proyecto

Físicas

De ejecución

Químicas

De material De mantenimiento

OBSERVACIONES: Evolución PERIODICIDAD PROCESOS PREVIOS PROCESOS CONSECUENTES OBSERVACIONES Estado actual

64

VIGENCIA LESIONES RESULTANTES OBSERVACIONES Propuesta de actuación.

Como objetivo final, el diagnóstico del punto anterior nos permite llegar a propuestas de actuación que, como queda mencionado, tendrá como misión devolver a la unidad su función constructiva.

Dichas propuestas habrá que contemplarlas en dos frentes: reparación y mantenimiento.

1. Propuesta de reparación.

Debe referirse tanto a la causa como al efecto, recordando la preferencia de aquélla sobre éste, ya que, de lo contrario, puede llegar a ser peor el remedio que la enfermedad (contemplamos continuamente grietas en paredes que se intentan "tapar" con pinturas o morteros superficiales y que vuelven a parecer periódicamente, con más expresividad, sí cabe, o manchas de humedad que se cubren se sucesivas capas de pintura que se desprendes periódicamente por no haber eliminado primero la causa).

1.1 De las causas.

Sobre las causas indirectas se podrá actuar en ocasiones en general, por lo que conviene analizar los distintos casos tipo.

Si se trata de material defectuoso, bien por error en su selección, bien pos defecto de fabricación, debemos analizar si es posible su sustitución o por el contrario, resulta más adecuado su tratamiento químico o físico para darle las propiedades que requiere.

Será, pues, un problema constructivo, por un lado, y económico, por otro, cuyos condicionantes habrá que sopesar. No es lo mismo cambiar un material de acabado (una pintura o un alicatado) por insuficiente resistencia a la intemperie, por ejemplo, que cambiar un ladrillo visto, constitutivo de una fachada, por excesivo contenido de sales eflorescibles, o unos pilares de hormigón armado, por baja resistencia a compresión.

65

En el primer caso, resulta relativamente sencilla la sustitución, mientras que en los otros dos parece más razonable la aplicación de productos protectores de la humedad, en el ladrillo, o de refuerzos metálicos superficiales, en el hormigón.

Si se trata de un problema de disposición constructiva, bien por defecto de diseño de detalle, bien por error en la ejecución, podremos estudiar la posibilidad de un cambio de dicha disposición o, por el contrario, la adición de nuevos elementos constructivos que corrijan el defecto.

Un caso muy claro podría ser la falta de colocación de barrera impermeable en la base de un muro de cerramiento para evitar la humedad capilar. En algunos casos, cabrá la posibilidad de introducir láminas metálicas o de otro tipo, bien actuando por bataches, bien clavándolas entre hiladas horizontales, según la disponibilidad del espacio de trabajo y su accesibilidad, y según las características resistentes del material. En otros, será más fácil la aplicación de barreras impermeables de masa a base de siliconas. En otros, sin embargo, no habrá más remedio que facilitar el drenaje por aireación o por sistemas electroosmóticos y, en algunos casos, cubrir los efectos con cámaras ventiladas.

Si se trata, por último, de problemas de mantenimiento, será cuestión de estudiar las correcciones oportunas, aplicando las protecciones más adecuadas. En el caso claro de muchas corrosiones de elementos metálicos pos falta de protección anticorrosiva periódica, sobre todo en zonas de humedad relativa elevada.

En definitiva, las causas indirectas son, casi siempre, susceptibles de corrección, bien por sustitución, bien por nueva disposición, bien por aplicación de nuevos materiales o nuevos elementos constructivos.

Las causas directas, sin embargo, suelen ser más difíciles de eliminar o actuar sobre ellas, sobre todo cuando se trata de agentes atmosféricos o contaminantes, por lo que su corrección se complica algo.

Si hablamos de causas mecánicas, podremos actuar en los esfuerzos o cargas que sean previsibles, tratando de eliminarlos o, por lo menos, limitarlos. Se pueden hacer desaparecer, por ejemplo, cargas permanentes innecesarias, como pavimentos muy pesados o mobiliario excesivo, y se pueden limitar sobrecargas, en ciertos almacenes, a base de carteles 66

anunciadores o limitando la altura de las estanterías, con la inevitable incertidumbre de su cumplimiento.

Por el contrario, el caso de fricciones y rozamientos en pavimentos y zócalos es prácticamente imposible de evitar, a no ser que se modifique el uso de los locales.

Las causas físicas son prácticamente imposibles de anular (lluvia, viento, temperaturas, etc.) y debemos recurrir a la protección física o química de los elementos, lo que implica, en realidad, una actuación sobre la causa indirecta (tipo de material) que se mencionó anteriormente.

Las causas químicas, por último, son también poco susceptibles de actuación directa, sobre todo cuando se trata de agentes contaminantes de la atmósfera. También en estos casos habrá que recurrir a la protección del material y elemento como actuación sobre causa indirecta.

Si el problema es de interacciones entre materiales, podremos resolverlo con la interposición de barreras entre ellos, pero se tratará, por lo general, de actuaciones indirectas. El mismo ocurrirá cuando el origen del producto químico sean los animales o las plantas. Entonces, además, la actuación deberá recaer sobre el mantenimiento.

En general, la mayoría de las causas directas sólo se podrán resolver, bien a base de protecciones que eviten que los agentes directos (físicos, mecánicos o químicos) alcancen al material o elemento susceptible de ser lesionado, bien mediante productos y aditivos aplicados al mismo material, bien a base de cambios de uso que puedan alejar o disminuir la acción de dichos agentes.

Finalmente, si la causa es una lesión previa, la reparación se dirigirá claramente a anularla, siguiendo todo el proceso que estamos analizando.

1.2 De los efectos.

Una vez corregida o anulada la causa, y sólo después de ello, se deberá proceder a la reparación del efecto, lo que tendrá por objeto devolver al elemento o unidad constructivos su aspecto y su funcionalidad originales.

Las posibilidades de actuación son, lógicamente, muy variadas, como lo son los tipos de materiales y elementos que pueden verse afectados, y los tipos de lesiones que les pueden afectar y que se estudiarán en otras actividades.

67

No obstante, aunque sólo sea con carácter orientativo y general, veamos las posibles reparaciones según los tipos de lesiones descritos.

Las humedades, una vez secas, suelen dejar mancha o aureola, que bastará con eliminar por simple limpieza o tapar con capa de pintura, según los casos.

La erosión física (atmosférica) tendrá tratamiento diferente según lo avanzada que se encuentre y, por tanto, el nivel de erosión que haya sufrido el material. En función de ello, se puede proceder a: 

Sustitución del elemento por otro (ladrillos nuevos, por ejemplo).



Saneado y endurecedor.



Tapado y protección con nuevos acabados.

La suciedad se reparará, normalmente, con una simple limpieza; natural, química o mecánica.

Las deformaciones, suelen ser las más complicadas de reparación y por lo general, una vez anulada la causa, se dejan con el defecto permanente. Sólo en casos extraordinarios se puede proceder a corregirlas mediante esfuerzos mecánicos contrarios a los que las han originado, con el consiguiente peligro de nuevas lesiones, por lo que estos procedimientos suelen necesitar del complemento de nuevos elementos de refuerzo.

En los casos en que su eliminación sea imprescindible, se puede optar también por la demolición y sustitución del elemento.

Las grietas es uno de los casos en los que la corrección de la lesión sólo es posible mediante le demolición y reposición del elemento. En efecto, un elemento agrietado se ha convertido en dos elementos que, de algún modo, actúan independientemente ante nuevas acciones físicas o mecánicas, por lo que su unión hasta conseguir que vuelvan a ser un solo elemento es prácticamente imposible o muy difícil. En cualquier caso lo que nunca podría suponer una unión definitiva sería el atado parcial de las dos mitades mediante "grapas" o la unión superficial mediante "vendas". El resultado negativo de estos intentos lo sufrimos continuamente.

En el caso de la obras de fábrica (sobre todo, ladrillos) se puede pensar en una sustitución de los elementos rotos por otros nuevos y en un rejuntado

68

profundo de todos los elementos afectados por la grieta. Naturalmente, una vez estabilizada la deformación de origen.

Las fisuras presentan diversas variantes que exigen un estudio antes de la reparación. Así, las de acabados por elementos obligan a la demolición y sustitución de todos los afectados. Sin embargo, las de los acabados continuos, en algunos casos, pueden "taparse" mediante nuevos acabados superficiales, aunque lo más corriente (y seguro) es también su demolición y refacción.

Los desprendimientos obligan siempre a la demolición y recolocación de las unidades afectadas o a la demolición total y sustitución por un acabado diferente, en función de la intensidad y extensión de la lesión.

La erosión mecánica seguirá el mismo proceso de reparación indicado para la física.

Las eflorescencias son, quizás, las de reparación más simple de su efecto y pasan por una limpieza similar a la indicada para las suciedades (natural o física, mecánica o química).

La oxidación es de reparación también sencilla, que consistirá en cepillado y nueva protección.

Lo mismo ocurrirá con la corrosión, siempre que su efecto sea escaso y no afecte a la integridad de la pieza. En caso contrario, habrá que sustituirla.

Los organismos pasan siempre por su eliminación y aplicación de productos "repelentes". En el caso de los xilófagos, una vez eliminados, habrá que considerar la integridad del elemento y, por tanto, su sustitución.

La erosión química, por último, seguirá los pasos de sus homónimas.

2. Propuesta de mantenimiento.

Toda propuesta de reparación de un proceso patológico, al igual que todo proyecto de obra nueva, pero más en este caso, debe ser acompañada por una propuesta de mantenimiento de la unidad reparada, que estará en función del diagnóstico alcanzado, es decir, de sus causas, de su evolución y de la propuesta de reparación de causa y efecto.

69

No vamos a entrar en un análisis exhaustivo de los procesos y posibles propuestas de mantenimiento, que suponen un tratado específico y que, en cualquier caso, se verán en cada una de las sucesivas actividades docentes.

Pero sí cabe recordar, cuando menos, los aspectos más importantes de toda propuesta de mantenimiento, que debe contemplar: 

Revisiones visuales periódicas de los reparados, con objeto de comprobar comprobando la posible aparición de deformaciones, organismos, suciedad, integridad.



Reposición periódica del material de acabado, que estará en función de su tipo y de su nivel de exposición, además de la clase de ambiente en el que esté situado (contaminación, humedad, orientación, etc.). Hay que partir de la base de que los materiales de acabado tienen una determinada vida útil.



Limpieza periódica de superficies y elementos drenantes, como una continuación al apartado anterior. No hay duda de que muchos procesos patológicos tienen su origen en la acumulación de partículas de suciedad (suciedades, organismos, erosiones químicas).

Asimismo, muchas humedades de filtración se originan como consecuencia de obstrucciones en canalones y bajantes.

elementos lesionados y su estado organoléptico, nuevas lesiones (fisuras, etc.) y, en general, su

En definitiva, pues, la propuesta de mantenimiento deberá comprender todas aquellas acciones destinadas a mantener la integridad de la unidad reparada, así como de los materiales y elementos que hayamos aportado para su reparación.

1.2.6 Propuesta metodológica para el diagnóstico y la actuación sobre edificaciones afectadas

1. Recopilación y búsqueda de datos.

En esta etapa se debe realizar una búsqueda lo más amplia posible de los daños y lesiones que se presentan en la edificación. Esta información debe ser recogida en la historia clínica de la edificación. Para llevar a cabo esta búsqueda de información es necesario llevar cabo una inspección en el edificio que se está estudiando. A continuación se ofrecen una serie de 70

definiciones acerca de los diferentes tipos de inspección que reconoce la NC 052 - 055: 82.

Inspección: Revisión de carácter técnico que se realiza en las construcciones de arquitectura e ingeniería para detectar el estado de los distintos elementos componentes e indicar los trabajos a realizar para que se cumpla su función.

Inspección parcial: Inspección que abarca uno o varios elementos componentes de la construcción.

Inspección total: Inspección que abarca todos los elementos componentes de la construcción.

Inspección reducida: Inspección que se realiza por medios organolépticos (observación visual, pruebas táctil y auditivas) o cualquier otro tipo de análisis superficial.

Inspección intensiva: Inspección que se realiza mediante instrumentos y que puede requerir pruebas de carga, estudios de proyecto, cálculos estructurales u otros análisis más detallados.

Inspección ordinaria: Inspección que se realiza periódicamente de acuerdo con una planificación.

Inspección extraordinaria: Inspección que se efectúa por indicación de una inspección ordinaria o por situaciones especiales como catástrofes, accidentes u otros.

Este inventario de lesiones debe realizarse a toda la edificación comenzando por la cubierta y descendiendo por todos los niveles hasta llegar a la cimentación. El mismo debe llevarse a cabo de forma detallada, buscando las lesiones que estén presentes en cada uno de los locales del inmueble.

Lesiones más frecuentes a)

Grietas o fisuras, locales o generales.

b)

Asientos.

c)

Desplomes.

d)

Flechas excesivas en elementos horizontales o inclinados.

71

e)

Pandeo.

f)

Abofamientos.

g)

Desconchados o desprendimientos.

h)

Roturas y astillados.

i)

Exfoliaciones.

j)

Corrosiones.

k)

Pudriciones.

l)

Perforaciones de insectos.

m)

Manchas de humedad.

n)

Vegetación (raíces, humedad y presión).

o)

Moho.

p)

Eflorescencias.

q)

Decoloraciones.

r)

Cambios de textura.

s)

Suciedad.

Posteriormente debe realizarse un estudio de la historia de la edificación (según documentación de archivo existente y expediente de la misma), analizando fundamentalmente: año de construcción, proyectistas, constructores, materiales constituyentes, técnicas constructivas empleadas, usos de la edificación, labores de conservación realizada con anterioridad, etc.

2. Análisis del proceso patológico. Diagnóstico.

En esta etapa debe realizarse un reconocimiento de la patología, o sea, de las lesiones que se presentan en la edificación. Además deben definirse cuáles son las causas más probables que han originado las lesiones o daños que presenta el edificio objeto de estudio. Esta es una de las fases más importantes del trabajo de rehabilitación pues de la determinación correcta de las causas de las lesiones se derivarán los tratamientos acertados o no

72

para reparar los daños que presenta el inmueble. Se realiza el diagnóstico preliminar, el cual en ocasiones, necesita ser corroborado por ensayos más o menos complejos y costosos para ratificar una hipótesis establecida sobre el fallo de un determinado elemento o estructura en su conjunto.

A continuación debe realizarse un pronóstico de la patología, o sea, se deben determinar las consecuencias que pueden tener para la edificación a corto o largo plazo las lesiones o daños que aparecen en la misma.

3. Selección del tratamiento.

En esta etapa se deben recomendar las actuaciones a realizar para reparar las lesiones o daños que se presentan en la edificación. Es importante destacar que se debe actuar primeramente sobre la causa que ha originado la lesión y posteriormente sobre el efecto (la lesión), pues de no hacerlo de esta forma el deterioro volverá a manifestarse nuevamente.

En esta fase del trabajo se debe ser muy cuidadoso en la selección del método para reparar los daños que aparecen en el edificio porque una intervención desacertada puede ser en ocasiones mucho más perjudicial para el inmueble. Debe prestarse especial atención a la selección adecuada de los materiales para llevar a cabo la reparación ya que los mismos deben ser compatibles con los materiales originales ya que de lo contrario originarán nuevos deterioros. En esta etapa del trabajo se precisa la actuación de un equipo multidisciplinario donde cada uno de los miembros juega un rol fundamental en la confección del proyecto de intervención en la edificación.

4. Ejecución de los trabajos de conservación.

Esta etapa requiere de mano de obra especializada en las labores de conservación (herreros, carpinteros ebanistas, arqueólogos, albañiles que dominen el trabajo con el yeso y la masilla, etc.) y de una programación adecuada del proceso de intervención en el inmueble para que la acción sobre el mismo no resulte perjudicial. Además, es necesario que se cuente con el equipamiento y herramientas necesarias para llevar a cabo los trabajos.

73

Deberá prestarse especial interés a los materiales que se empleen para llevar a cabo el proceso constructivo ya que no en todos los casos las recomendaciones y experiencias de los fabricantes de los mismos o de los usuarios se corresponden con las características físicas y químicas en las que se encuentra ubicada la edificación objeto de la intervención.

5. Control.

El control debe realizarse desde que comienza la ejecución de los trabajos de rehabilitación hasta la puesta en servicio nuevamente de la edificación.

Esta etapa del trabajo reviste una gran importancia pues de ella depende en gran medida la calidad del producto final de la intervención.

6. Elaboración de los Planes o Programas de Mantenimiento.

Es necesario para preservar a la edificación, que sean programados los ciclos de mantenimiento que se deben realizar en la edificación para alargar su vida útil. Si bien estos ciclos de mantenimiento son necesarios desde que se construye cualquier obra nueva, en el caso de una obra que ya ha sido intervenida por su notable estado de deterioro, el mantenimiento entonces reviste una mayor importancia que en el caso anterior pues el deterioro aparece con mayor rapidez en este último caso.

En la próxima actividad se comenzará el estudio de las lesiones que se presentan en las edificaciones, así como de las causas que las provocan con mayor frecuencia. Para realizar dicho estudio se realizará una división del edificio en las siguientes partes componentes: •

Cubierta.

•

Estructura horizontal: Techos, vigas.

•

Estructura vertical: Muros, columnas.

•

Estructuras abovedadas: Arcos, bóvedas y cúpulas.

•

Cimentación.

•

Revestimiento

74

CAPITULO II: PATOLOGÍA DE EDIFICACIONES. DIAGNÓSTICO 2.1 Tipología constructiva de (sistemas de impermeabilización)

las

cubiertas

PRINCIPALES DETERIOROS. TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN 2.1.1 Patología de las cubiertas

Hablar de la cubierta es hablar de la historia del hombre, ya que la cubierta – aunque no era como tal – es quizás el primer elemento componente que utiliza o se ve obligado a utilizar. En sus inicios era sólo eso, o sea, cobija o cobertura. No existía la posibilidad de separar la cubierta de la impermeabilización. Utilizaban las ramas de los árboles de diferentes formas para protegerse del sol, la lluvia, el frío, etc., eran en extremo rudimentarias, pero eran las primeras cubiertas.

En las civilizaciones Persa, Asiria y posteriormente la Griega, surge ya un concepto más acabado de la cubierta y en sus construcciones se pueden apreciar casi los mismos elementos que integran el concepto actual – salvando la gran diferencia que existe – y no otra cosa que la posibilidad de separar realmente la cubierta (estructura – armazón) y su protección (impermeabilizante).

Los griegos estudiaron factores muy importantes de la cubierta como son las pendientes 6y la evacuación de las aguas o drenajes.

Con el Imperio Romano se utilizan nuevos materiales (caementum y concretum) que permiten una mayor terminación en la cubierta al poder sellar las juntas entre las piezas que formaban la misma, logrando una mayor estanqueidad.

Con el Imperio Romano termina la Edad Antigua y comienza la Media. En este período cobra un gran auge el uso de materiales cerámicos, fundamentalmente la teja para la protección de las cubiertas.

Hasta ahora sólo se trataba de protección de la cubierta con piezas y no integralmente. A finales del siglo XIX se descubre un material que va a revolucionar totalmente el concepto de cubierta y su protección: el 75

hormigón armado. No es necesario repetir lo que ya se conoce sobre este material y las posibilidades del mismo en la construcción.

Pese a continuarse empleando las tejas y losas de barro, éstas técnicas entran en contradicción con el desarrollo vertiginoso de la construcción y la productividad. Es el momento en que se comienzan a utilizar otros materiales para la impermeabilización: láminas o impermeabilización multicapa fieltro – asfalto (built-up roofing), se produce en la década del cuarenta del siglo XX, procedente de los Estados Unidos, donde se empleaba anteriormente. Ya en la segunda mitad del Siglo XX se comienzan a utilizar otros materiales para esta actividad, surgiendo en los últimos 15 – 20 años del Siglo XX, un nuevo tipo de impermeabilización: las láminas monocapas.

Por todos es conocida la importancia que tiene una correcta impermeabilización de las cubiertas tanto para brindar un mayor confort y seguridad del usuario, como para lograr alargar la vida útil de las mismas, todo lo cual repercute en un considerable ahorro de recursos para la economía.

Para muchos son conocidos los innumerables problemas de filtraciones y humedades que presentan nuestras edificaciones motivadas en muchos casos por dificultades provenientes de las cubiertas de los edificios.

En muchos ocasiones la causa fundamental de la aparición de estas lesiones en los edificios es la falta de mantenimiento que a lo largo de la vida de la edificación ha afectado a la misma, y en otros casos, los errores que desde su concepción o ejecución condenaron a la cubierta a ser afectada en el futuro por este tipo de patología.

2.1.1.1 Definición.

La cubierta es la cubrición exterior del edificio y que la protege horizontalmente de las inclemencias del tiempo La cubierta no es sólo el elemento significativo dado que "techo" ha sido siempre sinónimo de "vivienda", sino uno de los elementos de la edificación que reúne mayores dificultades constructivas.

76

La cubierta es el elemento fundamental en el sistema de impermeabilización de una edificación. Es el elemento que cubre el último techo, balcones terrazas y otras áreas húmedas mediante el empleo de materiales tradicionales y de otros que no se producen en el país.

Tiene que cumplir la función la función de ser envolvente estanca del edificio protegiéndole en su proyección horizontal de la radiación solar en verano, de la penetración de lluvia en invierno, y de ser aislamiento térmico y acústico en toda época.

2.1.1.2 Funciones De La Cubierta.

De su propia definición se pueden deducir las principales funciones que debe reunir la cubierta: 1. De envolvente estanca.

Esta es la primera y principal razón de la cubierta, ser capaz de proteger al edificio de las inclemencias atmosféricas, agua, viento, nieve, etc.

Curiosamente y hasta tiempos recientes este problema se ha resuelto con materiales generalmente permeables: el barro, la cerámica, materiales leñosos, etc.

La función de estanqueidad se ha resuelto mediante la geometría de sus elementos y el montaje y conexión entre ellos, que permite una fácil evacuación del agua o la nieve y una no - penetración al viento, junto a un diseño de grandes pendientes.

Históricamente ha constituido, en muchas ocasiones, zona definitoria de la personalidad de un edificio. Piense en todas las cúpulas renacentistas, o las bóvedas de las catedrales góticas, las cubiertas barrocas, y en general, los miles de sistemas y materiales con los que se construyen, a lo largo de la historia de la construcción.

La planeidad de la pizarra (teja francesa), su sobreposición, y las fuertes pendientes, o la sofisticada geometría troncocónica de la teja árabe (teja criolla) que permite garantizar un solape mediante la alternancia de canales y cobijas, pasando por la más precisa geometría de la teja mecanizada plana alicantina o marsellesa (soladura o rasilla) que optimiza su ensamblaje, ha

77

permitido a lo largo del tiempo que el agua o nieve evacuada con rapidez y facilidad no solamente por su plano inclinado, sino también cuando por efecto del viento aparece una componente más horizontal, todo ello a pesar de la permeabilidad de sus materiales.

En otros países donde la tendencia ha sido hacia la cubierta plana, se ha resuelto este problema a través del empleo de diferentes sistemas de impermeabilización basados fundamentalmente en materiales que aisladamente son permeables pero que combinados correctamente pueden proteger a la edificación de la acción de las aguas, la nieve o el viento.

2. La protección térmica.

Debe ser la segunda gran función de la cubierta, ser envolvente y que minimice las transferencias térmicas a través de la piel del edificio.

Estas transferencias son fáciles de evitar en los muros exteriores verticales donde las fisuras entre piezas son nulas pero no así en las cubiertas donde hemos visto la pequeñez de sus piezas, y las fuertes alteraciones térmicas no hacen difícil la existencia de fisuras.

El reto del constructor ha estado siempre en poder compatibilizar ambos extremos, es decir, que la movilidad necesaria de las piezas ante las dilataciones térmicas, no permita la penetración del agua. Nuevamente se ve que el recurso a la estanqueidad por geometría ha sido definitivo.

El principio es sencillo, se basa en la gravedad y se resume en superponer escalonadamente planos inclinados, cada uno de los cuales debe recoger el agua de los superiores y conducirla por escorrentía hasta el plano inferior siguiente hasta expulsarla de la zona a proteger.

Cuando por otras razones de evolución de los estilos arquitectónicos, y por la aparición de nuevos materiales se ha prescindido de esta componente geométrica, se han creado dificultades a las dos anteriores funciones, que en alguna medida están todavía pendientes de solución y que son fuente de muchos problemas patológicos en las cubiertas planas.

78

2.1.1.3 Elementos Constitutivos De La Cubierta.

Es fundamental para estudiar los problemas patológicos que pueden presentarse en una cubierta el conocer en cuál de sus elementos constitutivos tiene su origen o causa el problema, el comportamiento de dicho elemento, para poder diagnosticar la etiología del mal y prescribir la correspondiente reparación.

En sentido general los elementos constitutivos de la cubierta son: 1. Elementos de la base o estructurales.

Considerando lo que forma el edificio por encima del remate de sus muros al nivel del plano de asiento de los elementos resistentes de la cubierta, pero su funcionamiento mecánico, por efectos del propio edificio o por agentes externos (cambios de temperatura) hacen que pueda influir en la misma y de hecho es causa de problemas patológicos, bien en la propia cubierta o derivados hacia el edificio.

Sin entrar a considerar las peculiaridades de cada uno que no son tema de esta conferencia, estos pueden ser algunos de los elementos estructurales: Tabla 5. Tipos de elementos de la base o estructurales de la cubierta.

Cubiertas planas

Forjados en general: en edificios de viviendas o urbanos en general.

Cerchas metálicas o de madera en edificios industriales o pabellones.

Estructuras espaciales en edificios singulares de grandes luces.

Cubiertas inclinadas

Forjados inclinados: en viviendas.

Muros resistentes de diversos materiales (cubiertas de par e hilera, etc.)

Cerchas de diverso diseño: de madera, metálicas de perfiles laminados u otros metales, de hormigón (usadas en industrias principalmente), de madera laminada, etc.

79

Superficies curvas tabicadas sobre nervaduras (caso de plementerías de las catedrales) y en general todo tipo de cúpulas y bóvedas base de cubiertas.

Sistemas mixtos: posible mezcla de los anteriores.

2. Elementos de soporte o sustentación.

Inmediatamente apoyados en los anteriores elementos resistentes, estos soportes servirán de base para el apoyo o recibido del material de cubrición o revestimiento. Como en los anteriores son múltiples los materiales y sistemas constructivos que pueden intervenir. Están sometidos a efectos patológicos por implicaciones mecánicas, térmicas e higrotérmicas.

Tabla 6. Tipos de elementos de soporte o sustentación de la cubierta.

Cubiertas planas

Tableros cerámicos como en el caso de cubiertas a la catalana sobre tabiquillos.

Otros tipos de tableros prefabricados.

Relleno de pendientes sobre forjados con hormigones ligeros.

Pendientados con otros tipos de materiales ligeros.

Cubiertas planas Es el caso de algunas cubiertas industriales. con pendientes Correas (viguetas) metálicas o de madera sobre tabiquillos. superiores al 5%.

Tableros prefabricados.

Chapas plegadas (Cubiertas "Deck").

Cubiertas

Forjados inclinados: en este caso el elemento base estructural y el soporte se confunden en un mismo

80

inclinadas

elemento.

Correas (viguetas) metálicas o de madera sobre tabiquillos.

Correas (viguetas) metálicas o de madera sobre cerchas ligeras.

Correas (viguetas) sobre cerchas o pares de madera.

Entablados de diversos materiales: Tableros de madera aglomerada sobre correas, tableros cerámicos sobre tabiquillos o cerchas, tableros prefabricados de hormigón, tableros de material aislante, tableros de metal perforado (de ploye), entablados de madera tradicionales, etc.

3. Aislamientos.

Se considerarán como tal los materiales añadidos a la cubierta para tal fin, no los que por los materiales integrantes de la propia cubierta o su sistema constructivo (catalana) constituyen un aislante.

El tipo de material es indistinto para diversas soluciones constructivas por lo que la clasificación hay que hacerla en función de los tipos de materiales.

Tabla 7. Tipos de aislamientos de la cubierta.

Tableros

Por su propia rigidez pueden cumplir la doble función de soporte y aislante. Caso de los tableros aglomerados de virutas de madera (VIROTERM).

Plásticos

Tableros semirígidos que en función del origen del material o de su forma de fabricación o puesta en obra pueden ser:   

De

Espumas de urea proyectadas.

Poliestirenos expandidos.

Poliestirenos extrusionados.

origen Generalmente triturados o aligerados, normalmente como 81

pétreo

componentes del mortero de soporte:   

Fibras

Áridos aligerados (Arlita).

Hormigones aligerados. Áridos de origen volcánico.

Normalmente derivados minerales en forma de mantas o paneles:   

Fibra de vidrio (Vitrofib).

Viruta de vidrio prensada (Polydros).

Fibras naturales (Bardados vegetales).

4. Elementos de cubrición o cobertura (Revestimientos o sistemas de impermeabilización).

En esta actividad se hará referencia a los sistemas de impermeabilización o elementos de cobertura que constituyen los componentes básicos de la cubierta en cuanto a su función de envolvente estanca e impermeabilidad por ser los que normalmente se encuentran en comunicación con el exterior o son la película impermeable, aunque estén más al interior.

La variedad de sistemas y materiales cubre una amplísima gama que se intentará clasificar en dos grandes grupos en virtud de tratarse de un tipo de material continuo (láminas o planchas) o de pequeñas piezas o discontinuo (todos los demás).

Los sistemas continuos son utilizados tanto en cubiertas planas con pendientes inferiores al 5 %, como en cubiertas inclinadas o curvas con pendiente superiores al 5 %.

A este grupo pertenecen también, los elementos de evacuación de las aguas que puede definirse como el componente que depende y complementa a las coberturas continuas y discontinuas (según la clasificación de la Tabla 4). No siempre es integrante básico de la cubierta como elemento (caso de las aguas afuera) pero será fundamental en el correcto funcionamiento de la cubierta y como el resto de la misma o más, sujeto a deterioros y causa como consecuencia de patologías.

82

En la siguiente tabla se muestra una clasificaciรณn general de los elementos de cobertura o revestimientos de las cubiertas.

Tabla 8. Clasificaciรณn de los elementos de cobertura y los de evacuaciรณn de las aguas de las cubiertas (sistemas de impermeabilizaciรณn).

Cobertura Continua

Planchas metรกlicas

Cobre Zinc Aluminio Plomo Aleaciones

Telas asfรกlticas

Con armadura y protegibles Con acabado mineral no protegibles Con acabados metรกlicos En paneles con acabado mineral (VERTUIL)

Membranas asfรกlticas

Buil โ up roofing

Telas plรกsticas

Erastรณmetros Caucho Butiles

Termoplรกsticas

PVC Resinas

Materiales

de Solados cerรกmicos (soladura)

83

protección

Gres Semibarros Áridos sueltos o aglomerados con asfalto

Integrales

Sobre la base de materiales hidrófugos que constituyen la base del sustrato y no requieren otra protección (hormigón ligero, etc.)

Mixtas

Morter Plas Lamisfal Impercuba Asfalto Varadero

Cobertura Discontinua

Cerámicos

Tejas árabes o curvas (tejas criollas) Plaquetas Tejas planas o alicantinas (tejas francesas) Tejas de gres

Pétreos

Losas de piedra Pizarras en piezas o losas

Cemento

Fibrocemento planchas Fibrocemento tejas Tejas de hormigón

84

Vidrio

Hormigón traslúcido Tejas de vidrio (Saint Gobain)

Vegetales

Bardados de diversos orígenes Enripiados de madera Plaquetas de madera

Elementos de evacuación de las aguas

Metálicos

Piezas de plomo o zinc en pequeñas planchas

Evacuación exterior

Aleros de agua fuera.

Canalones y bajantes exteriores.

Limatesas y limahoyas.

Elementos auxiliares.

Evacuación interior

Limas y canaletas de recogida.

Bajantes interiores.

Calderetas y sumideros.

Elementos sobresalientes o penetrantes.

Son aquellos que no puede decirse que formen parte de la cubierta en cuanto a las funciones que tienen encomendadas, pero si en cuanto a elementos del edificio que interfieren claramente en la cubierta y son causa de gran número de patologías.

85

Tabla 9. Clasificación de los elementos sobresalientes o penetrantes de la cubierta.

Iluminación penetrantes.

y

ventilación Claraboyas.

Ventanas rasantes (Velux).

Hormigones traslúcidos (Pavés).

Ventilaciones monteras.

Chimeneas sobresalientes.

–

linternas

–

Salidas de humos.

Ventilación o salida de gases.

Instalaciones superpuestas

Torres de refrigeración.

Antenas y mástiles.

Depósitos de expansión.

Depósitos de agua.

2.1.1.4 Condiciones para el correcto funcionamiento de las cubiertas.

Estas condiciones se establecen teniendo en cuenta que la función histórica de la cubierta es la de servir de protección al edificio, y alrededor de esa función básica es necesario establecer exigencias, avaladas por la normativa que obliga a diseños y soluciones constructivas determinadas que garanticen el adecuado funcionamiento de las cubiertas como se muestra en la tabla 6.

Tabla 10. Condiciones para el correcto funcionamiento de las cubiertas.

Condiciones mecánicas

Resistencia suficiente en sus diversos elementos, frente a acciones estáticas de ellos mismos, dinámicas del edificio, térmicas o eólicas del ambiente exterior.

86

Resistencia a la deformabilidad de sus elementos siendo compatibles sus movimientos entre sí, y los del propio edificio.

Resistencia dinámica al paso de personas por su superficie para las diversas labores de mantenimiento o instalaciones.

Resistencia a vapores o lluvias ácidas del material de cobertura o revestimiento.

Condiciones estanqueidad

de Estanqueidad total que debe exigirse a las cubiertas planas modernas con telas impermeables, incluso con previsible fallo de su base.

Impermeabilidad al resto de las cubiertas por geometría de sus materiales exigiendo a estos el grado de impermeabilidad previsto para cada uno y la cohesión del ensamblaje entre ellos.

No helacidad del material de cubrición y anclaje suficiente para resistir al arranque del viento.

Durabilidad de esas condiciones en el tiempo mediante las correspondientes garantías avaladas por los ensayos.

Correcto diseño del sistema de recogida y de las aguas que permita la rápida evacuación del agua en condiciones de impermeabilidad.

Condiciones aislamiento

de Aislamiento térmico que limite las pérdidas de calor a través de la cubierta en función de la zona climática y del factor de transmisión térmica en la solución constructiva.

87

Aislamiento higrotérmico. Deberá estar diseñada para no generar humedades de condensación, tanto superficiales como en el interior de la masa de soporte o de cobertura, que pudieran afectar su durabilidad.

Aislamiento acústico tanto al ruido aéreo como al impacto considerando la cubierta como conjunto entre material estructural, soporte y cobertura.

Condiciones de Deberá cumplirse la norma de protección incombustibilidad respecto a todos los materiales integrantes, desde la estructura hasta la cobertura, en cuanto a su composición y espesores.

Condiciones seguridad

de Respecto al personal que deba transitar por ellas, bien ser para su habitabilidad temporal (terrazas visitables) altura de petos, antepechos, pretiles, etc., como para su reparación o mantenimiento disponiendo en las inclinadas de ganchos de seguridad, accesos que cubran un radio de acción no superior a 20 metros, pasarelas de paso, etc.

2.1.2 Causas Desencadenantes De Patología En Las Cubiertas

1.

Defectos debidos a factores ajenos o externos.

a)

Problemas de carácter estructural.

b)

Movimientos de la cimentación.

c)

Influencias ecológicas.

d)

Cargas excesivas.

e)

Desastres naturales.

88

f)

Falta de seguridad en obras contiguas.

g)

Aparición de elementos contaminantes.

h)

Siniestros.

i)

Régimen de explotación inadecuado.

j)

Falta de mantenimiento.

2. Desperfectos propios de la estructura de cubierta. Por tratarse de elementos prefabricados los defectos se originan por: a)

Errores de la producción.

b)

Almacenamiento y transporte inadecuados.

c)

Errores en el montaje.

3. Defectos propios de la impermeabilización. a) Proyectos de impermeabilización deficientes, con soluciones técnicas de baja calidad. b)

Ejecución incorrecta de los trabajos de impermeabilización.

c)

Baja calidad de los materiales utilizados.

d)

Desperfectos originados en la producción.

e)

Envejecimiento de los materiales.

2.1.3 Repercusión De Los Problemas De La Cubierta En El Resto De La Edificación

Los problemas que se generan en la cubierta pueden repercutir de alguna manera en el resto del edificio.

1.

Movimientos o fallos en los elementos de soporte. El mal funcionamiento de la estructura de la cubierta puede dañar a partes del resto del edificio.

2.

Movimientos no controlados de la estructura que producen desplazamientos de los apoyos originando giros o rotaciones en los muros 89

de sustentación, por fallo mecánico del elemento o por dilataciones térmicas no bien resueltas.

3.

Pérdida de la función de envolvente estanca. Cuando la cubierta, por problemas propios pierde esta fundamental función, se transmiten humedades al resto del edificio en contacto con la misma y en ocasiones a substratos más inferiores.

4.

Deterioro de las fachadas por transmisión de humedades al fallar o no funcionar adecuadamente los sistemas de evacuación de las aguas.

5.

Aparición de humedades o goteras en el interior del edificio.

6.

Pérdida de la función aislante. Si en el sistema diseñado, los defectos de cálculo o la no - colocación del material aislante hace que esta función de la cubierta no se cumpla correctamente, también se derivan perjuicios para el resto del edificio.

7.

Mal comportamiento higrotérmico de la planta superior con repercusiones sobre las condiciones térmicas, también puede producir su propia patología que se estudiará más adelante.

2.1.4 Principales defectos o deterioros en los sistemas de impermeabilización de cubiertas más empleados en ecuador

La patología es la ciencia que aplicada a la construcción estudia las lesiones, defectos o problemas de los edificios. En el caso que nos ocupa se estudiarán las lesiones que afectan a las cubiertas.

Según estudios realizados en Ecuador el elemento que mayor incidencia tiene en la aparición de deterioros en las cubiertas es el elemento de cobertura o sistema de impermeabilización de las mismas, sobre todo por su incidencia en el desgaste general de la edificación y el resto del sistema de cubierta. Es por ello que a continuación se centrará esta conferencia en el estudio de este elemento.

El estudio de los procesos patológicos de los elementos de la cubierta incluye tres fases fundamentales: 1.

Proyecto o diseño.

2.

Ejecución.

90

3.

Explotación y conservación.

En un gran número de investigaciones realizadas sobre la patología de las cubiertas se ha obtenido como resultado que la mayor parte de las deficiencias y daños que aparecen en los elementos de cobertura de las cubiertas tienen su causa en las etapas de diseño y ejecución. Esto provoca, además, que las impermeabilizaciones se desgasten más como consecuencia de los defectos y no de los, lo cual no es desde el punto de vista del proceso de envejecimiento y depreciación normal de la edificación, lo lógico.

A continuación se muestran (tablas 7 y 8) los principales defectos o deterioros que se presentan en los elementos de cobertura o sistemas de impermeabilización de las cubiertas en Ecuador.

Tabla 11 . Principales defectos o deterioros en el sistema de enrajonado y soladura.

Sistema de Mantenimi enrajonado ento y soladura preventivo

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Reparación simple

1.

2.

3.

4.

5.

Corrosión de tuberías.

Filtraciones de tuberías.

Filtraciones de tanques en la unión con las tuberías.

Filtraciones de tanques por orificios y fisuras en la superficie.

Presencia de vida vegetal en la superficie de la impermeabilización.

Ausencia de globos protectores.

Eliminación de elementos verticales o soportes.

Eliminación de vida vegetal y trayectoria de sus raíces.

Ausencia de globos protectores y no concepción de platos de plomo.

Fisuras cuya configuración está dada por las juntas de mortero entre losas.

Fisuras pequeñas en losas de barro.

Desprendimiento de juntas de mortero en pequeña extensión.

91

Pérdida o desprendimiento de losas en pequeñas áreas.

7.

Enmohecimiento por ocurrencia de filtraciones de tanques.

8.

Filtraciones pequeñas.

1.

Pendientes inadecuadas.

Reparación 2.

Asentamientos. compleja 3.

Ondulaciones.

4.

Fisuras mayores de configuración rectilínea en juntas de morteros. En estos casos es necesario crear una junta partidora.

5.

Ausencia de regola en pretiles.

6.

Pérdida o desprendimiento de losas en áreas mayores.

7.

Desprendimiento de juntas de mortero de mayor extensión.

8.

Mal acabado de zabaleta en terminaciones y remates.

9.

Obstrucción de tragantes.

10. Encharcamiento.

11. Filtraciones en áreas mayores.

6.

Tabla 12. Principales defectos o deterioros en el sistema fieltro – asfalto (built – up roofing).

Siste ma fieltro – asfalt o (Built – up roofin

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Encharcamiento.

Pendientes inadecuadas.

Deficiente adherencia en los bordes de las láminas.

Rotura en la lámina de aluminio.

Embolsamiento a) Agua. b) Aire.

Trabajos sobre el impermeable.

No - construcción de ochavas o chaflán.

Remate deteriorado en base de tanque, antenas de televisión y 92

g) 9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

vigas de mudanza.

Remate superior del pretil afectado.

Remate de la junta contra pretil deteriorado.

Deficiencias en los remates de las redes técnicas (tuberías de reventilación, redes hidráulicas, etc.).

Tragantes no protegidos.

Obstrucción en el drenaje. Áreas de fieltro expuestas sin protección.

Desprendimiento o despegue de los fieltros.

Filtraciones a través de tuberías de instalaciones de televisión y teléfonos.

Filtraciones por la unión del tragante.

Corrosión de tuberías.

Salidero en las llaves de paso y válvulas.

Salideros en los pases de los tanques.

Tanques sin tapas.

Salida de techos sin tapas.

No existe acceso a la azotea.

Rasillas de zabaleta fisuradas.

Faltan rasillas en la zabaleta.

Salideros de agua en los tanques.

Filtraciones por las juntas entre losas en el último nivel.

Principales Causas Que Originan La Aparición De Deterioros En Las Cubiertas.

En el caso de los sistemas de impermeabilización más empleados en Cuba un estudio realizado arrojó los siguientes resultados que se reflejan en la tabla 9. mm Tabla 13. Influencia de las diferentes etapas en la aparición de deterioros en las edificaciones.

Estudio integral

Defectos en la etapa de diseño

35 %

Defectos en la etapa de ejecución

45 %

93

Defectos en la etapa de explotación Sistema enrajonado soladura

y Defectos en la etapa de diseño

20 % 30 %

Defectos en la etapa de ejecución

50 %

Defectos en la etapa de explotación

20 %

Sistema fieltro – asfalto Defectos en la etapa de diseño (Built – up roofing) Defectos en la etapa de ejecución Defectos en la etapa de explotación

30 % 45 % 25 %

PRINCIPALES DEFICIENCIAS EN EL DISEÑO. En la planta de cubierta: 1.

No aparecen los ejes modulares longitudinales y transversales.

2.

No se identifican los elementos que sobrepasan el nivel de la cubierta, tales como: pretiles, tanques de agua, caseta de elevadores, etc.

3.

No se indica el porciento de pendiente.

4.

No se acota la situación de los bajantes pluviales.

5.

No aparecen los pases para tuberías de reventilación y otros conductos.

6.

No aparecen las bases para antenas de televisión, pararrayos, vigas de mudanza y tanques de agua.

Otros aspectos: 1.

No existe argumentación o fundamentación del sistema de impermeabilización seleccionado.

94

2.

No se ofrece la información necesaria en cuanto a las dosificaciones y características de los materiales componentes del sistema de impermeabilización.

3.

Las áreas con mayores posibilidades de filtraciones como: pretiles, bases para instalaciones hidráulicas, bases para sistemas de pararrayos, antenas de televisión, vigas de mudanza y construcciones sobre cubierta, no cuentan con un estudio de soluciones específicas de impermeabilización para cada caso.

4.

Se utilizan denominaciones de materiales inadecuadamente: 

Papel asfáltico por fieltro saturado asfáltico.



Relleno calizo 5 % C por Enrajonado.



Mezclón por mortero de terminación del enrajonado.



Papel de aluminio por lámina de aluminio.

5.

Falta de rigor técnico evidenciado en: detalles deficientes, con falta de información, en la práctica no construibles, no - referencia a normas y regulaciones existentes, empleo de simbologías no acordes con las normas de dibujo, etc.

6.

No se realiza el proyecto de mantenimiento preventivo.

7.

No se prevén las instalaciones que posteriormente se situarán sobre la cubierta.

Los errores de proyecto denotan falta de conocimientos técnicos y constructivos acerca del tema de impermeabilización, acrecentado por la no - existencia de normas de proyecto y carencia de actualización e información sobre el avance mundial de las técnicas de impermeabilización

Principales Deficiencias De Ejecución En Los Sistemas De Cubierta Más Empleados En Ecuador.

EN EL SISTEMA BUILT - UP ROOFING: 1.

Inicio del proceso de impermeabilización sin tomar las medidas previas necesarias.

95

Las violaciones más comunes son: 1.

Presencia de partículas sobresalientes, protuberancias y oquedades en la superficie a impermeabilizar.

2.

No han concluido todos los trabajos de albañilería y redes.

3.

No - aplicación del aparejo asfáltico.

4.

Aplicación del asfalto oxidado a temperaturas inadecuadas y sin tener en cuenta la clasificación de este según la cubierta a impermeabilizar, lo cual viola la RC - 3136.

5.

Generalmente las obras carecen del fieltro No. 40, colocándose para las tres capas establecidas el No. 20.

6.

Falta de ochavas en el encuentro de la losa de cubierta y el pretil, lo que origina que la membrana se doble en un ángulo de 90 grados, provocando su rotura.

7.

El solape entre los fieltros es inferior a 100 mm, lo cual significa que cualquier desperfecto en la junta provoca la penetración de agua.

8.

Reducción del diámetro de los tragantes pluviales ya que el asfalto oxidado derramado forma una especie de capa dentro de los mismos.

9.

La solución de remates contra pretiles se efectúa adhiriendo el fieltro, sin existir cajuelas o remates metálicos para facilitar el anclaje.

10.

Se observa acumulación de aire debajo de las láminas de aluminio, además se ha comprobado que estas se agrietan y despegan cuando se colocan en largos tramos como consecuencia de las contracciones y dilataciones que sufre este material.

11.

En cubiertas con protección de gravilla se aprecian zonas donde no se colocó la misma.

12.

Carencia de medios de protección.

13 Paralizaciones muy frecuentes de los trabajos, por lo que el fieltro queda a la intemperie.

96

EN EL SISTEMA DE ENRAJONADO Y SOLADURA: 1.

La losa de azotea no se sumerge en agua antes de su colocación.

2.

No - existencia de zabaletas en el remate entre pretil y losa de cubierta, así como en tuberías y bases de tanques de agua.

3.

Carencia de tercio para la elaboración del mortero de colocación de la rasilla.

4.

Juntas excesivas entre losas de azotea.

5.

Reducción del diámetro de los tragantes como consecuencia de la acumulación de mortero en el mismo.

6.

No - construcción de juntas de expansión, lo que trae como consecuencia el agrietamiento de la superficie de la cubierta.

DIFERENCIAS EN LOS MATERIALES. Enrajonado: 1.

Generalmente presenta un alto contenido de arcillas y partículas gruesas.

2.

Las dosificaciones para su elaboración no son las adecuadas pues no se lleva a cabo un riguroso control de la calidad.

3.

Es práctica usual en obra nueva o de reparación utilizar todo tipo de relleno, escombros, excedentes de la obra (residuos de morteros, desechos de losetas hidráulicas, ladrillos, etc.) para la producción del enrajonado, los cuales generalmente están contaminados con materia orgánica o arcilla y sin previa trituración.

4.

En ocasiones no se amasa en mezcladoras, ni se compacta su superficie, apareciendo exceso de rugosidad y ondulaciones que provocan el estancamiento del agua.

Losa de azotea de cerámica roja: El proceso de fabricación se caracteriza por: 1.

Falta de una selección adecuada de la materia prima.

2.

Inestabilidad en el suministro de la materia prima.

97

3.

Extensión de los ciclos de cocción por exceso de humedad en las losas.

4.

Inestabilidad en la fuerza laboral.

5.

Condiciones técnicas limitadas en los hornos, y que por sus condiciones tecnológicas no presentan posibilidades de mecanización.

En consecuencia, los desperfectos más comunes de la losa de azotea son: 1.

Alabeos excesivos.

2.

Aristas defectuosas.

3.

Grietas y fisuras.

4.

Dimensiones fuera de tolerancia.

5.

Caliche.

6.

Diferencias de color.

Asfalto oxidado: Los asfaltos que se utilizan actualmente son frágiles careciendo de la plasticidad suficiente para ser usados en los trabajos de impermeabilización ya que se cristalizan con facilidad.

Fieltro saturado asfáltico: Utilización de fieltros saturados asfálticos de origen inorgánico que se descomponen rápidamente expuestos a la intemperie.

Lámina de aluminio: La lámina de aluminio sufre deformaciones plásticas como consecuencia de la incidencia de nuestro clima, apreciándose despegues y rugosidad en la misma

98

RÉGIMEN DE EXPLOTACIÓN INADECUADO Deficiencias detectadas: 1.

Colocación de objetos punzantes y sobresalientes, obstáculos, escombros y todo tipo de basura.

2.

Se camina libremente sobre las cubiertas no existiendo un control eficiente del acceso a las mismas.

3.

Colocación de elementos verticales directamente sobre el material de impermeabilización como antenas de televisión y pararrayos.

4.

Improvisación de escaleras de acceso por no estar colocadas.

5.

Cuando no existen vigas de mudanza también se improvisan, deteriorando el sistema de impermeabilización.

La falta de responsabilidad de los Consejos de Vecinos o Juntas de Propietarios se evidencia en: 1.

No - realización de limpiezas periódicas.

2.

No se reportan salideros en tanques de agua.

3.

Acumulación de basuras y otros objetos.

Este estudio arrojó como resultado una preocupación por el proyecto de impermeabilización en las cubiertas.

La impermeabilización debe ir más allá de las cubiertas: 1.

Terrazas.

2.

Depósitos.

3.

Muros bajos.

4.

Fachadas cortinas.

5.

Sótanos.

6.

Jardineras y canteros.

7.

Zonas húmedas (cocinas, baños, lavaderos)

En todos estos puntos debe analizarse el proyecto de impermeabilización

99

1.

Prospección o reconocimiento detallado del problema con una, lo más completa posible, toma de datos de la realidad planteada no solamente de la propia cubierta y todos sus elementos sino del resto del edificio si se intuye que con su comportamiento ha podido influir en el problema que padece la cubierta.

2.

Etimología o causas determinantes. Del análisis anterior se debe inferir el origen del problema, elemento o elementos de la cubierta que lo producen, y si es debido a defecto de diseño, defecto de ejecución, defecto de los materiales, vejez de los mismos, mal uso, falta de mantenimiento, mal comportamiento del sistema constructivo, etc.

3.

Diagnóstico y calificación de la patología. En virtud de la investigación de la causa de la lesión se podrá determinar o diagnosticar definitivamente la patología así como la gravedad o trascendencia de la misma. De la exactitud y certeza de este diagnóstico dependerá la garantía que ofrecerá la terapéutica o solución para su reparación que se seleccione y por lo tanto la desaparición de la patología que afecte a la cubierta.

4.

Terapéutica y reparación. El diagnóstico nos indicará sobre la reparación a efectuar, posible, necesaria, total o parcial demolición, refuerzo estructural, sustitución o cambio del material de la cubierta, modificaciones en el sistema constructivo, etc.

5.

Seguimiento de reparación y resultados. Para extraer las experiencias necesarias y comprobar la idoneidad de nuestra terapéutica, se deberá efectuar un seguimiento del resultado de la obra realizada.

6.

Mantenimiento y conservación. Se deberá elaborar una propuesta, programa o plan para llevar a cabo el mantenimiento y conservación de la edificación una vez que la misma ha sido reparada con el objetivo de prevenir la aparición de nuevos deterioros.

100

2.2 Tipologías constructivas de arcos, bóvedas y cúpulas. principales deterioros. técnicas de intervención 2.2.1 Arcos

En las obras de fábrica los arcos, bóvedas y cúpulas son de piedras labradas o de ladrillos; aunque los tímpanos se construyen algunas veces de mampostería.

Los sistemas dovelados (arcos, bóvedas y cúpulas) tienen como forma de trabajo estructural básica la compresión. Hay que diferenciar la forma de trabajo de los sistemas dovelados de obras de fábrica con respecto a los que son de hormigón u otros materiales que son continuos y homogéneos.

Por lo general, los sistemas dovelados están sometidos a fuerzas gravitatorias o verticales. Introducen a sus apoyos fuerzas horizontales o empujes.

Para su ejecución, estos sistemas requieren de moldes para poder conformar su forma definitiva (cimbras). Se construyen a partir de los arranques, de forma simétrica, sobre el molde, y se cierran con la colocación de la clave. A través de la ciencia de la estereotomía se estudia la forma en que deben ser labradas las piezas o dovelas que conforman los sistemas dovelados.

En estos sistemas se prescinde del mortero para el análisis de la resistencia, sólo se emplea para lograr un buen asiento entre las piezas que conforman el sistema. Si se trabajara con dovelas bien labradas se pudiera prescindir de dicho mortero.

Hay una gran variedad de formas de los sistemas dovelados: 126 arcos, 59 bóvedas y diferentes cúpulas; pero existe un grupo de ellos que han sido los más empleados 2.2.1.1 Definición

Recibe el nombre de ARCO el elemento de fábrica, de directriz recta o curva, que salva un vano con una organización constructiva tal que sus sucesivas dovelas sólo absorben esfuerzos de compresión.

101

2.2.1.2 Nomenclatura

Figura 1. Elementos del arco.

Elementos del arco: 

Estribos: son los macizos de fábrica entre los que se tiende el arco.



Arranques: son los puntos de nacimiento del arco.



Riñones: son las zonas intermedias del arco comprendidas entre arranques y clave.



Tímpano o recalzado: es la parte de fábrica en forma de "enjuta" que descansa sobre los riñones del arco, hasta la altura del trasdós de la clave.



Dovelas: son cada una de las piezas que componen el arco.



Contraclaves: son las dovelas adyacentes a la clave.



Salmeres o almohadones: son las dovelas de arranque del arco.



Tirante: elemento sometido a tracción que une los arranques del arco y absorbe sus empujes.

Dimensiones. 

Luz: es la distancia horizontal medida entre arranques.



Flecha, montea o sagita: es la altura del arco respecto a la línea de arranques.



Peralte: es la relación de la flecha a la luz.



Profundidad o ancho: es la dimensión del arco normal a su plano, y que por regla general, coincide con el Ancho del muro correspondiente.



Espesor o canto: es la distancia comprendida entre el intradós y el trasdós del arco.

Líneas. 

Directriz: es la línea media del arco.

102



Línea de presiones: es la definida por los puntos de paso de las sucesivas resultantes parciales de compresión en las correspondientes secciones del arco.



Línea de arranques: es la que une los puntos del arranque del arco.

Superficies. 

rente o plano del arco: es el definido por su paramento frontal.



Intradós: es la superficie definida por el paramento inferior del arco.

Su punto más alto recibe el nombre de vértice o ápice, y la línea de vértices: espinazo.



Trasdós: es la superficie definida por el paramento superior del arco.



Telar: es el plano normal al frente del arco y que limita el estribo, puede formar "mocheta" o rebajo para alojar el cerco.

Juntas. 

Tendeles: son las juntas horizontales, de espesor uniforme, que se acusan en el intradós y trasdós del arco; su dirección es en profundidad, perpendicular al plano del arco.



Llagas: son las juntas paralelas al plano del arco que se acusan entre piezas de una misma hilada-dovela.



Escopetas: son las juntas de espesor variable que se acusan en el frente del arco.

Figura 5. Juntas de los arcos.

103

Molduras. 

Archivolta: es el conjunto de molduras que suele decorar el frente de la embocadura de los arcos.



Alfiz o arrabás: es el cordón rectangular que enmarca los arcos de herradura en la arquitectura árabe.

2.2.1.3 Clasificación

La clasificación de los arcos puede realizarse atendiendo a diferentes criterios: 1.- Por su forma: a) Simples. b ) Compuestos.

2.- Por su organización constructiva: a) De rosca. b ) Aparejados. c ) Tabicados.

3.- Por sus superficies: a) Abocinado o aboquillado. b ) Avanzado. c ) Disminuido. d ) Enviajado u oblícuo. e ) Escarpado. f ) Recto o normal. g ) Exento. h ) Cegado o ciego.

4.- Por su función: a) Apechinado.

104

b ) Botarete o arbotante. c ) Fajón o perpiaño. d ) Crucero, diagonal u ojivo. e ) Primero. f ) Formero. g ) Toral. h ) De ligaduras o cadenas. i ) Tercelete. j ) Invertido. k ) Murado.

Los arcos que han sido más empleados en nuestro país son:

Figura 6. Fallo de arcos

105

Figura 7. Características de arco

Figura 8. Forma de arco

2.2.1.4 Forma De Trabajo.

El sistema dovelado será más racional en la medida en que se logre que entre las dovelas solamente se transmitan compresiones. En dependencia de la coincidencia que exista entre la forma del arco y la línea de presiones será mejor el trabajo del arco. En la medida en que la línea de presiones se aleja más del núcleo de la sección tienden a aumentar las tracciones y las dovelas tienden a separarse por las tracciones que se producen. De acuerdo a la posición que tenga la línea de presiones con respecto a las caras de las dovelas se pueden producir diferentes cargas en las mismas. Núcleo de la sección

106

Figura 9. Línea de presiones coincide con centro del núcleo de la sección

Figura 10. Línea de presiones dentro del núcleo de la sección.

Figura 11. Línea de presiones coincide con el borde del núcleo de sección

Figura 12. Línea de presiones fuera del núcleo de la sección.

107

La separación de la línea de presiones del núcleo de la sección es una de las causas que provoca el fallo de los sistemas dovelados producto de la aparición de tracciones que provocan la rotación de las dovelas.

2.2.1.5 Causas De La Patología En Los Arcos.

1.- Modificación de la línea de presiones. a) Apuntalamiento inadecuado.

El arco debe apuntalarse con un molde similar al que fue utilizado para construirlo, o sea, con una cimbra de esta forma para sostener todo el intradós. b ) Aplicación de cargas concentradas cuando el arco no ha sido diseñado para ello.

No debe modificarse sensiblemente el sistema de cargas de estos sistemas dovelados. c ) Debilitamiento de los materiales que conforman el arco producto de la aparición de otras lesiones.

Los sistemas dovelados son muy sensibles a cualquier movimiento que se produzca en la estructura.

2.- Movimientos de los apoyos o arranques.

Donde primero se manifiesta el movimiento de una estructura de cualquier tipo es en los sistemas dovelados producto de que se modifica la geometría del arco y se mueve la línea de presiones y causa la lesión en el sistema dovelado, generalmente, en la unión entre dovelas. Estos movimientos pueden ser verticales u horizontales: - asentamientos diferenciales.

- empuje del arco.

3.- Compresión elevada de las piezas.

Las piezas pueden fallar por estar sometidas a grandes compresiones que sobrepasen la capacidad resistente de las mismas. Además, puede producirse el fallo del mortero que une las piezas doveladas y se produzcan

108

desplazamientos de las mismas. Cuando las dovelas son de piedra y están mal labradas se aplastan los salientes y se produce un acomodo de las piezas que puede generar problemas al sistema dovelado.

Cuando la labra es buena las tensiones se distribuyen uniformemente entre las piezas debido a que las caras de las mismas son planas.

2.2.1.6 Fallos Más Frecuentes Que Se Producen En Los Arcos.

1.- Rotura por carga concentrada en la clave. 

Descenso de la clave.



Ascenso de los riñones.

2.- Rotura por carga concentrada en los apoyos. 

Descenso de los riñones.



Ascenso de la clave.

3.- Rotura por empujes no absorbidos en estribos. 

Descenso de la clave.



Separación de los apoyos.

4.- Rotura por descenso y desplome de uno de los apoyos. 

Descenso de una rama del arco con apertura de los riñones.



Según el profesor Menéndez, los fallos de los arcos pueden producirse por: deslizamiento o por rotación en arista.

2.2.1.7 Intervenciones En Los Sistemas Dovelados

Para realizar las intervenciones de los sistemas dovelados deben seguirse una serie de principios: 1.- Eliminar la causa que provocó la lesión en el sistema.

Cuando los arcos solos o extremos (sí trabajan en sucesivo) tienden a abrirse producto del empuje horizontal que no es contrarrestado debido a la falta de rigidez del elemento vertical, se puede colocar un tirante para 109

evitar este efecto. El tensor debe ser colocado a 3/8 f, y garantizando una unión con el sistema dovelado que no produzca punzonamiento en el mismo. Los tirantes pueden espaciarse a ¼ L Si se determina que la causa de la patología es un movimiento de la línea de presiones, debe entonces eliminarse la causa que provocó este movimiento. Después que se eliminó la causa, se deberá entonces, actuar sobre el sistema dovelado para eliminar la lesión en el mismo. Si existen elementos o piezas que se han desplazado, estas pueden llevarse a su posición original con el empleo de gatos mecánicos o hidráulicos.

Si hay piezas que se han dañado mucho pueden ser sustituidas o reparadas por piezas del mismo material, o de otro, que tenga una resistencia a la compresión, similar a la del material del cual está constituido el sistema dovelado.

En el caso de que el sistema sea de piedra, pudiera ser empleado el hormigón para confeccionar las piezas. Cuando el sistema es de ladrillos, por lo general las dovelas dañadas se sustituyen por nuevas piezas del mismo material cerámico.

En todos los casos, para actuar sobre la causa o el efecto, debe realizarse un apuntalamiento del sistema de forma conveniente para descargar la estructura durante la intervención. Cuando se ha producido un cambio en la geometría del sistema dovelado, puede tomarse la decisión de restituir la forma original del sistema, o puede dejarse el sistema como quedó luego de alcanzar el equilibrio del mismo. En este último caso, deben rellenarse las grietas para que puedan transmitirse las presiones entre las piezas del sistema de manera uniforme. Esto se hace mediante el empleo de morteros expansivos por lo general; aunque pudiera emplearse resina epóxica aprovechando su alta resistencia a la compresión y su buen comportamiento ante la retracción (no tiene retracciones), lo cual provoca un sellaje de la fisura.

110

Figura 13. Cimbra (apuntalamiento de los arcos) 2.2.2 Bóvedas Y Cúpulas 2.2.2.1 Definición

Se denomina BÓVEDA a todo elemento superficial de fábrica, de simple o doble curvatura, destinado a cubrir o cerrar un espacio, y cuya forma fundamental de trabajo, es la compresión. Su directriz, organización constructiva y condiciones de apoyo deben ser tales, que sus distintas dovelas sólo absorban esfuerzos de compresión.

2.2.2.2 Nomenclatura



Espinazo: es la línea definida por los puntos más altos de la bóveda.



Nervio: es el elemento lineal destacado del intradós o trasdós de la bóveda y que cumple funciones: formal, constructiva y estructural.



Plementería: es el elemento superficial que cierra los entrepaños de una bóveda nervada.



Zuncho: es el anillo perimetral que sustituye a tirantes y estribos para la absorción de los empujes de la bóveda.



Durmiente: es la viga de borde, que apoyada sobre los muros y atirantada de trecho en trecho, absorbe los empujes de la bóveda.



Línea de borde: es la definida por el contorno de la bóveda.

111



Superficie directriz o superficie media: es la equidistante de trasdós e intradós y que define la forma de la bóveda por traslación o (y) giro de la línea directriz.

2.2.2.3 Clasificación

En general se pueden distinguir dos clases de bóvedas: de tipo arco y cúpulas.

Las bóvedas de tipo arco se pueden considerarlas como engendradas por un arco directriz plano cuyos puntos se desplazan según generatrices rectas. Por el contrario, las cúpulas, están generalmente engendradas por el giro de un arco meridiano alrededor de un eje, describiendo cada uno de sus puntos el paralelo correspondiente. No es pues, sólo diferencia formal, la existente entre bóvedas y cúpulas, sino que, fundamentalmente, sus formas de trabajo son distintas: distribución plana de tensiones en un caso, y espacial en otro. Claro es que, según las condiciones de apoyo y organización constructiva, pueden haber bóvedas que trabajen espacialmente – bóvedas sólo sustentadas en sus arcos de cabeza – y cúpulas que lo hagan con distribución plana de tensiones – cúpula nervada radial – y, análogamente puede tratarse de bóvedas o cúpulas ligeras, que no cumplen ninguna función resistente, al estar colgadas del techo, recibiendo entonces la denominación de "bóvedas encamonadas".

La clasificación de las bóvedas y cúpulas puede realizarse atendiendo a diferentes criterios: 1.- Por su origen: a ) De tipo arco (distribución plana de tensiones). b ) De tipo cúpula (distribución espacial de tensiones).

2.- Por su forma: a ) Simples. b ) Alabeadas. c ) Compuestas.

112

3.- Por su función: a ) Trompas. b ) Pechinas. c ) Capialzado.

4.- Por su curvatura: a ) De simple curvatura. b ) De doble curvatura.

5.- Por su organización constructiva: a ) Continuas. b ) Nervadas.

6.- Por su espesor y comportamiento estructural: a ) De espesor considerable o macizas. b ) Delgadas o tabicadas. c ) Laminares.

LAS BÓVEDAS QUE HAN SIDO MÁS EMPLEADAS SON: 1.- Las cilíndricas o de cañón con arcos torales.

2.- Las de aristas.

3.- Las de rincón de claustro.

BÓVEDA CUATRIPARTITA Y LAS CÚPULAS QUE HAN SIDO MÁS EMPLEADAS SON: 1.- Las esféricas, con o sin linterna.

2.2.2.4 Forma de trabajo

La forma de trabajo de las bóvedas y las cúpulas es, generalmente, espacial.

CAUSAS DE LA PATOLOGÍA. Las causas que provocan las lesiones en las bóvedas y las cúpulas son similares a las de los arcos que anteriormente fueron estudiadas, o sea, 113

movimiento de la línea de presiones que ocasiona que la misma no pase por el núcleo de la sección.

2.2.2.5 Intervenciones En Las Bóvedas Y Cúpulas

Para realizar cualquier intervención en las bóvedas y las cúpulas, es necesario primeramente descargar estos elementos, o sea, colocar un adecuado sistema de apuntalamiento que garantice la seguridad de la estructura.

Posteriormente, se procederá a la reparación de la misma, luego de haber estabilizado la causa que provocó la lesión en el sistema dovelado.

2.3 Estructuras de hormigón armado. principales deterioros. causas 2.3.1 Introducción

El hormigón armado es un sistema de construcción que reúne las ventajas de la piedra y el hierro y suprime los inconvenientes de ambos materiales.

La piedra resiste bien a la compresión; los metales, el estiramiento o extensión. A la piedra le falta la elasticidad y las fibras; al segundo, masa, y el hormigón armado ha venido, por un extraño consorcio, a formar un nuevo material heterogéneo en su composición, pero homogéneo en su resistencia, pues se le dan fibras a la piedra, al mismo tiempo que se aumenta considerablemente la masa del hierro.

El hormigón armado, llevaba consigo inicialmente tres incógnitas, que la experiencia y el tiempo han desvanecido, ellas son: la posible corrosión del acero dentro del hormigón, la adherencia completa entre el acero y el hormigón, y la posible disgregación de la masa por los cambios de temperatura. Actualmente, cuando ambos materiales tienen las propiedades requeridas para su función y la construcción es correctamente ejecutada, el hormigón armado tiene una gran durabilidad, la que se acentúa con el hormigón pretensado.

114

Este material debe alcanzar un tiempo prolongado de servicio si se le garantizan las condiciones adecuadas de proyecto, ejecución y explotación.

Pueden alcanzar una durabilidad importante debido a sus características y propiedades físicas y mecánicas.

2.3.2 Causas y origen de las lesiones

El origen de las lesiones en el hormigón armado está vinculado siempre con la aparición de grietas en el mismo que abren las brechas a los diferentes agentes que causan su deterioro.

El estado fisurado del hormigón no se puede evitar; pero se puede minimizar si se emplean: a ) Correctos procedimientos de diseño. b ) Dosificaciones adecuadas y buenos diseños de las mezclas de hormigón. c ) La práctica correcta en la ejecución donde se emplee la tecnología adecuada. d ) El empleo adecuado del acero. e ) La disposición correcta de las juntas de construcción.

2.3.3 Causas del deterioro o destrucción de los elementos de hormigón armado

1.

Disgregación que se produce durante la construcción.

2.

Retracción durante el endurecimiento.

3.

Alteraciones atmosféricas.

4.

La corrosión.

5.

Las sustancias químicas agresivas.

6.

Los esfuerzos excesivos.

7.

La erosión.

8.

Reacción química de los agregados.

9.

Mala concepción de los detalles constructivos.

115

10.

Errores de proyecto.

2.3.4 Fisuras en el estado plástico del hormigón

Abarca toda la etapa de fraguado hasta el principio del endurecimiento. a ) Retracción. b ) Afogarado. c ) Exudación. d ) Por asiento localizado. e ) Movimiento del encofrado. f ) Sobre barras superiores.

a) RETRACCIÓN Es la propiedad reológica del hormigón de disminuir de volumen cuando fragua y se endurece en el aire. Es un fenómeno intrínseco del hormigón que no se puede eliminar; pero se pudiera minimizar. Surge producto de la eliminación del agua en exceso que tienen las mezclas de hormigón que ocasiona la pérdida de volumen del mismo.

La retracción es una deformación impuesta en el hormigón que provoca tensiones de tracción que originan el agrietamiento del material debido a su mala resistencia a este tipo de esfuerzo.

L Figura 14 . Disminución de volumen de una pieza de hormigón producto de la retracción

116

Si no existiera restricción de la pieza de hormigón, no aparecerían las grietas producto de la retracción. Estas grietas aparecen precisamente cuando el elemento se encuentra restringido para llevar a cabo ese asentamiento durante la pérdida de volumen que se produce en el mismo.

Aparecen tensiones de tracción que cuando superan a la resistencia a tracción del hormigón provocarán el agrietamiento de las piezas de hormigón.

Figura 15. Los elementos esbeltos acompañan a la viga en su acortamiento

Figura 16. Los soportes rígidos impiden el acortamiento de la viga.

A

B

Figura 17. Posibles familias de fisuras en vigas

117

Figura 18. Fisuras de retracci贸n en un muro

Figura 19. Fisuras de retracci贸n en techos

Figura 20. Fisuras de retracci贸n en el recubrimiento de una viga muy armada

Figura 21. Fisuras de retracci贸n en el recubrimiento de una viga muy armada 118

Figura 22. Fisuras en las esquinas de una losa apoyada en todo su perímetro

Fisuras de retracción: 1.

Aparición retardada (semanas, meses, años).

2.

Aparecen en los elementos ubicados en sitios secos o soleados, en elementos ejecutados en tiempo seco y caluroso.

3.

Juntas y finas en los elementos muy armados.

4.

Separadas y anchas en los elementos poco armados.

5.

Separaciones regulares, rectilíneas, sin ramificaciones.

6.

Pequeña anchura y constante en todo su trazado.

7.

Rápida estabilización de su anchura.

Control del agrietamiento por retracción: 1.

Buen curado.

2.

Uso de refuerzo adecuado y bien colocado.

3.

Uso de cemento expansivo.

4.

Uso de menor cantidad de agua en la mezcla.

5.

Uso de áridos redondeados de mayor tamaño.

6.

Retracción menor en las pastas de cemento. a)

Relación baja de C3A y SO3.

b)

Menor contenido de álcalis (Na2O y K2O).

c)

Alto contenido de C4AF.

119

Las estructuras de las primeras décadas del siglo XX acusan el fenómeno de retracción por ausencia del refuerzo de distribución, retracción y temperatura, o cuantías geométricas mínimas.

b) AFOGARADO Es un fenómeno similar a la retracción, da origen también a fisuras y la causa es el secado superficial del hormigón. Aparece en las primeras horas de vida del hormigón. Las grietas son superficiales, capilares.

Son evitables porque aparecen en edades muy tempranas y se puede actuar sobre ellas antes de que fragüe totalmente el hormigón.

Figura 23. Fisuras

c) EXUDACIÓN Se producen las grietas cuando la evaporación supera a la velocidad de exudación (tendencia a subir a la superficie del agua de la mezcla) Las grietas de retracción son grietas limpias, las del afogarado son grietas sucias.

Figura 24. Fisuras limpias 120

Fisuras de afogarado: 1.

Aparecen en las primeras horas (1-10 horas).

2.

Tienen una profundidad del orden de 10 a 40 mm, e incluso, atraviesan todo el espesor de losas delgadas.

3.

Aparecen casi siempre en tiempo seco, con sol y viento.

4.

Se favorecen por:

5.

a)

Grandes dosis de cemento.

b)

Elevada relación agua/cemento.

c)

Cementos molidos muy finos.

d)

Mezclas muy ricas en finos.

e)

Alto contenido de arcilla (impurezas).

No tienen el aspecto de una rotura limpia.

d) POR ASIENTO LOCALIZADO Aparecen fundamentalmente en superficies de pavimentos provocados por asientos del terreno que ha sido mal compactado.

Son muy difíciles de diagnosticar por desconocerse las condiciones de ejecución del elemento.

Figura 25. Comportamiento de daño

e) MOVIMIENTOS DEL ENCOFRADO Son difíciles de diagnosticar.

121

Figura 26. Soporte de encofrado

El encofrado debe estar bien calculado para resistir las presiones que ejerce el hormigón fresco. 

Fisuras de movimiento de encofrado.



Fisuras por asiento de un apoyo.

Figura 27. Fisuras por apuntalamiento

Desencofres prematuros pueden provocar también el agrietamiento del elemento.

Figura 28. Fisuras por asiento diferencial de la masa fresca

122

Figura 29. Uniones entre los elementos horizontales y verticales

En este caso puede combinarse con un descenso de los cercos que pueden provocar el agrietamiento.

f) SOBRE BARRAS SUPERIORES

Figura 30. Fisuras por mala colocación del acero 2.3.5 Fisuras En El Estado Endurecido Del Hormigón

a ) La corrosión. b ) La carbonatación del hormigón. c ) Sustancias químicas agresivas. d ) La erosión.

a) LA CORROSIÓN El acero es una aleación que contiene hierro. En su estado natural el metal se encuentra en forma de óxidos o sulfuros, al convertirlo a través de procesos químicos en acero el metal tiende a volver a su estado natural de óxido o sulfuro.

123

Como el hormigón se encuentra siempre fisurado provoca el paso del agua (la humedad) y del medio ambiente hacia el lugar donde se encuentra el acero y se inicia el ciclo de la corrosión.

En función de cómo sea la grieta, el fenómeno de la corrosión será más o menos acelerado. Grietas estrechas, perpendiculares a las barras provocan corrosión local. Grietas anchas, paralelas a las barras provocan corrosión generalizada.

Factores para proteger las barras de acero contra la corrosión: 1.- Recubrimiento: Deberá ser adecuado de acuerdo al medio y al tipo de elemento.

2.- Alcalinidad elevada del hormigón: Logra crear una capa pasivante que es capaz de mantener inalterable el acero por tiempo indefinido. Cuando el hormigón es denso es mucho más impermeable que los hormigones con oquedades y mal compactados. La alcalinidad elevada se logra con hormigones más densos y no con hormigones porosos.

Causas de la corrosión: 1.- Presencia de cantidades suficientes de cloruros.

Los cloruros llegan por dos vías: 

En el proceso de amasado (en el agua).



En el medio que rodea al elemento.

Pero se ha demostrado que existen otros iones despasivantes.

2.- Disminución de la alcalinidad del hormigón.

Para perder la alcalinidad es necesaria la presencia de ácidos para producir reacciones químicas. Estos ácidos se encuentran en el medio ambiente que rodea al elemento. Todos los subproductos de la combustión del petróleo combinados con la humedad ambiental contaminan los elementos a través de las fisuras y corroen el acero a corto o a largo plazo.

En Ecuador, existen todas las condiciones favorables para que se aceleren los procesos de corrosión: alta composición de cloruros en la atmósfera

124

producto de la proximidad al mar, altas temperaturas, humedad ambiental alta y muchos cambios en los procesos de humedad, sequedad en las estructuras producto del clima tropical húmedo del país.

Uno de los factores que más afecta en el desarrollo de la corrosión es la permeabilidad del hormigón que rodea al acero. Según investigaciones del ACI y del CEB se ha demostrado que este factor incide más en la corrosión que la fisuración que debe existir en todas las estructuras de hormigón.

Mecanismo de corrosión del acero:

Figura 31. Fisura por corrosión

Hormigón

Acero

pH = 12,5

CO2 (Gas Carbónico)

+

Ca (OH)2

CaCO3

(hidróxido

(carbonato

de calcio)

de calcio)

+

H2O agua

pH < 9 El hormigón de un ambiente alcalino con un pH = 12,5.

En el aire hay CO2 Al penetrar el CO2 en el hormigón reacciona con la cal del cemento (Ca(OH)2) y produce el carbonato de calcio (CaCO3) y agua (H2O). Este

125

fenómeno se conoce como la carbonatación, provoca una reducción del pH de 12,5 a 9, y por ello, crea un medio ácido favorable a la corrosión del acero.

Figura 32. Fisura por carbonatación

La difusión del CO2 sólo es posible en los poros llenos de aire, por tal razón el hormigón con los poros saturados de agua no hay carbonatación. Ya eliminada la capa protectora alcalina alrededor del acero puede tener efecto la corrosión en presencia de: oxígeno (O2) y de agua (H2 O). El oxígeno sirve para que el proceso químico de la formación del óxido de hierro (Fe2O3) se produzca, y el agua en los poros, sirve para formar el electrolito que produce la corrosión.

En el hormigón seco no hay corrosión pues no hay agua para el electrolito, y en el saturado, no hay corrosión pues no hay oxígeno libre. Por todo ello se puede concluir que una elevada corrosión ocurre en superficies sometidas a cambios bruscos de humedad, sequedad.

Influencia de la fisuración y grietas en la corrosión: Las grietas perpendiculares al acero no son tan peligrosas pues sólo exponen al ambiente pequeñas áreas del acero. Si se controla el ancho de la fisura a < 0,4 mm la grieta se autosella producto de la misma corrosión.

La fisuración hasta 0,4 mm no tiene gran importancia en la corrosión por lo anteriormente expuesto.

126

Las grietas que si son importantes son las que recorren el acero longitudinalmente pues exponen mayores áreas a la corrosión.

La corrosión produce dos fenómenos adversos: a) Desprende el hormigón que rodea al acero producto del aumento de volumen. b ) Disminuye la sección transversal del acero, poniendo en peligro la propia estructura.

Protección contra la corrosión: La protección contra la corrosión depende fundamentalmente de tres factores: 1.- Espesor de recubrimiento del acero.

2.- Permeabilidad de dicho recubrimiento.

3.- Microclima alrededor del hormigón.

Permeabilidad del hormigón: Factores que más influyen en la permeabilidad del hormigón: 1.- Relación agua/cemento.

ACI. A/c < 0,45

buena protección a la corrosión.

A/c = 0,53

media protección a la corrosión.

A/c > 0,60

deficiente protección a la corrosión.

2.-Curado.

El viento y las altas temperaturas pueden secar muy rápidamente al hormigón, fundamentalmente la zona que resulta ser el recubrimiento del acero, quedando cemento sin hidratar e incrementándose el número de poros y siendo la superficie muy permeable.

Se recomienda realizar un curado por lo menos 7 días después de hormigonado el elemento. El no curar puede incrementar la permeabilidad entre 5 y 10 veces.

3.- Compactación.

127

La deficiente y escasa compactación del hormigón puede incrementar la permeabilidad entre 5 y 10 veces.

4.- Contenido de cemento.

El incremento del contenido de cemento aumenta la capacidad del hormigón a que penetre el gas carbónico y los iones cloro. Sin embargo, es más importante mantener baja la relación agua/cemento, una buena vibración y curado que aumentan la cantidad de cemento. Es más importante mantener una buena granulometría de los áridos que aumentan el contenido de cemento.

Medio ambiente: La temperatura en los procesos químicos hace que un incremento en temperatura de 100 °C causa el doble en la velocidad de reacción.

El grado de humedad en el hormigón en general, tiende a ser un poco mayor que el del medio ambiente, esto es debido a que el hormigón toma agua más rápidamente del ambiente que la pérdida de ésta por la evaporación.

En el caso de Cuba se agrava la situación ya que al ser una isla larga y estrecha el ambiente es muy agresivo por los cloruros producto de la cercanía al mar.

Recomendaciones: 1.- Lograr baja permeabilidad a través de: buena compactación, buen curado, baja relación agua/cemento, tiene las siguientes ventajas: a) Retrasa la carbonatación del mismo. b) Menor paso y retención del agua y por lo tanto una conductividad eléctrica menor. c) Se opone a la absorción de sales que aceleran la corrosión. d) Proporciona una barrera a la entrada del oxígeno, indispensable para la corrosión.

2.- Limitar los cloruros en las mezclas de hormigón.

3.- La aplicación de productos que existen en el mercado como recubrimientos impermeables puede prolongar la vida útil de una 128

estructura de hormigón armado, pero no proporciona protección permanente.

b) LA CARBONATACION DEL HORMIGÓN: El cemento Portland es propenso a reacciones químicas producidas por el dióxido de carbono (CO2).

La carbonatación aumenta la reacción. También, se ha comprobado que la carbonatación disminuye la alcalinidad del hormigón.

Este fenómeno es más importante en hormigones porosos, de poca densidad y no se garantiza el recubrimiento adecuado de las barras de acero.

El problema de la corrosión está asociado con corrientes que aparecen dentro del hormigón producto de la diferencia de potencial existente producto de las diferencias de contenido de humedad, de oxígeno o de electrolitos.

Electrolitos: Soluciones salinas (agua de amasado o adquirida del medio, aditivos que contengan sales de cloro) Ánodo: Celdilla de corrosión (punto conocido).

Cátodo: Barra en buen estado.

Figura 33. Corrientes causantes de corrosión.

129

Aparecen fuerzas de expansión que provocan aumento de volumen del metal, que agrieta al hormigón y acelera el proceso. Este aumento de volumen puede ser de hasta 8 veces el volumen inicial.

Recomendaciones: 1.- Hay que tratar de lograr hormigones de baja permeabilidad.

2.- Lograr los recubrimientos adecuados del acero.

3.- Diseños adecuados de drenaje para disminuir el tiempo de contacto entre el agua y el hormigón.

4.- Limitación de cloruros en la mezcla de hormigón.

Tabla 14. Contenido De Cloruros Límite Propuesto Por Diversas Normativas.

CONTENIDO DE CLORUROS LÍMITE PROPUESTO POR DIVERSAS NORMATIVAS (% en peso de cemento) CÓDIGO

HORMIGÓN EN MASA

HORMIGÓN ARMADO

HORMIGÓN PRETENSADO

1.5 - 2.0

0.4

-

pr EN – 206

1

0.4

0.2

BS – 8110 – 1985

-

0.2 – 0.4*

0.1

ACI – 318 – 1983

-

0.15 – 0.3 – 1**

0.06

FIP – 1985 (Design of concrete sea structures)

-

-

0.1

EH – 88

* El límite varía en función del tipo de cemento.

130

** El límite varía en función de la agresividad ambiental.

Una vez que aparece el fenómeno de la corrosión las soluciones para la reparación son paliativas.

c) SUSTANCIAS QUÍMICAS AGRESIVAS 1.-) Los sulfatos: Reaccionan con el hidróxido de calcio y forman sulfato de calcio y desprende hidrógeno.

2.-) Combinación de los sulfatos de calcio (yeso) y el aluminato hidratado de calcio : Forman el sulfoaluminato de calcio (etringita) que provocan aumento de volumen. Además, se desprende hidrógeno.

3.-) La eflorescencia: Sales solubles en agua que cristalizan al evaporarse el agua. Se complican cuando hay sales que no son solubles en agua y habrá que emplear ácidos para la limpieza de las superficies.

4.-) Ataque de ácidos.

5.-) Reacción química de los agregados del hormigón.

Algunas son beneficiosas y otras son perjudiciales porque pueden generar expansión. Las más estudiadas son las de los álcalis que están dentro del cemento, fundamentalmente, con los agregados silíceos porque pueden provocar expansión y agrietamiento del hormigón.

d) LA EROSIÓN Factores desencadenantes de lesiones producto de la erosión: 1.- Superficies donde se ha empleado la plana (de metal) que crea una superficie muy lisa que tiene poca adherencia entre la superficie y el hormigón que está detrás, lo que origina el desconchamiento de estas superficies.

2.- Utilización de hormigones de alto asentamiento.

131

3.- Falta de curado.

Recomendaciones: 1.- Evitar uniones que tengan asentamientos mayores de 10 cm (4").

2.- Evitar el uso de la plana (llana) mientras que quede agua en la superficie.

3.- Asegurar un buen curado.

4.- Obtener hormigones con aire incluido (con cemento hidrófugo).

Recomendaciones: 1.- Lograr baja permeabilidad a través de: buena compactación, buen curado, baja relación agua/cemento, tiene las siguientes ventajas: a) Retrasa la carbonatación del mismo. b) Menor paso y retención del agua y por lo tanto una conductividad eléctrica menor. c) Se opone a la absorción de sales que aceleran la corrosión. d) Proporciona una barrera a la entrada del oxígeno, indispensable para la corrosión.

2.- Limitar los cloruros en las mezclas de hormigón.

3.- La aplicación de productos que existen en el mercado como recubrimientos impermeables puede prolongar la vida útil de una estructura de hormigón armado, pero no proporciona protección permanente.

2.4 Estructuras De Hormigón Armado. Técnicas De Intervención 2.4.1 Introducción

Una vez que se ha establecido la naturaleza y causa de los deterioros apreciados en las estructuras de hormigón armado, la fase final del diagnóstico se centra en extraer conclusiones acerca del alcance de los mismos, así como de la necesidad y urgencia de intervención.

132

2.4.2 Reparaciones Y Refuerzos. Criterios

1. NIVELES DE SEGURIDAD. Es difícil establecer cuando será ineludible proceder a reforzar la estructura, pero parece prudente que siempre que el coeficiente de mayoración de e la conveniencia de reforzar.

2. TIPOS DE REFUERZO. Los refuerzos que pueden introducirse en una estructura pueden ser de dos tipos, atendiendo al momento en que los nuevos elementos que se incorporan entran en carga.

Refuerzos activos: Son aquellos que su colaboración resistente se alcanza desde el momento de la entrada en servicio de la estructura.

Refuerzos pasivos: Son aquellos que ejercen su colaboración partiendo de que su estado es neutro en condiciones iniciales y entrando en carga, bien ante condiciones específicas del material que originalmente conforma la estructura (fluencia, retracción, etc.) o bien ante un fallo del mismo.

En general, los refuerzos activos, son adecuados para aliviar situaciones de seguridad precaria en elementos originales, siempre que las características del material de base que conforma la estructura original no sea capaz, mediante reología, deformabilidad, o plasticidad, de movilizar la capacidad resistente del refuerzo. En general, requiere de apuntalamientos costosos y el empleo de gatos u otros procedimientos auxiliares para descargar el elemento que se refuerza.

Los refuerzos pasivos son en general adecuados para elevar los niveles de seguridad ante situaciones en que, aun sin riesgo de ruina, quiere mejorarse la garantía de un comportamiento estructural. Asimismo, son adecuados en los casos que se han citado al hablar de los refuerzos activos, es decir cuando la deformabilidad de la estructura, garantiza la entrada en carga del refuerzo, bien inicialmente o a largo plazo, y todo ello sin llegar a situaciones de carga en el elemento original que puedan considerarse críticas. Este tipo de refuerzo requiere un mejor conocimiento del comportamiento de la estructura a reforzar tanto desde el punto de vista

133

del material que la integra como de sus condiciones de deformabilidad; el ahorro, en medios auxiliares se logra en base a un análisis más profundo.

2.4.3 Variables Que Condicionan La Entrada En Carga Del Refuerzo

Principalmente para los casos de selección de un refuerzo pasivo, es preciso conocer una serie de características del material de la estructura y de la propia estructura en general, ya que las mismas pueden condicionar, bien el dimensionado del refuerzo o, en algunos casos, incluso su tipología estructural.

En lo referente a las estructuras de hormigón, es particularmente importante un análisis detallado de las siguientes variables: 1.

Deformabilidad de la estructura. En general debe conocerse en detalle, los aspectos de deformabilidad de la estructura original, tanto ante la aplicación de cargas instantáneas tienen las cargas de larga duración.

Particularmente esto es importante ante la introducción de elementos metálicos, en los que su colaboración se logre por procesos que parten de la hipótesis con compatibilidad de deformaciones.

2.

Las características mecánicas del material a reforzar. Es asimismo fundamental conocer las capacidades últimas de resistencia del material tanto original como del que conforma el refuerzo. Asimismo, es importantísimo conocer sus características de fluencia y los módulos de deformación.

Para los refuerzos de hormigón, es importante poder cuantificar asimismo los efectos de la retracción, bien para aprovecharlos desde un punto de vista resistente, en lo referente a la solidarización o bien para prevenir una fisuración indeseable o despegues entre partes de la estructura ya reforzada.

3.

Adherencia entre materiales originales y de refuerzo. Para los casos en que se pretende llegar a una colaboración plena entre diferentes partes de la estructura, original y refuerzo, es importante conocer la adherencia que es posible lograr entre materiales a fin de evaluar tanto en límite de los estados de solicitación tangencial que podemos admitir, como para mejorar la conexión entre ambos mediante la utilización de conectadores o resinas epoxídicas en los casos que se precise.

134

4.

Otros aspectos. En algunos casos será preciso analizar otras variables del material o la estructura, tales como sus condiciones de estabilidad dimensional, aspectos ligados al comportamiento ante humedad y temperatura, y todos aquellos que tiendan a crear estados de tensión tangencial o de solidarización entre elementos, o que afecten a las condiciones supuestas de deformabilidad de los elementos.

2.4.4 Métodos Para Reparar Fisuras

Antes de acometer la reparación de una fisura en un elemento de hormigón armado es importante determinar la actividad de la fisura, o sea si todavía la fisura está en actividad y sigue ampliando o reduciendo su ancho y longitud o si la misma ya se encuentra estabilizada. Para esto existen diversos métodos que van desde los más simples hasta métodos sofisticados.

A través de determinados ensayos no destructivos se pueden determinar los recubrimientos, los diámetros de los aceros, la ubicación de los cercos, así como la calidad de los hormigones empleados.

Ejemplos: 

Pacómetro.



Martillo Smith.



Ultrasonido.



Testigo.



Prueba de carga.

Si se producen fisuras y hay que reparar los pasos a seguir son: 1.- Determinación de la actividad de las fisuras.

2.- Localización de la causa.

3.- Elección de un método de reparación.

La elección del método de reparación implica una respuesta previa a las preguntas siguientes: a ) ¿Las fisuras son activas o estabilizadas?.

135

b ) ¿Por qué hay que reparar?. ¿Si se trata simplemente de disminuir las filtraciones, o hay que suprimirlas?. ¿Hay que reforzar la obra?. c ) ¿Cómo se producen las fisuras?. ¿Se presentan en forma de red, esto es, de un gran número de fisuras relativamente finas?. ¿O son aisladas o de fuerte espesor?. d ) ¿Cuáles son la amplitud y dirección de los probables movimientos futuros?

Figura 34. Fisuras Activas

El signo de interrogación significa que el método no es recomendable más que si la separación es provisional y las condiciones de servicio no son severas.

Procedimiento de reparación: 1.-) Uniones con resinas epoxy.

2.-) Vaciado y sellado.

3.-) Grapado.

4.-) Aplicación de esfuerzos externos.

136

5.-) Recubrimiento.

6.-) Revestimientos.

7.-) Inyección.

8.-) Cicatrización.

Figura 35. Procedimiento de reparación

Figura 36. Forma de reparación

Se llama cicatrización a la facultad que posee el hormigón de reparar sus fisuras por sí mismo.

La cicatrización se debe a la carbonatación del óxido e hidróxido de calcio del cemento por el gas carbónico contenido en el agua y aire. De ello resulta que el carbonato cálcico y el hidróxido de calcio precipitan en cristales que se acumulan y desarrollan a lo largo de las paredes de la fisura.

137

Los cristales se encajan, dando así lugar, al nacimiento de fuerzas de adherencia mecánica a las que se añade una adherencia química entre los cristales adyacentes, y entre los cristales y la superficie del cemento y de los áridos. Así, una parte de la resistencia a tracción del hormigón se recupera, y la fisura puede colmatarse.

Es esencial que la fisura y el hormigón adyacentes se saturen de agua durante la cicatrización, si se quiere desarrollar una resistencia apreciable.

9.-) El riesgo calculado.

10.-)Lo que no se debe hacer: Cuando se reparan fisuras, deben observarse estrictamente las reglas siguientes: a ) No llenar las fisuras con hormigón o mortero. b ) No utilizar revestimientos frágiles para reparar fisuras activas. c ) No omitir la supresión de las tensiones que provocan la fisuración. d ) No sellar las fisuras por encima de armaduras corroídas sin recubrirlas. e ) No hacer inaccesible una junta enterrándola u ocultándola.

•

Reparación de una columna con el recubrimiento desconchado:

Figura 37. Reparación

Cuando las columnas no tienen cercos o los tienen muy espaciados se incrementa el pandeo de las barras principales y se agrieta producto de la pérdida de verticalidad de las barras verticales Estas grietas aceleran el

138

proceso de corrosión del acero hasta que comienza a abofarse el hormigón.

Habrá que reparar la columna para detener su deterioro.

Figura 38. Reparación

1.- Se desprenden los fragmentos de hormigón y escamas de corrosión del acero. Previamente apuntalar viga y placa.

2.- Raspar la pintura y el repello en todas las caras de la columna.

3.- Quitar la losa de piso y el enrajonado ( abajo ) hasta llegar a la losa de hormigón alrededor de la columna en el área del encamisado.

4.- En las columnas donde lleguen muros se cortarán estos a una distancia que permita la colocación del encofrado de la columna.

5.- Hacer una jaula en dos partes con el acero longitudinal y cercos que se soldarán entre sí para armar las dos partes de la jaula.

6.- Construir un encofrado de madera en dos partes que sea fácil de desmontar con 1.20 – 1.50 m de altura. Si hay muro se adosará una tabla de 2 cm a la cara de la columna para dejar la ranura en la columna.

139

Figura 39. Reparación

7.- El encamisado tendrá un espesor mínimo de 10 cm y el acero un recubrimiento neto de 4 cm.

8.- Al colocar el hormigón se vibrará y a las 10 horas se retira el molde y se pasa hacia arriba en etapas sucesivas aplomando éste y adjuntándolo en cada etapa.

9.- Antes de colocar el molde se limpiará y humedecerá la superficie de hormigón y se aplicará una lechada de agua y cemento.

10.- El extremo se termina colocando mortero expansivo Cemento + Arena + Polvo de aluminio. 

Reparación de vigas:

Hay que determinar si lo que se encuentra deteriorado es una viga o un cerramiento.

Cerramiento  Poco refuerzo  4  12   10 @ 200

 Tiene que apoyarse

sobre los muros para existir.

Figura 40. Reparacion.

140

Figura 41. Reparación

Longitudinalmente, hay que garantizar que no se deslice el hormigón nuevo con respecto al viejo en el plano horizontal, a través de la rugosidad de la superficie del hormigón viejo.

1.- Se desprende todo el hormigón suelto. No se puede oír sonido fofo o presencia de huecos en el hormigón.

2.- Limpiar el acero con cepillo de alambre, y valorarse sí necesita reforzamiento o no, si ha perdido más del 15 % del área se chequea el factor de seguridad.

Antes de 1940 las calidades de hormigón oscilaban entre 140 y 175 kg/cm2, escogiéndose normalmente 150 kg/cm2.

El acero tenía un límite elástico de 2400 kg/cm2 con un factor de seguridad de 2 ya que se calculaba por la teoría elástica.

En un chequeo no será necesario reforzar si el factor de seguridad global es igual o mayor que 1,7.

3.- Si no se refuerza, se limpia el acero, se da una lechada de agua con cemento, y se hormigona nuevamente, cuidando rodear los aceros con el hormigón nuevo.

4.- Para garantizar, que no se produzcan deslizamientos en las nuevas barras, y estas entren en carga, se recomienda: realizar llaves de cortante.

Si se produjeran los deslizamientos, se pueden colocar bulones de anclaje en forma de gancho para prevenir cualquier separación entre los hormigones.

La mejor variante de todas, es picar el hormigón alrededor de las armaduras primitivas, añadir las nuevas armaduras y hormigonar todo el conjunto. Previamente se apuntala toda la viga.

141



Reforzamiento para grietas inclinadas de cortante:

Figura 42. Reparación en cortante.



Reparación de losas:

Cuando nos encontramos una losa deteriorada lo primero que hay que determinar es el sistema de trabajo de la losa, o sea, si la misma trabaja, en una, o en dos direcciones; para ello habrá que observar el espaciamiento de los aceros y las condiciones de apoyo de la losa. Hay que observar también, qué tipo y tamaño de acero existe, y qué espesor tiene el recubrimiento.

Figura 43. Reparación en losas

142

Figura 44. Colocación de acero

Debe prestarse especial atención a sí todo el acero llega a los apoyos, y tiene bayonetas.

Hay que observar también el grado de pérdida de sección de las barras.

Cuando la pérdida de sección supera el 20 %, habrá que reforzar la losa o demolerla para volverla a construir. De lo contrario, se puede reparar la losa.(La pérdida de sección se chequea para 1 m de losa al igual que como se calcula).

El otro elemento a chequear es la deformación o flecha de la losa.

•

f > 1/300 L

•

f > 1/100 L

Antes de 1940:

OJO! demoler y reconstruir Rak = 2400 kg/cm2

R'bk = 150 kg/cm2.

Debe chequearse si hay fisuras debidas a los momentos flectores, indicando que hay falta de acero en flexión. Las grietas por flexión son perpendiculares a las barras y en la zona central.

143

Figura 45. Grietas

Soluciones para reparar: 1.- Demoler y reconstruir.

2.- Reforzar con perfiles metálicos o vigas de hormigón armado.

La reconstrucción puede hacerse con hormigón armado o con viguetas y bovedillas. Hay que garantizar que en la puesta en carga del reforzamiento, se garantice la correcta transmisión de cargas entre la estructura original y la nueva.

Reparación: 1.- Tumbar todo el recubrimiento y hormigón que esté suelto, con maceta.

Preferiblemente dejar el acero visible.

144

a-)

Figura 46. Colocación de acero

Figura 47. Ubicación del acero

2.- Limpiar el acero con cepillo de alambre, nunca se pintará. Se le aplica una lechada de agua y cemento a las barras de acero y a la superficie. Para hacer un buen trabajo debe usarse un adhesivo para el nuevo mortero.

Ejemplo: 

Formulaciones epoxídicas.



Látex.



Acrílicos.

3.- Para el recubrimiento, se puede usar un mortero epoxídico, o materiales adhesivos con los morteros para evitar su desprendimiento, o una "malla de pollos" soldada a las cabillas y posteriormente repello por capas.

2.4.5 Métodos Para Reparar El Hormigon Disgregado

Reparación de hormigón disgregado: Cuando el hormigón ya se encuentra disgregado se pueden aplicar varios métodos para la reparación del mismo:

145

1.-) Recubrimiento.

Se emplea, fundamentalmente, para estructuras verticales como: columnas, pilas, pilotes, etc.

Esta técnica, consiste en reconstruir o aumentar la sección de un elemento en servicio (sobre todo cuando el elemento trabaja a compresión), recubriéndole de hormigón.

Figura 48 Reparación

2.-) Mortero proyectado (Gunitaje).

Se emplea para restaurar superficies que no se han deteriorado, en profundidad. Se puede aplicar esta técnica a la reparación de superficies verticales, o en desplome, así como a superficies horizontales; es particularmente útil, para la reparación de superficies que se han disgregado por la corrosión de las armaduras.

No da una superficie homogénea totalmente.

Es muy empleada para la reparación de túneles.

3.-) Hormigón Prepakt.

El hormigón prepakt es conveniente en algunos tipos de reparaciones, sobre todo bajo el agua o en lugares de difícil acceso.

El hormigón prepakt se prepara, llenando los encofrados de áridos gruesos, e inyectando a continuación, en los intersticios, un mortero de arena y 146

cemento. En algunos trabajos especiales, se utiliza cemento puro. El mortero o el cemento inyectado en los encofrados, llena los huecos, expulsando el agua y formando así un hormigón.

4.-) Sustitución del hormigón.

Este método consiste en sustituir el hormigón defectuoso por hormigón nuevo de un tipo corriente, colocado según los métodos clásicos. Se aplica también para grandes oquedades.

Se utiliza en profundidades de más de 5 a 10 cm, cuando el volumen de material a sustituir es grande, y generalmente, cuando se atraviesan las secciones de hormigón.

Figura 49. Reparación

5.-) Mortero seco.

Se trata de la puesta en obra manual de un mortero muy seco que se apisona o compacta "in situ", para establecer un contacto estrecho entre el material nuevo y el antiguo.

147

Gracias a la baja relación agua/cemento de este mortero, la retracción será pequeña, y la parte reparada tendrá una adherencia, una resistencia, una durabilidad y una estanqueidad satisfactorias.

Se utiliza para llenar agujeros de pequeñas dimensiones, pero bastante profundos. Se coloca en capas que no tengan más de 1 cm, y después, se apisona con madera para garantizar la adherencia entre una capa y otra.

El mortero se hará con una parte de cemento, por 2.5 a 3.0 de arena fina, y el agua imprescindible.

Figura 50. Reparación

6.-) Enfoscados.

Pueden utilizarse para reparar una superficie disgregada o desagregada, o para proteger el hormigón de origen, contra la acción futura de los agentes agresivos del medio.

Los revestimientos utilizados para estos fines son: el mortero), los compuestos bituminosos y las resinas.

hormigón (o el

Materiales para la reparación: a ) Hormigón, mortero, lechadas de cemento Portland normal. b ) Morteros expansivos.

148

Se logra con polvo de aluminio en un 0,1 - 0,25 % del volumen de cemento.

También se produce con polvo de zinc. c ) Morteros de fraguado rápido.

USA

Water plug  L Fragua entre los 3 y los 5 minutos.

Cloruro de calcio(CL2Ca) en una proporción de entre 1 y 2 % del volumen de cemento. Si se excede la proporción el fraguado se produce excesivamente rápido. d ) Morteros adhesivos.

Torosil.

Productos látex y acrílicos L Acetato de polivinyl.

Estirenobutadieno.

Los acrílicos.

Resinas epóxicas.

7.-) Resinas epoxy.

Son compuestos orgánicos que, con la ayuda de endurecedores apropiados forman productos mecánica y químicamente resistentes, y dotados de excelentes propiedades de adherencia.

8.-) Tratamiento de protección de superficies.

La vida de las obras de hormigón armado se puede prolongar de manera apreciable, aplicando un tratamiento de protección, que haga la superficie impermeable al agua.

Entre los productos de tratamiento de superficies pueden citarse: a ) Aceites. b ) Siliconas. c ) Resinas epoxy.

149

2.4.6 Metodología Para Reparar Estructuras De Hormigón Armado

Prevenir: 1.-) Calidad de los materiales.

2.-) Calidad de los proyectos y detalles.

3.-) Calidad de ejecución.

Reparar: 1.-) Encontrar el deterioro. 

Buscar fisuras y grietas activas en vigas, columnas, losa y muros.



Desplomes.



Pérdida de sección por corrosión.



Asentamientos y giros de cimientos (se manifiestan en grietas a 45º).



Disgregación del hormigón en determinadas zonas.

2.-) Determinar su causa.

Es lo más difícil. Cada caso plantea un problema particular, y debe ser objeto de un diagnóstico particular.

En las estructuras de hormigón armado, el agua (la humedad) juega un papel fundamental en los deterioros que aparecen en la edificación.

3.-) Evaluar la resistencia de la obra en su estado actual. a ) El método del porcentaje preestablecido. 

Siempre se supone que el elemento estructural está bien diseñado, calculado y construido.



Si el elemento ha perdido entre un 15 a un 20 % de resistencia, no debe haber peligro.



Cuando hay duda, se pasa a otro método.

b ) Análisis real de las tensiones. 

Habrá que volver a calcular la estructura, para determinar su estado tensional real.



Si queda duda, se debe emplear otro método.

150

c ) La prueba de carga.

Esta prueba no lleva la estructura al colapso. Se realiza, cargando la estructura poco a poco, y midiendo la deformación que sufre la misma.

4.-) Evaluar las reparaciones a ejecutar.

Posibles posiciones: a ) Dejar que sigan los deterioros. b ) Conservar la obra en su estado actual sin reforzarla. c ) Reforzar la obra y conservarla. d ) Demoler y reconstruir. e ) Abandonar la obra.

Si la reparación cuesta el 50 %, o menos, que hacer una obra nueva, entonces es preferible reparar que hacer una obra nueva.

5.-) Elegir el método de reparación.

Es el paso más fácil. Consiste en elegir el método de reparación más barato para lograr los objetivos. Su éxito dependerá de la preparación que tenga el especialista que está a cargo de la reparación.

Recomendaciones: 1.- Evitar uniones que tengan asentamientos mayores de 10 cm (4").

2.- Evitar el uso de la plana (llana) mientras que quede agua en la superficie.

3.- Asegurar un buen curado.

4.- Obtener hormigones con aire incluido (con cemento hidrófugo).

151

2.5 La humedad como lesión y causante de procesos patológicos 2.5.1 Introducción

"El estudio de las lesiones en las edificaciones y construcciones en general, reviste una gran importancia entre los profesionales relacionados con la conservación y rehabilitación del patrimonio edificado, dentro de este universo de deterioros y desperfectos, la humedad posee un papel principal por su importancia y repercusión en el confort de las edificaciones, de ahí la necesidad de estudiar detalladamente los síntomas de deterioros que están asociados a ella, las causas que le dieron origen y las posibles soluciones que se pueden aplicar."

En esta actividad se hará un bosquejo general de los tipos de humedad presentes en los edificios de países con clima tropical húmedo, los factores que influyen en la aparición de este tipo de lesión y su comportamiento en estudios realizados internacionalmente, haciendo énfasis en la humedad ascendente y en las causas principales que contribuyen a su surgimiento. Además, se presentarán algunas soluciones para prevenir o corregir este deterioro.

2.5.2 El agua como compuesto

Un elemento importante es el agua, que para muchos es sólo un compuesto insípido, incoloro e inodoro, además de otorgarle el bien ganado calificativo de disolvente universal. Sin el agua es probable que no pueda existir vida vegetal ni animal. En nuestro planeta, el contenido de ella en los seres vivos es variable.

Propiedades.

1. Es el elemento más abundante en la naturaleza.

2. Cambia de estado con variaciones de temperatura muy fáciles de lograr.

152

3. Aumenta de volumen al pasar de líquido a sólido, disminuyendo su densidad, pudiendo flotar sobre ella misma en estado líquido y actuar como aislante térmico.

4. Por su carácter polar e iónico en ocasiones, hace que pueda ser catalogada como un compuesto básico (hidróxidos), ácido (radical de los hidrógenos) y neutro (en forma general), lo que permite calificarla como de gran penetrabilidad, disolvente de metales y materiales pétreos, así como vehículo de gases y líquidos.

Esta propiedad es fundamentalmente la que le da el carácter de disolvente universal.

5. Ayudada por la tensión superficial el agua puede mojar grandes superficies y trasladarse hasta lugares insospechados. Modifica su viscosidad, disuelve sales a determinada presión y temperatura, transportándola y depositándola en lugares con condiciones diferentes.

Características del agua.

1. Gran poder de penetración.

2. Extraordinaria aptitud de disolución.

3. Gran mojabilidad.

4. Capaz de transportar sólidos, líquidos y gases.

5. Eficaz colaborador de otros agentes.

Su acción deteriorante y forma en que se difunde.

Una gran parte de los problemas mecánicos originados en las edificaciones son provocados por problemas latentes de humedad. Un ejemplo de ello lo constituye lo que sucede con los techos unidireccionales, llamados comúnmente "viga y losa", los cuales se destruyen más rápidamente cuando se producen filtraciones por deterioro del sistema de impermeabilización, debido fundamentalmente a la capacidad que posee el agua de acelerar el proceso de oxidación corrosión.

153

Resumiendo, el agua puede como compuesto que modifica su volumen, originar el entumecimiento de muchos materiales, como por ejemplo, la madera; y la destrucción de otros, como las rocas heladas, esto por supuesto en países con climas muy frío. Su acción disolvente provoca el lavado de morteros, la solubilización de los feldespatos del granito, generando la laterita. En combinación con los agentes atmosféricos como son los compuestos por sulfatos y carbono puede originar la caolinización de los feldespatos del granito y la sulfatación de las piedras calizas, tipo de roca muy diseminada en las construcciones cubanas. Como quedó demostrado en los ejemplos citados el poder de penetración del agua hace que llegue a lugares no previstos, pudiendo provocar la destrucción de muchos materiales, sobre todo los metálicos, como puede ser la armadura de un elemento de hormigón, el perfil laminado de un techo de viga y losa, las grapas de un muro de sillería, etc. Impulsada por el viento erosiona los ladrillos y morteros y es capaz de redondear cantos de piedra, además de transportar las sales del suelo a la estructura vertical, originando la eflorescencia, que destruye a su vez los revestimientos, como se estudió en actividades anteriores de este curso. Puede además, actuar sobre los cimientos de cualquier edificación o puente, logrando en algunos casos el colapso de los mismos por el efecto de la socavación.

En cuanto a la forma en que se difunde el agua en los muros, se puede agregar que ésta lo hace exclusivamente por la capilaridad, fenómeno que puede provocar contenidos de agua en los materiales, iguales o superiores al 30 % de su volumen. Esta retención y propagación del agua está en dependencia de varios factores como son: el diámetro de los poros, tipo de red porosa, características de la superficie de los mismos, viscosidad, y temperatura del fluido, a través de la tensión superficial y de la densidad, ya que estas dos variables son, a su vez, función de la viscosidad del líquido.

Esta es la razón que justifica que en los muros de ladrillo se retiene y asciende más el agua del suelo, que en los construidos con sillares o bloques de hormigón.

Hay otros factores que pueden ayudar a reducir estos valores como son la radiación solar, ventilación, temperatura y grado de protección. Estos últimos factores son los que hacen que un muro ubicado en la fachada sur posea una altura capilar menor que uno ubicado en la norte, aunque ambos posean similares características en cuanto a materiales, dimensiones y 154

grado de protección. También dos edificaciones con igual orientación, pueden poseer diferente altura capilar, debido a que las características del lugar en que estén ubicadas influye en ésta. Se puede afirmar entonces, que tendrá menor altura aquella que posea mayor aireación lateral en sus muros.

El contenido de humedad existente en la masa de muro tiene un comportamiento diferente, estando en dependencia del tipo de humedad y de donde proviene el foco húmedo, se puede corroborar lo planteado, en un trabajo realizado por especialistas franceses en el que se observa que en el sondeo efectuado en los muros, el comportamiento era bien diferente dentro de los tipos de humedad. Por ejemplo, en la de ascensión por capilaridad o por remonte capilar en muros, como se plantea en el documento, el agua disminuye de abajo hacia arriba como es lógico, ya que es la parte más cercana al foco húmedo, esto también se puede observar en el esquema que aparece a continuación.

Figura 51 Distribución de la humedad en los muros.

En el caso de la absorción lateral se puede observar que el contenido de humedad tiene un comportamiento muy distinto, que en remonte capilar, esto es totalmente lógico, pues en el primer caso el foco húmedo está lateralmente, siendo decreciente desde el punto más alto de contacto con el terreno, lugar donde comienza la infiltración del agua de lluvia, hasta el interior del local. En el punto intermedio decrece también, pero con valores más pequeños, haciéndose constante en la base del muro. Esto supone que 155

en esta última exista una barrera impermeable, pues de lo contrario el comportamiento será muy diferente.

2.5.3 La capilaridad. Factores de que depende

Para muchos especialistas de la construcción la palabra capilaridad es asociada, por lo general, a un tipo de humedad, sin embargo la difusión de cualquier fluido por la estructura porosa del medio sólido, es la raíz de varios tipos de humedad, o de la absorción del líquido. Ejemplo de este último fenómeno es el que se produce al colocar el papel secante sobre un líquido derramado o cuando se introduce un ladrillo en un recipiente con agua, en ambos ejemplos no median esfuerzos adicionales. Partiendo de lo expuesto anteriormente se puede definir la capilaridad como: El fenómeno físico a través del cual un líquido asciende por los capilares de un cuerpo sólido ayudado por la tensión superficial; la altura capilar es función directa de dicha tensión y del ángulo o menisco.

Figura 52. Esquema de un capilar

En los capilares la superficie del líquido forma un casquete esférico, no siendo éste tangente a las paredes de los tubos, formando un menisco cóncavo cuando su superficie es exterior al líquido y convexo cuando su superficie es interior al líquido. Se debe enfatizar que dentro de estos finísimos tubos no se cumple la ley de los vasos comunicantes. Las fuerzas

156

que se desarrollan en la concavidad de su superficie e interceptan a sus paredes, se descomponen en dos fuerzas ortogonales, en donde las horizontales se anulan y las verticales se suman, obligando, éstas últimas, a que el líquido adquiera el nuevo estado de equilibrio.

La capacidad de un líquido de ascender o descender, es función de sus propiedades intrínsecas, de las características del material que conforma las paredes de los capilares y del diámetro de ellos, como se dijo anteriormente. Interviene además en este fenómeno físico, la temperatura a través de viscosidad del fluido.

El menisco, es el ángulo que forma la tangente a la superficie del capilar al cual el líquido se adhiere, y se denota con la letra griega alfa ( ). Cuando este ángulo que 90°, se dice que el líquido moja la superficie, de ser mayor que este valor entonces se estará ante una superficie poco mojable, como aparece en la figura.

Figura 53. Ángulo o menisco 2.5.4 Tensión superficial

Dentro del fenómeno de la capilaridad, este concepto tiene una gran importancia y es a través de él que se puede explicar el comportamiento singular que poseen los líquidos en su superficie. Al profundizar en ello se puede conocer que debido fundamentalmente a la reorganización de las fuerzas de atracción de las moléculas, se genera un conjunto de fuerzas desequilibradas en el interior de las moléculas que se encuentran en la superficie, lo que trae consigo la existencia de fuerzas libres, que a su vez ocasiona una trama tensional que puede catalogarse como un auténtico estado de membrana; de ahí la razón por la que un insecto no se hunde cuando se posa en la superficie de un líquido.

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Es definida en varios libros de física y diccionarios técnicos como la Propiedad que poseen las superficies de los líquidos, por la que parecen estar cubiertas por una delgada membrana elástica en estado de tensión, midiéndose esa tensión superficial por la fuerza que actúa normalmente sobre la unidad de superficie, el fenómeno es debido a las fuerzas de cohesión moleculares, que no pueden ser equilibradas junto a la superficie.

Figura 54. Esquema de fuerzas actuantes

Donde: Po: Presión atmósférica.

Pi: Presión interior r.

R: Radio de la burbuja o esfera.

Ts: Tensión superficial. r: radio del casquete.

Nota: El valor de la tensión superficial parte del análisis de la Ley de la burbuja.

Presión en la burbuja: Una burbuja esférica de radio R, formada en un líquido cuya tensión superficial es T, contiene aire (u otros vapores) a una presión que excede de la del líquido próximo a ella en 2T/R. P = 2T / R

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El casquete origina una fuerza que debe ser equilibrada por las componentes verticales de la tensión superficial (Tsv), para ello es necesario conocer el área del círculo y la diferencia de presión quedando entonces:

La fuerza que debe equilibrarla no es otra que la resultante del sistema formado por las componentes verticales de las fuerzas tangentes a la superficie y que actúan en el perímetro del círculo, de ahí que su valor sea función de ambos parámetros.

Figura 55. Fuerza equilibrante.

Como se puede inferir el sistema debe estar en equilibrio por tanto, ambas fuerzas poseen la misma magnitud, de ahí que al igualar ambas expresiones se obtiene que:

Si se desea conocer la tensión superficial, para luego determinar la altura capilar sólo hay que despejar en la expresión anterior:

La expresión de la Tensión Superficial que se obtiene de este análisis, sirve de punto de partida para la obtención de la altura capilar en la Ley de Jurin, lógicamente todas estas condiciones son ideales pues no se considera la 159

propia actividad capilar del material, no teniendo en cuenta la influencia de la ventilación lateral y la orientación de la edificación, las cuales juegan un papel importante en la variación de la altura capilar. Esta ley también la utilizó Frei Otto en su teoría de las pompas de jabón y es la base para los cálculos de estructuras infiables en forma de cúpula utilizadas en la Arquitectura Moderna.

Expresión de la Tensión Superficial Ts = (Pi – Po) R / 2

Figura 56. Fenómeno que se produce en el gotero de una losa en voladizo o en un alero

En el esquema anterior se muestra un clásico ejemplo del fenómeno de la tensión superficial, en donde la existencia del goterón es la razón por la cual el agua no se desliza por la cara inferior del alero. En ese punto es necesaria una fuerza adicional para que esta ascienda, lo que es difícil por la acción que ejerce el peso propio del agua de lluvia y la acción de la fuerza de gravedad de la Tierra que la atrae, siendo la razón por la que el agua interrumpe su recorrido horizontal. En la cara frontal del saliente la Tensión Superficial sigue siendo mayor que la fuerza de gravedad, provocando que el agua se adhiera a la superficie y se absorba en mayor proporción en esa zona que en el resto, siendo marcado el deterioro. Por tal motivo se recomienda el uso de morteros hidrófugos en voladizos, cornisas u otros salientes horizontales e inclinados en la edificación.

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El uso del gotero en elementos salientes es imprescindible pues de lo contrario se origina el deterioro de las o de los revestimientos y pinturas de la cara inferior de los mismos, cuya causa está dada por la absorción de esa agua a baja velocidad, creándose un punto húmedo en donde se desarrollan eflorescencias, mohos y líquenes.

2.5.5 Altura capilar

En el epígrafe anterior se explicó la expresión de la tensión superficial, la cual se basaba en la presión de la burbuja y de ella depende la altura capilar. A continuación se dará a conocer la Ley de Jurin, bajo la cual y en condiciones ideales se obtiene la fórmula para conocer cuánto asciende el líquido. Como se dijo esta se basa sobre bases ideales de laboratorio ya que, además de lo que se planteó anteriormente, considera la capilaridad como un fenómeno de ascensión vertical, en vez de un flujo que se extiende radialmente y con circulación ramificada en cualquier dirección.

La altura a que asciende el agua en los muros, no depende de la cantidad de líquido acumulado en la base de los cimientos. Esto se pudo demostrar en los ensayos realizados por especialistas a nivel de laboratorio.

Figura 57. Ensayo

Los resultados que se muestran en el esquema anterior, fueron obtenidos en un ensayo, a escala de laboratorio, donde se introdujeron láminas delgadas de vidrio en una cubeta con agua, las mismas fueron colocadas paralelamente a distancias diferentes; comprobándose que el líquido subía a alturas que diferían sustancialmente. Este fenómeno que se produce en los conductos capilares, es función directa de la tensión superficial producida en la superficie del líquido y de la tensión de contacto sobre la superficie del material por el cual sube. Influye además, la gravedad, la cual ayuda a establecer el equilibrio.

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Para definir la expresión, por medio de la cual se puede llegar a conocer aproximadamente la altura de la columna de líquido dentro del capilar, Jurin parte de considerar dos puntos, uno dentro del líquido y otro fuera del mismo, los cuales se supone que estén sometidos a presiones diferentes, a partir de esta formulación se apoya en la presión o ley de la burbuja y en la definición de presión hidrostática. A continuación se dará a conocer las deducciones realizadas.

•Por la ley de la burbuja se puede plantear que: Pm – Pn

2 Ts / R

•La diferencia de presión entre dos puntos es igual a la presión hidrostática: Pm – Pq

w

hc

El punto n y q poseen la misma presión, de aquí se pueden igualar ambas expresiones quedando que:

Sí

R

entonces la altura capilar, se puede expresar como:

Donde: hc: altura capilar.

Ts: Tensión superficial. w:

Densidad del fluido.

r: Radio del capilar.

Figura 58. Comportamient0 de fuerzas

No se puede olvidar que esta expresión surge se establecer condiciones ideales, bien distintas de la realidad, en tal sentido sólo puede servir como un valor inicial y tentativo en los análisis. Esta capacidad de los líquidos de ascender o descender en un capilar, depende de sus propiedades intrínsecas, del diámetro del capilar y de las características del material que conforma las paredes de éste último. Estos factores se comprueban al

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analizar los términos que aparecen en la expresión de la altura capilar, así como en los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio.

En este último se puede ver como dos líquidos como el agua y el mercurio poseen un comportamiento totalmente distinto, a pesar de que ambos recipientes son iguales y poseen igual volumen de líquido, estando además, a igual temperatura y presión, lo cual ratifica aún más lo planteado anteriormente.

Figura 60. Ensayo

Figura 59. Ensayo

Existe otro factor importante relacionado con la capilaridad, y es la viscosidad, mencionada anteriormente, la cual se define como la resistencia que oponen las distintas capas de un líquido en movimiento, al deslizamiento de una sobre otra. Este parámetro está estrechamente ligado a la temperatura, disminuyendo al aumentar ésta, un ejemplo de esto lo constituye el aumento del flujo sanguíneo en los seres vivos al aumentar la temperatura de su cuerpo.

En la humedad ascendente este parámetro contribuye fundamentalmente a las oscilaciones que se producen en el nivel de la cota máxima de ascensión y es consecuencia de las variaciones de temperatura del líquido. En esta zona se aprecia un aumento del deterioro, con la descomposición, desprendimiento y caída de los revestimientos de los muros.

163

Figura 61 Zona de oscilación.

Este fenómeno que se produce en la zona de oscilación, es activo y dinámico, muy distinto a lo que se produce en los tubos de ensayo de los laboratorios, en donde la columna de líquido permanece estática, pero es bueno insistir en que en la edificación es diferente y desde la definición de la altura capilar se hace muy evidente, que es inversamente proporcional al grado de aireación de la pared. Estas zonas por debajo de la coronación, se manifiestan como superficies de aireación sin desecación, que evaporan agua al exterior, generándose así un flujo dinámico en el interior del muro, con origen en el foco húmedo. Cuando se estudie la humedad por absorción se profundizará más en este aspecto.

2.5.6 La Humedad Como Lesión.

El conocimiento de la humedad como lesión se hace imprescindible en la actualidad, los técnicos y especialistas de la conservación deben jugar un papel activo, poniendo el conocimiento de las distintas ciencias en aras del rescate del patrimonio. El estudio de las lesiones, los fenómenos relacionados con ellas, sus síntomas y manifestaciones más comunes, los daños y deterioros que le vienen aparejados y el universo de posibles soluciones, es un paso importante en los estudios previos. La industria, por su parte, debe lograr productos y sustancias, que den respuesta a las

164

necesidades, tratando siempre de estudiar las limitaciones e idoneidad con los materiales que se encuentran en las obras.

Por su parte, los restauradores y conservadores en general deben conocer bien los distintos estados patológicos y fenómenos que se dan en las obras, para después determinar la solución y productos a utilizar.

Son muchos los casos en donde son ofrecidos productos para usos muy distintos para los que fueron ensayados y pensados, ocasionando, en el mejor de los casos, la pérdida del mismo, el recurso destinado a su adquisición y el tiempo de colocación. Es bueno destacar que esta pérdida no es sólo lo que puede ocurrir, a veces las soluciones adoptadas en vez de erradicar el problema lo empeoran, por lo que a veces resulta peor el remedio que la enfermedad.

La humedad como lesión no es propiedad de la época actual, desde la antigüedad el hombre ha tenido que enfrentar los efectos que la misma produce sobre los elementos y partes de la edificación sobre los que actúa, tampoco se puede afirmar que las construcciones actuales sean las peores de la historia, pero lo que sí es cierto es que se dan con mucha frecuencia obligando a los especialistas a realizar un estudio detallado de ella y de los daños que provoca.

La actualidad del tema está dada por las dimensiones y vigencia que posee en la conservación de edificios, la necesidad de lograr un grado de confort, según las exigencias actuales, en las obras ancianas que se pretenden rescatar, demanda cada vez más el conocimiento científico de la humedad.

Muchos son los estudios estadísticos que demuestran que esta lesión tiene la supremacía en el conjunto de deterioros y defectos que se ponen de manifiesto en las construcciones. Los resultados de estudios realizados por muchos institutos de investigaciones del mundo demuestran lo planteado, aunque es bueno aclarar, que el comportamiento de este tipo de lesión no se puede generalizar, pues son varios los factores que motivan su aparición.

Por lo que cada región del mundo y cada país en particular, necesita del estudio de su especificidad.

Un estudio realizado por el Departamento de Medio Ambiente de la Building Establishment (U.K), sobre las lesiones que se dan en las edificaciones, dio como resultado que la humedad ocupa el 38 % del total

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de lesiones encontradas, subdividiéndose ella en humedades de condensación (44 %), capilaridad ascendente (33%), infiltración (19%) y otras (4 %). Aunque estos resultados no se pueden extrapolar, como se dijo anteriormente, reafirma la necesidad de conocer en profundidad, los daños que provocan en los materiales y elementos en que aparecen.

La condensación es este caso es el valor más significativo y es lógico, pues no es raro que existan grandes diferencias de temperatura entre el interior y exterior de las edificaciones de los países en donde se analizan las muestras, lo cual crea los llamados puentes térmicos, necesarios para que se produzca la condensación del vapor reinante en le interior. En países del trópico húmedo es poco probable que este tipo posea la primacía, no quiere esto decir que no exista la condensación, pero según los registros promedios de temperatura aportados por las estaciones meteorológicas no se producen los llamados puentes térmicos por diferencia de temperatura, sino por el enfriamiento de la superficie de una pared por falta de aislamiento, mala ventilación e iluminación, etc.

Figura 62. Distribución de los tipos de humedad 2.5.7 Tipos De Humedad. Clasificación

La bibliografía relacionada con este tema posee, de manera general, un criterio bastante unificado acerca de los tipos de humedad que pueden incidir en la edificación, aunque existen algunas diferencias entre ellos, pero no de carácter sustancial.

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De forma general, las humedades se manifiestan con la aparición de unas manchas características en paredes y cielos rasos, que se van extendiendo mientras sigan existiendo las causas originarias. Estas humedades antes de aflorar a la superficie, pueden indicar su inminente aparición por el tacto: la textura de la superficie se hace untuosa y adquiere un brillo característico.

Todos los revestimientos actúan durante un tiempo como factor de impermeabilidad, es decir, que paralizan momentáneamente la aparición de las manchas de humedad que se van extendiendo, mientras tanto, por debajo de dichas capas. Al cabo de cierto tiempo afloran a la superficie y anularán el recubrimiento en las zonas afectadas.

Se conoce que las edificaciones pueden verse afectadas por varias familias de humedades, que se relacionan a continuación: 

Humedades de obra y de los materiales.



Humedades por condensación.



Humedades por filtración.



Humedades por absorción.

Figura 63. Clasificación

1. HUMEDAD DE OBRA Y DE LOS MATERIALES. La gran mayoría de los objetos y seres vivos que se encuentran en la Tierra, están en constante intercambio de vapor de agua con el medio que los

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rodea, debido a su higroscopicidad (propiedad de algunos cuerpos de absorber y exhalar la humedad del ambiente). Esa transferencia que existe entre el ambiente y el objeto, hace que su humedad se modifique al variar la humedad relativa del aire que lo envuelve. Cuando la velocidad de intercambio, o sea, de transferencia se acerca a cero, se puede afirmar que ha adquirido su humedad de equilibrio. Es bueno aclarar que no todos los materiales modifican su humedad de equilibrio con gran rapidez, pues está en dependencia de la higroscopía del mismo, así como tampoco si varían las condiciones del aire que lo envuelve, además, de la dependencia que posee con las características intrínsecas del objeto o material. Esto permite plantear que un mismo material ubicado en ambientes bien diferentes en cuanto a humedad relativa y temperatura posee desiguales valores de humedad de equilibrio.

Por tanto, pudiera decirse que las humedades de construcción son las recibidas por los componentes del edificio durante el proceso constructivo.

Tienen su origen en el agua introducida con algunos materiales (por ejemplo, la retenida en la arena), la aportada para la confección de los semiproductos (por ejemplo, el amasado de los morteros), o realización de procesos (por ejemplo, el curado del hormigón), así como la recibida por la estructura a través de precipitaciones atmosféricas con anterioridad a la colocación de la cubierta y los cerramientos.

Sus manifestaciones son tan diversas como los componentes del inmueble a los que afecta: manchas, eflorescencias, desprendimientos de los aplacados, etc.

2. HUMEDAD POR CONDENSACIÓN. Se conocen como tales las debidas a la condensación del aire húmedo sobre, o en el interior de los cerramientos.

Son el resultado de la superposición de tres leyes físicas: la variación de la proporción aire/agua con la temperatura, y las transferencias de calor y vapor de agua a través de los cerramientos. Se produce al alcanzar el aire la temperatura de rocío (temperatura a la que una muestra de aire húmedo se satura y deposita rocío),generalmente sobre las superficies, más frías, depositándose pequeñas gotas de agua en éstas, las cuales se agrupan 168

formando núcleos"húmedos. Este fenómeno no só1o se produce en la superficie del elemento, sino también en los intersticios del material. Posee una estrecha relación con la temperatura y la ventilación, presentándose con gran frecuencia.

Se manifiestan de forma más o menos intermitente, en forma de gotas, veladuras o manchas debidas a la fructificación de colonias de hongos sobre las partes frías y poco ventiladas de la edificación.

Este tipo de humedad es poco frecuente por saltos térmicos, en países con clima cálido como Cuba, pero no deben ser descartadas en locales climatizados, en donde el fenómeno se puede dar, pero con un comportamiento inverso a lo que sucede en las construcciones de países con climas fríos. Aquí la condensación, de producirse, será en la superficie exterior dal muro. Hay otros parámetros que se deben tener presentes: la humedad relativa y temperatura, las cuales poseen registros promedios muy altos, en largos períodos de tiempo.

Los puntos donde suele presentarse son: en los encuentros entre techo y pared, carpintería y pared, columna y pared, esquinas, salientes con baja resistencia térmica, vidrio de la carpintería, residuos de morteros que ponen en contacto las diferentes capas del aislante, etc.

Figura 64. Zonas de condensación en muros

169

En los esquemas anteriores se muestran cuatro casos en donde se relacionan las curvas de temperatura de rocío o saturación y temperatura superficial. En el análisis se observa que en los casos 2, 3 y 4 se produce la condensación, debido a que existen zonas en donde la curva de temperatura superficial interior (ti) está por debajo de la de saturación. El número 2 es un caso típico y frecuente, propio de la existencia de puentes térmicos, el 3 es una condensación en el interior del muro, motivada por revestimiento .hidrófugo en una de las capas intermedias, el número 4 y último se manifiesta en muros ancianos y muy deteriorados, la cual se presenta como grandes áreas de manchas.

3. HUMEDAD POR FILTRACIÓN. En algunos casos los autores la subdividen en humedades de cubierta y de fachadas, pero en todos los casos coinciden en que son las humedades producidas por la penetración, la infiltración o la absorción del agua exterior a través de la envolvente exterior del edificio.

La filtración, al igual que la humedad por absorción, son las más frecuentes en países como Cuba, en donde el factor de las precipitaciones es de gran importancia debido a la gran frecuencia y abundancia con que se producen.

Tienen su origen en la entrada de agua a la edificación a través de los diferentes sistemas de cubierta que pueden existir, a los huecos, fisuras y poros.

Se manifiestan a través de goteras, manchas de humedad, entradas francas agua, y agresiones diversas.

4.- HUMEDAD POR ABSORCIÓN. En este tipo de humedad el agua pasa a través de los intersticios microscópicos, ayudada por la tensión superficial, tiene su origen en un foco húmedo, su extensión y trayectoria guarda una relación estrecha con el fenómeno físico de la capilaridad, las características de la estructura porosa del material y de la facilidad del secado desde el interior.

170

Se puede dividir en humedad por absorción lateral (conocida también como humedad de sótano), descendente y ascendente (conocida también como humedades de capilaridad), tomando como criterio de clasificación la dirección predominante que sigue el agua y la ubicación del foco húmedo.

En todos los casos en necesario que exista una red capilar y un foco húmedo, pudiendo ayudar en la penetración otros agentes como pueden ser el viento, grietas o fisuras previas en el material, entre otros.

Se manifiestan a través de infiltraciones, manchas de humedad, eflorescencias, hinchamientos y despegues de los revestimientos

HUMEDAD POR ABSORCIÓN LATERAL. Todas las partes de la edificación que se encuentren en contacto con la atmósfera, están expuestas a la acción directa de este tipo de humedad. El foco húmedo más frecuente en este tipo de humedad es la lluvia, aunque no se debe descartar el vapor contenido en el aire que rodea al elemento, al agua retenida en el terreno, rotura de instalaciones, etc.

Los muros de fachada son los más afectados por esta humedad, en ellos el agua se introduce en su estructura ayudada por la acción del viento. Una gran parte de esta agua absorbida, es evacuada por evaporación, quedando atrapada en el elemento la que toma un camino expedito o creado por fisuras y grietas en los morteros de juntas.

Otros caso, se presenta con la penetración del agua procedente del terreno que asciende por el muro en contacto con el suelo gracias a la acción de la capilaridad, fenómeno que se presenta con mucha frecuencia en los sótanos. La elevación del nivel terreno con respecto al sótano, hace que el mismo sea muy proclive a la aparición de humedades de este tipo y de condensación.

Por último, las filtraciones de cubiertas y terrazas pueden provocar las humedades por absorción lateral o descendente, según sea la ubicación de las mismas.

171

HUMEDAD POR ABSORCIÓN ASCENDENTE. Este tipo de humedad, es conocido comúnmente como "humedad por capilaridad", pero es bueno aclarar que la capilaridad es el fenómeno físico y a la vez la vía a través de la cual el agua penetra en el elemento, por lo que no sólo le pertenece a este caso sino que también es el móvil de las absorciones lateral y descendente que se dan en los muros de cualquier construcción Se puede entonces definir como aquella que tiene su origen en el agua que está contenida en el subsuelo, la que al estar en contacto con las caras de la cimentación u otros elementos del edificio en contacto con el suelo, asciende por los muros hasta alcanzar una altura superior a la rasante, en donde se manifiestan. En estas áreas, establece su acción e impone un estado de equilibrio que ocasionan un conjunto de deterioros a las edificaciones.

Figura 65. Distribución de la humedad en los muros.

En el gráfico anterior se muestra el comportamiento de este tipo de humedad en los muros comparada con la de condensación, pudiéndose apreciar que en el caso de la humedad por absorción ascendente, el contenido de agua va disminuyendo a medida que aumenta la altura del elemento, siendo casi constante en todo su espesor. Sin embargo en la condensación no sucede así, en este caso los valores mayores se producen en la superficie interior del muro, lo cual es lógico pues la fuente que genera el vapor está en el interior del local, siendo absorbida por esta cara del muro.

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La humedad por absorción ascendente debe verse como un fenómeno activo y dinámico, el cual no se interrumpe hasta tanto no dejen de estar en contacto el material poroso y el foco húmedo. Esta altura es inversamente proporcional al grado de aireación del elemento.

La altura capilar dependerá del diámetro del capilar y por ende de la estructura porosa del material, de la aireación superficial del elemento, de la temperatura del líquido y de su viscosidad. El resultado de este proceso es un incremento marcado del deterioro de los revestimientos en la coronación o máxima altura capilar, lo cual es lógico por las dilataciones y contracciones que se producen en el material al aumentar o disminuir el contenido líquido en él.

Figura 66. Humedad v.s. Altura capilar.

En la figura anterior se confirma lo relacionado con la capilaridad y la red porosa, en él se muestran tres columnas de diferentes materiales, en las cuales la altura varía considerablemente de un caso a otro; en el primero el material utilizado es el ladrillo de arcilla, cuyas partículas sólidas están muy unidas, siendo la red de poros finísima e interconectada, por lo cual la altura de ascensión es mayor que en el resto de los casos, pues como se demostró anteriormente la componente vertical de la tensión superficial, es mayor a medida que disminuye el diámetro del capilar, por otra parte a

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medida que la tangente tenga una pendiente cercana a 90° más ascenderá el líquido.

En la bibliografía relacionada con este tema se dan a conocer los valores que puede alcanzar la columna de líquido, en dependencia del diámetro del capilar. Por ejemplo, el Arq. Fernando Aguado en un artículo escrito en la Revista Arquitectura Cuba, plantea que para un tubo de vidrio de un milímetro (1 mm) de diámetro, la altura es de uno punto cinco centímetros (1.5 cm) y para uno de un micrón es de un metro y cincuenta centímetros (150 cm), coincidiendo con Santo Plaza López, que en la sección dedicada a la humedad en el libro Patología de las Fachadas Urbanas, da esos mismos valores e incorpora que para una diez milésima de milímetro (0.0001) de diámetro, el agua asciende hasta ciento cincuenta mil milímetros (150 000 mm).

Es obvio que el conocimiento del fenómeno de la capilaridad en los materiales permite reducir las probabilidades de que se produzca este tipo de humedad en las obras futuras, o poderla solucionar con mayor eficacia en las edificaciones enfermas. De no ser así, poco podrán hacer, los nuevos materiales o técnicas, lo primero, es conocer cuál es la raíz del problema y cuáles son las leyes que lo rigen.

INTERCAMBIOS DEL CONTENIDO DE AGUA ENTRE LOS MATERIALES Y SU AMBIENTE EXTERIOR. Después de haber presentado los procesos patológicos citados, es necesario también, conocer el intercambio mutuo que establecen los materiales y el ambiente con relación al contenido de agua. Estos intercambios se conocen con el nombre de: 1 ) Absorción 2 ) Capilaridad 3 ) Penetración bajo presión 4 ) Evaporación

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1) La absorción.

Es cuando de forma natural, el vapor de agua hace contacto con el elemento constructivo produciéndose una atracción intermolecular, donde las moléculas de agua se depositan en el interior de los poros de los elementos constructivos recubriendo sus paredes. Si el tamaño de los conductos capilares es lo suficientemente pequeño para las sucesivas capas moleculares, se produce la condensación. Este proceso es responsable, en parte, de las humedades de fachada.

2.) La capilaridad.

Se produce cuando el agua asciende por el interior de la red capilar de los materiales debido a que el terreno está saturado de agua (agua de lluvia, pozos, aguas subterráneas) que presiona sobre la parte de las cimentaciones con la que se halla en contacto. Esta presión es debida a la tensión superficial del agua que, en contacto con un sólido, obliga a la lámina superficial a curvarse formando un menisco. El ángulo que forma la superficie del agua con la pared del líquido depende tanto de éste como de las condiciones de la superficie del sólido y la presencia de sales solubles, polvo, etc., altera este ángulo, y en consecuencia, la componente vertical de la tensión, que es, en definitiva, la que hace que el líquido ascienda. El agua sube por el canal capilar como se planteó anteriormente, hasta que se establece el equilibrio entre las fuerzas de ascensión y el peso de la columna de agua. 

En los muros normales, de ladrillo, la altura del agua suele variar entre 0,50 y 1,5 m, mientras que en los de piedra puede duplicarse esta altura.



En los muros de fachada, la altura de la humedad suele situarse entre 1,5 y cuatro veces el espesor del muro.



En las esquinas y en los rincones, la altura del agua varía entre dos y cinco veces el espesor del muro.



En el caso de los muros o tabiques compuestos por varias capas, por ejemplo, ladrillo cerámicos y guarnecido de yeso, hay que tener en cuenta que la humedad que se manifiesta en la cara exterior puede 175

no coincidir con la interior del soporte, pues el agua asciende con más rapidez por el material de mayor coeficiente de capilaridad.

3) La penetración bajo presión.

De existir una presión exterior, el agua que moja un material penetra en el interior de éste de acuerdo con el espesor y la permeabilidad del material, y el valor de la presión. Para un determinado espesor y permeabilidad, la penetración puede ser en forma de chorro, de gotas, de machas, etc. Este proceso es también responsable en las humedades existentes en las fachadas.

4) La Evaporación.

La diferencia de presión de vapor existente entre el agua contenida en los poros de un material y el aire exterior que lo envuelve, da lugar al paso de moléculas de vapor de agua de aquellas a ésta. La transferencia que se conoce como evaporación, se detiene cuando el aire se satura de humedad o lo que es igual, cuando se alcanza la humedad relativa del 100 %.

La evaporación contrarresta, de una parte, las humedades de capilaridad, aunque de otra, es responsable de la continuidad ascensional del agua.

Figura 67. Evaporación

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LESIONES DEBIDAS A LAS HUMEDADES POR ABSORCIÓN a) La higroscopia.

Es la propiedad que tienen algunos materiales de absorber agua exterior y de mantenerla evitando su evaporación, impidiendo que los materiales vuelvan a su normalidad. Cuando el agua absorbida disuelve las sales existentes, se hace extensiva al resto del muro, trayendo como consecuencia que se mantenga la humedad interior al impedirse la reversión a la atmósfera.

b) Las eflorescencias.

Son manchas algo blancas debidas a la cristalización o la precipitación de las sales contenidas en los materiales del muro, en el agua del amasado de los morteros, en el subsuelo o en el ambiente. El agua absorbida disuelve dichas sales y las arrastra cuando la humedad interior es superior a la exterior, después se evapora y cristaliza degradando los paramentos.

En general, las sales que aparecen en los paramentos son sulfatos alcalinos y de magnesio, nitratos y colorantes por lo que para su tratamiento hay que tener en cuenta la procedencia del agua que a continuación se dará: 

Cuando las manchas están próximas al suelo es debido al terreno.



Cuando las manchas son más generalizadas se deben a los materiales o al agua empleada en la ejecución.



Cuando las manchas son centradas se deben a la rotura de una tubería bajante, pluvial o a la pérdida de un aparato sanitario.

c) Criptoeflorescencia.

Su origen es el mismo que el de las eflorescencias, diferenciándose de ésta en que la cristalización de las sales tiene lugar en el interior de los poros próximos a la superficie. El incremento de las tensiones de cristalización produce la corrosión y posteriormente la disgregación de los ladrillos o la de los mampuestos ante la acción de la lluvia y del viento.

177

Las criptoeflorescencias son también originadas por los desprendimientos, así como los abombamientos que anteceden la caída del revestimiento.

d) Los sulfatos Los sulfatos contenidos en los mampuestos, en los ladrillos, en el agua, en el terreno del que ascienden por capilaridad, o en la atmósfera, reaccionan en presencia del agua con los aluminatos del cemento o de la cales, dando lugar a compuestos con un considerable aumento de volumen. Por ello se producen agrietamientos y desprendimientos de los revocos y deterioros de los morteros de las juntas.

e) La vegetación.

La humedad favorece el enraizamiento de las plantas y líquenes. Estos últimos, segregan ácidos corrosivos y las primeras provocan tensiones que desagregan las fábricas, y en algunos casos, fracturan los mampuestos.

f) Reblandecimiento.

Todos los materiales de construcción pierden resistencia cuando están húmedos, especialmente frente a compresiones, debido a la transpiración hidrostática de presiones, incrementándose las deformaciones y la situación estática del material.

La pérdida de facultades mecánicas provocada por el entumecimiento, que ablanda al material, hace irreversibles la mayor parte de las deformaciones, agravándose esta situación por el fenómeno de recuperación y endurecimiento que sucede durante el secado, provocando fisuras en el material.

g) Entumecimiento.

Como ya se ha mencionado, la mayoría de los capilares provocan una ligera compresión del material perpendicular a la directriz del canal poroso, junto con un efecto aglomerante que, dentro de ciertos límites, ejerce el agua.

178

Cuando el material se seca se suele producir una retracción que, normalmente, es mayor que la dilatación por entumecimiento. En ciclos sucesivos, este mecanismo va haciendo entrar al material en tracción hasta que, finalmente, él se fatiga y fisura.

LESIONES DEBIDAS A HUMEDAD POR CONDENSACIÓN. Estas humedades por la condensación se pueden manifestar a corto o a largo plazo. Las más frecuentes a corto plazo pueden manifestarse de la siguiente forma: 

Presencia de gotas en la superficie del revestimiento



Manchas visibles en superficies pulidas y brillantes, como son las barnizadas



Veladuras apreciables al tacto, en el caso de superficies mates



Puede comenzar también por la acumulación de polvo que se convierte en humedad sucia



A largo plazo se manifiestan por:



Manchas negruzcas formadas por colonias de hongos, que se concentran en las partes más húmedas y menos ventiladas, tal es el caso de los arranques de los muros, de los techos que soportan la cubierta.



Erosión sobre los revocos, localizadas principalmente en las partes bajas de los paramentos y sobre los rodapies.



Desajuste de los marcos de las ventanas y puertas con el muro.

LESIONES DEBIDAS A LAS HUMEDADES POR FILTRACIÓN. Estas lesiones pueden presentarse debido a las siguientes humedades existentes: 

En el arranque del muro: Aparece en el interior de las habitaciones de planta baja sobresaliendo del rodapié erosionando los revocos.

Sus orígenes pueden estar en el agua procedente de la lluvia que se

179

desliza por las paredes y a la que el viento empuja acumulándose en la base de la pared hasta introducirse; por arquetas defectuosas construidas o mantenidas. Estas se presentan en el exterior de forma parabólica; también, la retenida al investirse la pendiente de la acera cuando la edificación se asienta y las precipitaciones al rebotar contra la pared. 

En los paños: pueden ser debidas a la infiltración del agua que se desliza por el paramento exterior pueden estar relacionadas con la pérdida de los bajantes o su mala conexión.



Humedades a nivel de plantas intermedias: estas pueden aparecer en los muros dispuestos sobre la placa por causas, como por ejemplo: la capilaridad, pues la placa hace un papel análogo al de la acera en planta baja; conjuntamente con esto pueden aparecer además, en el techo de las habitaciones situadas bajo la placa, infiltrándose por el giro del techo con respecto al muro al ser solicitado a flexión, retracción o fluencia.



Humedades en los bordes de los huecos: éstas están relacionadas con las grandes manchas de humedades que aparecen antes de colocar los ventanales en los muros, sí antes de colocarlos, se producen precipitaciones, además pueden aparecer también por oquedades que quedan en las juntas entre las ventanas y el muro.



Humedades a nivel de la coronación del muro: Sus causas son similares a las tratadas en los paños ya que el alero hace el mismo papel que la acera en la planta baja.

LESIONES DEBIDAS A LA CAPILARIDAD. Estas lesiones se manifiestan por una franja, en ocasiones oscurecida por la humedad, y en otras coronada superiormente por el polvo medio blanco de las sales eflorescidas. Aunque de borde irregular, tiene anchura constante en los paños, disminuyendo en las esquinas por la evaporación a través de la otra cara del paramento. La altura de la franja suele oscilar entre 0.75 y 1 m. No obstante en calles sombrías y estrechas, por la falta de evaporación y aireación puede alcanzar varios metros de altura. Provocan también roturas

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en el revestimiento, hinchamientos y pérdida de adherencia, erosión y desconches sobre los revestimientos y despegue de pinturas.

2.5.8 Formas De Prevenir Y Erradicar La Humedad Por Absorción Ascendente En Muros.

La humedad por absorción ascendente no debe ser considerada patrimonio exclusivo de los edificios antiguos.

Este tipo también puede presentarse en obras recién construidas, lo que permite afirmar que la edad no es el factpr condicionante sino una agravante del problema. El profesor Ortega Andrade cuando aborda este tema formula las siguientes interrogantes ¿Es que el edificio nuevo no va a pasar a la historia?, ¿Es que nuestros edificios no van a cumplir treinta años?. Antes esta interrogantes cabe entonces formularse el problema y responder afirmativamente ambas preguntas. Por su parte, la realidad del fondo construido recientemente, enfatiza lo planteado y lo demuestra con ejemplos concretos.

La razón fundamental es el desconocimiento, el cual tiene su origen en la formación de arquitectos e ingenieros, en donde se les enseña cómo impermeabilizar la cubierta, pero no se incluyen temas sobre la protección de la obra ante el ataque de estos tipos de humedad. Es por ello que se insiste en la creación de una conciencia sobre la formación de obras potencialmente sanas. Cabe recordar, que un porciento importante de los problemas patológicos, surgen en la mesa de los diseñadores, y son ratificados por los ejecutores, y el caso de la humedad no es una excepción.

1. PROTECCIÓN DE OBRAS NUEVAS. Antes de pasar a conocer los métodos para sanear las obras afectadas por humedad por absorción ascendente, se debe conocer las vías para prevenirlas. Para ello basta con interrumpir la red de poros con la introducción de un material con estructura porosa carrada en la base de los muros, como pueden ser los morteros hidrófugos, láminas asfálticas, metálicas u otras o crear un dren cercano a la cimentación para alejar el agua de la misma. También modificando el menisco de los poros, con la 181

adición de sustancias hidrofugantes en los morteros, se evita que el agua ascienda, con lo que se reduce la componente vertical de la tensión superficial.

Figura 68. Colocación de barrera impermeable.

Esta membrana, como se observa en la figura anterior, se coloca entre la cimentación y la primera hilada de ladrillo o bloque, según sea el caso, tratando de evitar que las dilataciones o contracciones que esta pueda tener no afecten al material que conforma al muro y al revestimiento del mismo. Las formas correctas de colocación se pueden apreciar en el dibujo, teniendo en cuenta que debe ser escalonada a lo largo del muro, además en caso de existir diferencia de niveles entre el interior y el exterior se debe proteger la parte de muroque queda en contacto con el relleno de piso o con el terreno, evitando con ello la posible absorción lateral.

En el caso de la cimentación, ya sea de hormigón ciclópeo o armado, puede protegerse con la adición de productos hidrófugos, lo cual constituye una vía sencilla y muy eficaz, siempre y cuando la presión que ejerce el agua no sobrepase la oposición del preparado. Si el contenido de agua es pequeño bastará con un aglomerante previamente preparado con un aditivo hidrofugante, el cual se adicionará en el momento de la colocación del mismo, se debe tener un control riguroso en la dosificación y granulometría, así como en el adecuado vibrado.

Estos cimientos como aparece reflejado en los libros de Técnicas de Construcción, deben sobre salir por encima del nivel de terreno, por lo menos veinte centímetros (20 cm). Teniendo en cuenta estos aspectos antes citados, la humedad por absorción ascendente se hace casi nula.

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Estos hidrofugantes mencionados, pueden ser de superficie o de masa, los primeros se aplican como su nombre lo indica, en la superficie de las caras del cimiento; los segundos tienen la misión de hidrofugar la totalidad de la masa del material.

Cuando la humedad que reúna el terreno tenga magnitudes importantes, por muy hidrofugado que esté el hormigón, no se podrá garantizar la impermeabilización, por lo que sería conveniente aplicar un revestimiento superpuesto, como pueden ser: tiras termoplásticas, cartones impermeables, etc.

Figura 69. Colocación de la barrera impermeable

Figura 70. Escalonamiento longitudinal de la barrera impermeable

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MÉTODOS ANTIGUOS.

1. CÁMARA DE AIREACIÓN LATERAL (INTERIOR Y EXTERIOR).

La des humidificación en los muros afectados por la ascensión capilar comienza a tratarse desde la etapa de los romanos, desde entonces se crearon métodos que aliviarán este fenómeno en las estructuras murales.

Uno de los antiguos es la cámara de aireación lateral, la cual consiste en introducir un contramuro en la parte interior o exterior de la construcción.

La eficacia de este método es cuestionable, pues con ella sólo se garantiza una circulación de aire, que podría garantizarse sin la existencia de este contramuro, esta pared no debe tener contacto con el muro dañado, debiendo poseer orificios en la parte superior con el objetivo de que los gases puedan salir al exterior. En muros que dividen espacios interiores este método no se debe utilizar pues el vapor saturado pasaría al espacio del otro local, enrareciendo el ambiente.

Este método sólo sirve para ocultar la humedad ascendente, pero mantiene el grado de insalubridad del local, su mayor uso se encuentra en locales ubicados en sótanos, pero al igual que en el resto no erradica la causa.

Como se dijo anteriormente esta forma fue muy usada por los romanos en iglesias y palacios y fue precisamente en sus obras donde se comprobó su ineficacia. Entre las variantes de cámaras la que se realiza por la parte exterior de la edificación es la más efectiva ya que con ella se aumenta la superficie de aireación lateral disminuyendo la altura capilar, esto por supuesto que no extrae el agua contenida en la masa de muro, no siendo del todo efectiva. Algo muy importante es la ventilación de la cámara, siendo ideal que esté en contacto directo con el aire de la atmósfera exterior. De no ser posible, se deben utilizar otros medios, como pueden ser grandes rejillas de un metro de largo, como mínimo, cada cuatro de intersticios.

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Figura 72. Camara de aireación

Debe aclararse una vez más, que si la humedad proviene de la cimentación, esto sólo se resuelve el problema de la absorción lateral. En cuanto a esta solución, deben utilizarse contramuros ligeros, dotándolos de estribos para transmitir los empujes hacia el muro de carga. La cara exterior o que está en contacto con el terreno debe ser aislada con un material de fácil aplicación y reconocido poder aislante, como por ejemplo, el alquitrán. La cámara de aire podrá tener un ancho entre diez y quince centímetros (10 – 15 cm). Si existe humedad procedente del cimiento, se puede combinar con pequeños orificios horizontales, cuyo espesor puede estar entre ocho y doce centímetros (8 – 12 cm).

La efectividad de esta variante depende de cuatro factores fundamentales: 1. Evitar el contacto con la pared húmeda, de tener que producirlo cuidar de aislar la superficie de contacto con algún material aislante e impermeable.

2. Aislamiento de la base.

3. Lograr que la superficie del contramuro sea continua.

4. Ventilar el intersticio, provocando una corriente de aire, que extraiga el vapor hacia el exterior.

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2. REDUCCIÓN DE LA SECCIÓN ACTIVA. ARCOS DE AIREACIÓN. MÉTODO KOCK. A este tratamiento se le conoce por el nombre de "Método Kock", debido a que fue dicho arquitecto quien lo creó y utilizó en sus prácticas de desecación de muros. Como método es bien laboriosos y delicado, debido a que con él se cambia la forma de trabajo del muro, pasando de una distribución uniforme y distribuida de las cargas, a una concentrada o puntual. Para ello es necesario descargar totalmente el elemento sobre el que se vaya a actuar por medio de apuntalamiento. Posteriormente se realizan arcos lineados en la base del muro, los cuales deben tener un replanteo previo muy cuidadoso. Antes de labrar los arcos con los ladrillos, es necesario impermeabilizar los puntos de descarga, lo cual puede realizarse por medio de mortero hidrófugo, lámina de base asfáltica u otro similar.

A continuación se realizarán los arcos, vaciando las zonas de muro definidas por el intradós de los arcos y la horizontal de los estribos. La parte inferior u horizontal del vano se enfoscará con un mortero pobre de arena gruesa, para que el agua que pueda ascender pueda aflorar fácilmente, aunque en esta zona es preferible dejarla sin ningún tratamiento. La parte superior o formada por el intradós se puede revestir con mortero hidrófugo, para evitar la absorción del vapor del ambiente.

Este método como se dijo anteriormente fue utilizado por Kock en iglesias romanas, en donde rescató los frescos existentes en los muros dañados, ejemplo de ello son los frescos de la iglesia de San Luis de los Franceses.

3. SIFONES ATMOSFÉRICOS (KNAPEN).

El creador de este método es el profesor belga M.A. Knapen, el cual consiste en la creación de orificios alineados en la base del muro. El método según el profesor Ortega Andrade se basa en: la diferencia de presión de vapor entre el aire saturado y otros menos saturados, fluencia del agua del muro hacia la superficie lateral de los taladros por descompresión capilar, llegada y circulación del agua y del aire no saturado a la superficie interior del sifón por la acción osmótica y diferencia de densidad, respectivamente, y circulación por diferencia térmica.

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Las dimensiones y distribución de estos sifones son treinta centímetros de profundidad (30 cm), separados entre sí a una distancia de treinta y cinco centímetros (35 cm) como máximo, colocados con una inclinación de 15 grados (15°) con la horizontal del muro.

Aunque una parte de la bibliografía relacionada con la temática, lo da como un método efectivo, no existe una referencia de su comportamiento en obras realizadas, sin embargo hay que agregar que en un país con un clima tropical húmedo como el de Cuba, con riesgos muy altos de humedad relativa, es poco probable que en una cámara de aire que se genera en el sifón no esté cargada de vapor, por ende puede producirse el proceso inverso al que se supone, en ese caso, en vez de desecarse el muro puede aumentar su contenido de humedad. Un ejemplo de ello lo son diferentes edificaciones ubicadas en el Centro Histórico de La Habana, en las cuales sucedió algo similar a lo que se planteó anteriormente, aunque es justo reconocer que se desconoce la calidad y rigor con que se aplicó este método.

4. BARRERA ESTANCA. Con la utilización de la barrera antihumedad, como la llama una parte de la literatura, lo que se trata es de interrumpir la red de capilares por la cual asciende el agua en estado líquido o en forma de vapor, es por ello que se considera una forma radical de combatir a la humedad. La ubicación de ella debe ser en el arranque del muro, a la menor distancia posible del suelo, la cual dependerá del equipamiento y herramienta que se emplee.

Un aspecto fundamental en este método es lo laborioso que es, no por la introducción del material aislante, sino por lo engorroso que es el corte del muro. Para la creación de este corte, Giovanni Massari, en su libro "Desecación higiénica de los locales húmedos" recomienda el uso de un alambre helicoidal de acero sobre unas poleas horizontales que discurren paralelas a ambos lados de la pared. Este proceso es similar al que se ejecuta en las canteras para el corte del mármol. La altura de la abertura es de aproximadamente cinco milímetros (5 mm), en la cual se introduce el material que constituirá la barrera anticapilar. El propio Massari propone una mezcla de betún caliente extendido sobre una malla muy tupida de las 187

conocidas como tela metálica de mosquitero, plantea además que el corte debe ir a unos 55 cm delante del relleno asfáltico. El rendimiento de los operarios era de un metro de longitud cada cuatro horas.

Otros textos proponen una argamasa de resina poliéster, polvo de mármol y arena fina. El uso de este tipo de resina como impermeabilizante es muy ventajoso desde el punto de vista estático, por las propiedades elásticas del material. Otra forma más avanzada de cortar el muro es a través de una máquina que a la vez que ejecuta esta acción lleva a cabo la introducción de la lámina impermeable, es el caso de la producida por EDIL COMER o EDIL SANA.

SISTEMAS ACTUALES. 1. SISTEMAS ELÉCTRICOS. Los sistemas eléctricos se han empleado desde hace mucho tiempo, aunque en la actualidad se siguen perfeccionando, teniendo una amplia diversidad de aplicaciones, aunque en honor a la verdad donde se ha empleado con mayor éxito es en la consolidación de suelos. Un ejemplo de ello lo constituye el método empleado por el arquitecto polaco Cobertowitz en la Catedral de Pozdan, en la cual inyectó silicatos alcalinos en el suelo, sometiéndolo posteriormente a corriente eléctrica, convirtiendo el mismo en una roca. Actualmente se emplea en la torre de Pisa, en Venecia.

Su aplicación en las construcciones se reduce al empleo de un circuito creado por medio de un ánodo de hierro introducido en la tierra y un cátodo de cobre en el muro, los cuales se conectan por un conductor de cobre. Con esto se cierra el circuito de manera tal que, potenciando la diferencia de potencial, los electrones circulen del ánodo al cátodo por fuera del muro, a través del cable de conexión, y regresan del muro al suelo por el material de construcción.

Esta electroósmosis se puede activar con una fuente exterior, lo cual es utilizado en la industria para secar granos, etc., pero en la construcción se ve limitada por el consumo de energía que genera, la cual debe ser constante, pues de lo contrario volverá a producirse el fenómeno de la ascensión capilar. En el caso de la pasiva la diferencia de potencial se produce por la utilización de electrodos de diferente material, o lo que es lo 188

mismo, por un sistema electro galvánico. Esta se empleó con gran profusión en países como el Reino Unido, Alemania, Rusia, etc., los que confeccionaron una rejilla de cobre para emplearla como cátodo. Otra forma es conectar un conjunto de electrodos de cobre con una pica de hierro hincada en el terreno.

La distancia a que se coloca varía en función de las propiedades del muro y del grado de humedad, aunque las medidas promedios utilizadas son entre 60 y 85 cm según la bibliografía, los electrodos de cobre se introducen en el muro a una profundidad igual al espesor del elemento más cinco centímetros aproximadamente. Por ejemplo, Andrade recomienda para un muro de un metro de espesor, deben realizarse agujeros de 50 ó 55 cm de profundidad, distanciados a 70 cm entre ellos y alineados en la horizontal a 50 cm del nivel del suelo. Otra disposición es poner dos filas de huecos, alternados, separadas entre sí a una altura de 60 cm y despegadas del suelo a 30 cm.

Unido a esta electroósmosis se emplea la electroforesis que no es más que la inyección de una sustancia sensible al movimiento que se produce en el campo eléctrico creado, las partículas desprendidas se alojan en los poros, colmatando a esa área creando con ello una barrera estanca al pie del muro. Para la selección de la sustancia se debe contar con especialistas químicos, aunque el suizo J. Traber ha experimentado con foresita (arcilla de pequeños coloides).

2. SISTEMA RAEM. Este no es más que un sifón atmosférico el cual introduce el principio del anterior y basa su funcionamiento en el efecto osmótico que proporciona la arcilla de que se fabrican los llamados ladrillos Raem, sobre los que se conoce han sido empleados en Islas Canarias, España.

La profundidad que se ha empleado es hasta dos tercios del espesor el muro, no obstante puede reducirse hasta la mitad. Es bueno aclarar que aunque en este caso se fuerza la salida del agua por el campo eléctrico creado aún siguen las interrogantes en los climas húmedos.

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3. BARRERAS QUÍMICAS. Los sistemas de inyección química tienen como función introducir productos en la red de poros para modificar el comportamiento de la humedad cambiando el menisco de la superficie de los mismos. Estos productos hidrófugos deben crear una barrera repelente al agua en forma líquida y las sales que ella transporta, permitiendo el paso del vapor. Como sustancia pueden ser parafinas, jabones metálicos, siliconas, estearatos de aluminio, silicato sódico o potásico y vidrios solubles por citar varios casos.

Es bueno señalar que es imprescindible consultar a especialistas pues esos productos pueden generar otras lesiones, a veces más dañinas.

Esta inyección puede hacerse a baja o alta presión, se pueden utilizar compresores de 6 a 8 atmósferas. Como se puede deducir en este caso el inconveniente principal es la máquina y en el de baja es la lentitud que adquiere el proceso. Lo importante en cualquier caso es lograr la máxima penetrabilidad, bañar lo más homogéneamente posible al muro en todo su espesor y una vez transportada la sustancia, favorecer el agua que se empleó como vehículo.

Para la inyección se utilizan taladros de 10 a 15 mm de diámetro, con una profundidad de igual a dos tercios el espesor del muro y una inclinación próxima a los treinta grados respecto al plano horizontal. Estarán distanciados entre 16 y 23 cm, dependiendo de la porosidad del material, separados del suelo a 30 cm y formando triángulos equiláteros de 20 cm de lado. En el caso de baja presión, la distancia de la boca del orificio a la base del depósito del líquido debe ser igual o superior a 60 cm, con lo que se crea una columna de líquido que genera una presión hidrostática adecuada para que penetre un líquido, preferiblemente de bajo peso molecular. Se puede concluir el proceso cuando aparezcan manchas en la cara opuesta a la inyección.

Como resumen a estos métodos para deshumidificar los muros, es oportuno decir que después que se impida la ascensión del agua se deben desvestir los muros ya sea por medios de la ventilación natural, forzada o el secado por temperatura, para finalmente revestirlos con morteros de alto grado de permeabilidad al vapor de agua, evitando aquellos que puedan constituir barreras estancas. Para ello el profesor Ortega Andrade propone los siguientes morteros: 190

Tabla 15. Morteros

Procedimiento para la ejecución de la conservación de fachadas con patologías: 1. Retirar el revestimiento de la zona de muro en donde se va a efectuar el corte hasta diez centímetros por encima del nivel de la ranura (por lo menos treinta centímetros por encima del nivel de humedad).

2. El corte debe hacerse conjuntamente con las operaciones tres y cuatro, para evitar que el muro o elemento se dañe y debilite.

3. Introducir las láminas conjuntamente con el mortero, las que deben sobre salir por lo menos tres centímetros. Las láminas deben estar superpuestas para garantizar la continuidad del aislamiento.

4. Insertar cuñas de metal una vez efectuado el corte, para impedir que la abertura se pueda cerrar.

2.6 Patología de estructuras de madera. principios básicos de actuación 2.6.1 Introducción

La madera es el material de construcción más antiguo que se conoce. El hombre prehistórico lo empleó para construir chozas y tiendas, que con las cuevas, le sirvieron para protegerse de la intemperie y de las fieras y además aprovechó con estos fines las copas de los árboles para construir sus viviendas. Igualmente construyó con madera poblaciones lacustres, cuyos restos hallamos hoy.

El bohío es una típica construcción leñosa en la que la palma real (Reystonea Regia) es el material principal, sin embargo, este árbol no es considerado como maderable, aunque algunas veces se ha usado como pilote por ser resistente al teredo.

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Las obras arquitectónicas que fueron construidas con piedras, cuyos restos han llegado hasta nuestros días por ser la piedra un material más duradero, acusan la derivación más o menos directa de las construcciones de madera.

El uso que se ha dado a la madera durante siglos obedece a lo siguiente: se obtiene fácilmente y es menos costosa que la piedra o los metales, se labra con facilidad, excepto las muy duras, tiene gran resistencia a la compresión, tracción y cortante teniendo en cuenta su poco peso, que es otra ventaja, es mala conductora del calor y de la electricidad.

Contra esas ventajas tiene los siguientes defectos: es combustible, los cambios higrométricos la hacen cambiar de volumen y resistencia y como material orgánico que es, se puede descomponer y ser atacada y destruida por organismos vivos; aunque estos defectos actualmente se pueden eliminar con tratamientos específicos.

Puede considerarse como un defecto su falta de homogeneidad e isotropía.

2.6.2 Definición.

Se entiende por madera, desde el punto de vista constructivo, el tronco y las ramas gruesas de los árboles. Hay una clasificación comercial universalmente aceptada que es la siguiente: madera blanda para las coníferas y madera dura para las dicotiledóneas.

Construcción de madera.

Una construcción de madera es aquella en que los elementos constitutivos de la misma son de madera. Pueden emplearse otros materiales para reforzarla o protegerla. La madera puede también formar parte de otras clases de construcciones.

2.6.3 Aplicaciones De La Madera A Las Construcciones

La madera es un material que tiene una gran cantidad de usos en las construcciones que varían desde elementos estructurales hasta ornamentales.

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Tabla 16. Principales aplicaciones de la madera en la construcción.

LA MADERA COMO MATERIAL. Las propiedades de la madera son muy variables, dependen de sus características intrínsecas (especies), ambientales y de otros factores, tales como: contenido de humedad y permanencia de las cargas, además es un material no homogéneo, anisótropo, y combustible. Las variaciones de volumen por cambios de humedad son un factor importante.

En el término madera se incluyen la madera natural en rollizos o escuadras y las que pudiéramos llamar industrializadas, como son: la contrachapada (plywood), la encolada (glud-laminated timber) y la de virutas o fibras unidas por un adherente y comprimidas.

2.6.4 Uniones.

Las maderas escogidas para realizar un determinado trabajo no siempre tienen la longitud, ancho y espesor requeridos. En algunas construcciones de madera es necesario unir dos o más piezas mediante clavos, tornillos, cola, etc.; o bien realizar vaciados que originan cajas o mortajas en unas piezas, y espigas, mechas, o espigones en otras. El trazado y ejecución de estas uniones es cosa delicada, y requiere de gran precisión.

Puede afirmarse que gran parte del éxito o fracaso en la carpintería y ebanistería estriba en la exactitud de estas operaciones.

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Las uniones de las maderas pueden ser de tres tipos: 1. Acoplamientos: Unión de piezas entre sí por sus caras o por sus cantos, de modo que ajusten exactamente.

2. Empalmes: Unión de dos piezas por sus extremos, en el sentido de su prolongación. Suele hacerse para obtener maderos de larga dimensión.

3. Ensambles: Unión de piezas formando ángulos con piezas rectas o curvas.

Para unir las piezas de madera se hacen cortes especiales en las piezas, que a veces se refuerzan con pernos o con conectores. Hay una gran variedad de uniones.

Como las propiedades resistentes de la madera son diferentes según la dirección de las fuerzas con respecto a la de las fibras, y como esto sucede en los puntos de unión, el diseño de las uniones debe ser cuidadoso y además son los puntos más vulnerables en lo que a durabilidad de la construcción se refiere.

Figura 71. Empalmes y ensambles

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FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DETERIORO DE LA MADERA. El deterioro de los elementos o construcciones de madera está asociado a un grupo de factores desencadenantes que se reflejan en la tabla.

Tabla 17. Factores que intervienen en el deterioro de la madera.

A continuación se describirán los principales elementos de madera que hay en las construcciones, haciendo énfasis en las lesiones o deterioros fundamentales que se presentan en los mismos y en las formas más comunes para asumir su reparación. Los elementos en cuestión son: 1. Dinteles y vigas.

2. Columnas.

3. Techos y forjados horizontales.

4. Techos inclinados.

5. Pisos.

6. Escaleras.

7. Puertas y ventanas.

2.6.5 Dinteles y Vigas

Los dinteles son generalmente de una sola pieza y las vigas son de gran longitud, por lo que se pueden empalmar varias piezas si la sección longitudinal es insuficiente. También se pueden unir lateralmente varias

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piezas de menor sección. En pórticos se puede emplear madera encolada que permite cierta curvatura en la unión con la columna.

En algunos casos las vigas de madera se revestían con mortero o masilla con el objetivo de ocultar el material estructural. Una gran parte de estos revestimientos con el tiempo se desprende.

Lesiones o deterioros.

Los deterioros principales que se presentan son: grietas longitudinales cerca de los apoyos y verticales en el centro de la luz.

La pudrición y ataque por organismos se produce principalmente en los apoyos por la humedad y por la falta de ventilación, y en el centro, por tracción.

Tratamiento.

La reparación de las grietas se hace colocando planchas metálicas o de madera dura a ambos lados unidas por pernos.

Los desperfectos por pudrición en los apoyos se reparan colocando ménsulas o tornapuntas. Los sistemas de protección pueden impedir la propagación de los elementos destructores.

Cuando en las vigas en buen estado se producen flechas excesivas que comprometen su estabilidad, se puede formar con tensores de acero una viga armada de simple o doble pendolón.

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Figura 72. Reparación de vigas

El empleo de acero conjuntamente con la madera no ofrece ningún problema a la estructura ya que estos son materiales perfectamente compatibles. En estas soluciones es importante que los pernos queden bien apretados para garantizar la fricción adecuada entre la madera y el acero.

2.6.6 Columnas

Las columnas son de sección cuadrada, rectangular o circular de una sola pieza, o empalmadas con planchas y pernos, empleando cuatro planchas en las primeras y tres en las de sección circular; en las arquitectónicas el ensamble se hace con espiga. Los pilotes de madera se empalman también con planchas y pernos o con tubos de acero. La sección de la columna puede estar formada por varias piezas unidas con pernos.

En la parte superior de las columnas y debajo de las vigas que se apoyan en ella se colocan algunas veces sopandas y jabalcones (tornapuntas) que dan rigidez a la unión.

Lesiones o deterioros.

En algunas columnas antiguas de madera la base era una piedra con un hueco central en el que se introducía la columna, esto la protegía de la humedad. Las lesiones que se presentan son las típicas de la madera.

197

Fundamentalmente los deterioros se producen por la humedad en la base o el capitel, o por la acción de organismos xilófagos.

Tratamiento.

Es análogo al de las vigas.

2.6.7 Techos

1. TECHOS Y FORJADOS HORIZONTALES. Aunque ya estos techos fueron estudiados en actividades anteriores se hará un breve resumen de las principales características y deterioros de los mismos.

Estos techos y forjados que se emplean también en otros tipos de construcciones, como las de fábrica. Están formados por viguetas de madera de sección cuadrada o rectangular (el cuadrado es el rectángulo de mayor área que se puede inscribir en un círculo, sin embargo, el de mayor resistencia a flexión es el que tiene una relación de lados de 5:7 y el de menor flecha tiene la relación 4:7), y tablazón clavada con listones en las juntas. Algunas veces se sustituye la tablazón por rasillas o losas de barro, a este tipo se le llama de "losa por tabla".

Las viguetas se apoyan en vigas que se empotran en los muros, al hueco donde se empotran se le llama fogonadura y por extensión al extremo de la viga. Algunas veces se aísla el extremo de la vigueta de la fábrica que forma los muros, con losas de barro o se deja el espacio libre; en otros casos las viguetas se apoyan sobre las ménsulas corridas soportadas por el propio muro. En los edificios coloniales a veces se decoraba el sofito.

Los balcones y aleros se construyen prolongando las viguetas del techo o colocando barras de acero cuadradas empotradas en el muro con o sin tornapuntas o canes. Cuando las viguetas tienen gran peralto en relación con el ancho se colocan piezas diagonales entre ellas.

Los techos horizontales se cubren interiormente, algunas veces con falsos techos formados por listones de madera separados y cubiertos con yeso, con planchas de cartón y yeso u otros materiales. En estos casos se deben dejar huecos de ventilación en el techo.

Lesiones o deterioros.

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Las lesiones más comunes se presentan en las fogonaduras donde la humedad y la oscuridad favorecen el desarrollo de los organismos que destruyen la madera. También se produce con frecuencia el deterioro de la tablazón, la cual se pudre por la acción de la humedad.

Además, se pueden producir grietas por esfuerzo cortante horizontal o fractura por tracción y por flecha excesiva. El corte inclinado del extremo de las viguetas impide, si estas fallan, que se afecte la estabilidad del muro superior.

Los desperfectos en los sistemas de impermeabilización de las cubiertas como: tupición de los bajantes pluviales, defectos en su embocadura etc., facilitan el paso del agua hacia el techo.

Tratamiento.

La reparación de estos techos cuando se han destruido las fogonaduras, es colocar vigas adosadas al muro apoyadas en ménsulas empotradas en los mismos, lo que corrientemente se llama "amadrinar". La forma de proceder y las soluciones a emplear es análoga a la de las vigas.

En caso de existir muros o tabiques divisorios paralelos a las viguetas y de no menos de 0.15 m de espesor, es más ventajoso colocar la nueva viga separada del muro de carga, de modo que apoye a las viguetas a una distancia de la pared de carga aproximadamente igual a 1/5 a 1/6 de la luz de la vigueta, y empotrando las nuevas vigas en las paredes o tabiques paralelos a las viguetas haciendo en estas un hueco mayor que el requerido por la viga y que se rellena, una vez colocada la nueva viga, con hormigón de gravilla que debe rodear y aprisionar a dicho elemento, constituyendo lo que vulgarmente se conoce como "muerto". De esta forma se evita que la viga agriete la pared por la acción del cortante y tracción diagonal que origina la reacción concentrada de la nueva viga de apoyo. Por último, todas las viguetas deben calzarse con cuñas de madera dura para hacer entrar en carga las nuevas vigas colocadas.

Las grietas si son pequeñas se cubren con planchas de acero atornilladas, si son grandes se debe sustituir la vigueta y si son muchas las vigas afectadas colocar vigas intermedias normales a ellas, donde se apoyen las viguetas para reducir la luz y formar un entramado.

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Figura 73. Vigas intermedias para reducir la luz.

En el caso de la tablazón podrida debe ser sustituida por tablas que se encuentren en buen estado.

2. TECHOS INCLINADOS. Los techos inclinados de madera pueden ser a una o más aguas. a) Los de una agua, generalmente de poca pendiente (la pendiente la determina la clase de material de cubierta, para tejas criollas: 30 grados aproximadamente), están formados por vigas de madera que se apoyan en vigas del mismo material (solera o ristral) o en muros que tienden a abrir debido a los empujes horizontales que ocasionan. Cuando se dan cortes apropiados en los extremos de las vigas de manera que las reacciones sean verticales, no se producen empujes. Sobre las vigas se coloca la tablazón y sobre esta la cubierta de tejas criollas (árabes) y francesas, papel de techo y planchas onduladas de fibrocemento o hierro galvanizado. En resumen constan de una sola vertiente con caballete, alero, dos hastiales y un muro trasero elevado. b) Los techos inclinados de dos o más aguas Techos inclinados a dos aguas: Consta de dos vertientes que suelen tener igual pendiente.

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Figura 74. Elementos que formas la cercha o cuchillo y el entramado de la cubierta.

Están formados por cerchas o armaduras trianguladas, lo que las hace estáticamente indeformables. La más simple está formada por dos vigas inclinadas (pares o cabios) y una viga tirante con o sin viga en la cumbrera.

Cuando las luces se incrementan es necesario colocar elementos intermedios (nudillos) que ayuden a acortarlas, es así como surgen los techos de pares y nudillos. Conforme aumenta la luz, es necesario hacer varios triángulos combinados y así se forman las cerchas o armaduras (cuchillos).

Los techos a dos o más aguas pueden ser de doble o de simple friso.

Se enrasaba el muro, se colocaba la solerilla, posteriormente se colocaban los canes y luego los tirantes y sobre ellos las soleras. En las soleras se apoyaban los pares. En estos techos la unión entre los elementos se garantizaba a través del ensamble que se producía entre sus piezas independientemente de que después se colocaran clavos o tornillos.

La pendiente de estos techos está en el orden del 60 al 70% para favorecer el buen drenaje de las aguas y evitar el corrimiento de las tejas.

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Las secciones de las soleras eran relativamente pequeñas debido a que tienen muy buen asiento.

Por lo general se empleaban tirantes pareados y no simples. La razón por la cual se hacían los tirantes pareados era para realizar el empate de las soleras que eran constituidas por tramos. De esta forma un tirante soportaba un tramo de solera y el otro, el otro tramo de solera.

En ocasiones se colocaba la solera directamente sobre el muro, aunque esto no era lo usual. Sobre los pares se colocaban los tapajuntas y sobre estos las tablas. Los tapajuntas se espaciaban entre 40 y 45 cm entre ejes debido a que ese era el ancho de las tablas.

Sobre el nudillo extremo actúan presiones horizontales transversales producidas por los faldones y las limas y es por esto, que ese nudillo se vincula con el siguiente a través de elementos transversales llamados ligaduras.

En el siglo XIX se construyeron, principalmente en Europa, grandes estaciones de ferrocarril y salas de exposiciones que requerían grandes luces, esto dio origen a muchos tipos de cerchas. Estas cerchas requerían grandes tirantes que al atravesar el espacio reducían la altura útil y no eran estéticos; se creó lo que se llamó "repulsión al tirante", que culminó con lo que se llama cercha Dion que es realmente un pórtico triarticulado con tirante bajo tierra.

Un tipo interesante es la cercha inglesa de tijera (scissor truss) que empleó el arquitecto Gustavo Botet en el restaurante "El Conejito", en la Habana.

En otros tipos de cercha el tirante se eleva y toma la forma poligonal.

Muchos de estos techos tienen falso techo que cuelga de las cerchas y se aprovecha el espacio interior.

En algunas de las cerchas simples se construye un falso tirante (el tirante principal es de madera, y a veces doble y cuadrales en las esquinas) y sobre él un entablado con piezas entrelazadas y decoradas llamados alfarjes; es típico en muchos techos cubanos de la época colonial.

Sobre las cerchas, y generalmente en los nudos, se colocan las correas que arriostran las cerchas entre sí, además de tornapuntas entre el pendolón y la cumbrera que soportan la tablazón y la cubierta.

202

Algunas veces se construyen buhardas en los faldones para dar luz y ventilaciรณn a los desvanes, especialmente en las armaduras Mansard. Se puede sustituir el tirante de madera por una barra de acero fijada a la solera y con manguito.

Figura 75. Techos inclinados a dos aguas.

203

Figura 76. Techos de par y nudillos. Planta

Cubierta con faldones: Esta cubierta es de cuatro aguas, debido a que se han evitado los hastiales. Para ello se dispone un alero continuo en todo el contorno de la planta, con otros dos planos llamados faldones, que cortan las dos vertientes segĂşn lĂ­neas salientes o limatesas, las cuales concurren en el nudo del caballete.

Figura 77. Cubierta con faldones.

Tabla 18 Pendiente o inclinaciĂłn propuesta para las cubiertas

204

Para pendientes en las cubiertas sheds o en diente de sierra, a la vertiente más inclinada se le dan de 60°a 67° sobre la horizontal; al ángulo superior; y a la vertiente menos inclinada, de 30° a 23°.

Figura 78. Cubiertas sheds o en diente de sierra.

c) Los techos cupulares se construían en edificaciones o locales de las mismas de gran importancia o que mostraban una gran riqueza y aparecen al ampliar el número de faldones del techo. De esta forma se puede encontrar este tipo de techos en iglesias, grandes salones de recreo, etc. En su mayoría estaban cubiertos por un techo de parhilera que es el que interactua con el exterior. Los techos cupulares pueden ser de base ortogonal o cuadrada y tener tres, cuatro, seis, ocho o 12 faldones.

En este tipo de techo todos los elementos van a un punto central en la parte superior de la cúpula. Solían encontrarse en locales de forma cuadrada o aproximadamente cuadrada. Puede ensamblarse también en los extremos de los locales de techos de par y nudillos.

Lesiones o deterioros.

Los puntos vulnerables son las juntas especialmente en las de los apoyos y en éstas, a veces, se construían sopandas; toda esta madera es susceptible de destruirse por la humedad y por organismos que atacan la madera. En las armaduras simples los pares o cabios se apoyan en las soleras que como están apoyadas en los muros sufren análogos desperfectos.

Los desperfectos en el material de la cubierta y las obstrucciones en los canales de desagüe facilitan el paso del agua hacia el techo.

En la mayoría de estos techos se producen los fallos en la unión entre tirante y solera producto de los empujes que se ejerce la solera sobre los tirantes.

El deterioro producido en la madera producto, fundamentalmente, de la humedad ocasiona desajustes en la unión entre la solera y el tirante que 205

provocan desplazamientos de estas piezas y crea el ciclo clásico de deterioro de la cubierta. Esto ocurre fundamentalmente cuando los techos no han recibido un adecuado mantenimiento.

Existe una variante entre el techo plano y el inclinado que es llamado colgadizo que se apoya sobre un muro en uno de sus lados y en una hilera de columnas o pies derechos en el otro.

Figura 79. Punto vulnerable a la humedad en techos inclinados

En estos puntos producto de la humedad puede producirse un deterioro notable en la solera que puede producir el fallo de las mismas.

Otra lesión que puede presentarse es la fractura local de piezas que por lo general está motivada por la colocación de piezas con problemas o por la aparición de cargas que no fueron previstas.

Otro fallo que puede ocurrir es el hundimiento del can o ménsula producto de la pudrición de la solerilla o asentamientos del muro que generan desajustes en los techos que favorecen la penetración del agua.

Hay fallos que ocurren por errores constructivos o intervenciones inadecuadas que pueden ocasionar problemas graves a los techos: Ejemplo: Cuando los empates de las soleras se producen en puntos inadecuados.

Otra causa que produce lesiones en los techos de madera es la combinación de la madera con otros materiales inadecuados porque se puede producir una aceleración del deterioro de la madera.

206

Ejemplo: El empleo de hormigón para envolver a la madera.

Otra causa de deterioro puede ser cambiar el sistema de cargas que había sido previsto para un techo determinado.

Ejemplo: Apoyo o apuntalamiento del techo exterior sobre el techo en forma de cúpula o bóveda, lo cual produce cargas concentradas sobre las mismas que ocasionarán fallos en estos techos exteriores.

Los desperfectos en el material de la cubierta y las obstrucciones en los canales de desagüe facilitan el paso del agua hacia el techo.

Tratamiento.

La reparación de estos techos es análoga a la que se indicó para los techos horizontales o planos, pero más difícil de realizar; a veces es necesario apuntalar la cercha.

Como la causa fundamental de deterioro de estos techos es la pérdida de vínculo entre la solera y el tirante habrá que intervenir en la mayoría de los casos sobre estos elementos.

Cuando las soleras se encuentren en buen estado se pueden colocar tirantes de acero para tomar las tracciones que debía tomar el tirante de madera.

Figura 80. Tirantes

Los tensores metálicos generalmente se colocan ocultos y se mantienen entonces los tirantes de madera como elementos estéticos solamente.

Además suele colgarse el tirante original del nuevo para que este último sustente su peso.

En ocasiones cuando no se puede emplear la madera para restituir la solera, pueden emplearse las soleras de hormigón.

207

La dimensión de la solera de hormigón es por lo general similar a la dimensión que tenía la solera de madera original. Siempre que la solera pueda ser sustituida por otra de madera la solución será mejor que en con cualquier otro material.

Figura 81. Solera

Solera de hormigón Par Tirante de acero Murete para dar asiento a la solera Tirante de madera. Siempre que se pueda evitar desmontar el techo para realizar la intervención, debe evitarse ya que es muy difícil que las piezas puedan encajar unas con otras si se les cambia de posición debido a que originalmente fueron talladas una a una en los talleres.

Otra solución puede ser la de convertir el techo de par e hilera en techo de par y nudillo. Para dar esta solución pueden emplearse elementos metálicos como perfiles laminados, etc.

Figura 82. Techo

208

2.6.8 Pisos

El material de los pisos era antiguamente: madera, mármol y baldosas de barro cocido rojas; modernamente se usan las baldosas hidráulicas que imitan al mosaico. Las baldosas de mármol o barro se colocan sobre una capa de material análogo al enrajonado pero de poco espesor, con mortero o sobre una capa de arena y se rellenan las juntas con lechada de cemento.

En los pisos de madera se colocan las tablas machihembradas sobre durmientes separados 40 cm, que se fijan a la tablazón. Algunas veces estas tablas se cubren con otras de madera fina formando dibujos (parquet).

También se emplea el terrazo. En el exterior se emplean "losas isleñas o de San Miguel", pizarra, adoquines de granito o madera, "chinas pelonas", terrazo y losa de hormigón con acabado de mortero fino.

En los pisos sobre rellenos, los desperfectos se producen con frecuencia por material de relleno inadecuado o por insuficiente compactación.

En algunos puentes el piso es de madera, y se emplean además tablones de rodadura.

Lesiones o deterioros. Tratamiento.

Los desperfectos y reparaciones son análogos a los de las cubiertas, techos o forjados.

2.6.9 Escaleras

Las escaleras de madera pueden ser de tramos o helicoidales. Las primeras están formadas por dos vigas inclinadas llamadas zancas, en las cuales si se apoyan los peldaños, se llaman cremalleras y si se empotran, limones; en las helicoidales los peldaños se empotran en una columna vertical llamada núcleo o nabo.

Algunas veces se unen exteriormente los peldaños con tablas.

Lesiones o deterioros.

Los deterioros que generalmente se producen son: agrietamiento de las zancas en las proximidades de los apoyos, pudrición en el apoyo inferior y desajuste de los peldaños a las zancas; también se produce el desgaste o rotura de las huellas.

209

Tratamiento.

Las reparaciones son las típicas de las obras de madera: reforzamiento de las partes agrietadas con planchas de madera o metálicas unidas con pernos, o sustitución de las partes deterioradas mediante unión, en igual forma a las partes sanas.

2.6.10 Puertas Y Ventanas

Las puertas principales están constituidas por una armazón cuadricular de piezas de madera, a la cual se clavan tablones con clavos de bronce en unos casos, y en otros, se colocan recuadros ricamente decorados; algunas tienen postigos. Las puertas interiores son también de tablas formadas por un bastidor y tableros espigados. Las ventanas son vidrieras o persianas con una puerta posterior (contraventana).

La contraventana se ha sustituido por la llamada persiana francesa, que es un postigo sobre la persiana y en las de tableros se emplea la madera contrachapada. Los herrajes pueden ser simples: goznes o bisagras, fallebas y españoletas, cerrojos y cerraduras con grandes llaves o la cerrajería moderna. Los marcos de las puertas y de las ventanas se colocan en las mochetas de los muros o se unen a estos con grapas o clavos, y en las puertas de las cocheras se colocan guardacantones de hierro.

Lesiones o deterioros. Tratamiento.

Los desperfectos y la reparación son los típicos de las obras de madera. Las patas de los marcos se deterioran generalmente en la base y se reparan enzancándolo. La pintura es una protección muy efectiva en las obras de madera.

PROTECCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE MADERA. Los medios de protección de la madera tratan de alejar o destruir la fauna o flora nociva; pueden ser químicos o mecánicos.

Los químicos son:

210

1. Disoluciones acuosas de cloruro de cinc, de cinc y cromo, cromo y cobre, y sales arseniosas; algunas de estas sales protegen contra el fuego (estas disoluciones no se pueden emplear cuando la madera está bajo el agua).

2. Aceite de petróleo con pentaclorofenol de cobre.

3. Creosota, muy eficaz aún bajo el agua, pero de olor y color desagradables y no se puede pintar sobre ella.

4. Pinturas.

Estas sales disueltas se aplican a presión, en baños calientes, o calientes y fríos.

La protección mecánica consiste en recubrimientos de planchas metálicas, de cobre generalmente, o mortero de cemento. Las piezas de acero deben estar galvanizadas para evitar los efectos destructores de la herrumbre.

En las uniones de los elementos de las construcciones de madera se deben emplear pernos y tornillos galvanizados; los clavos y puntillas sólo se emplean en obras provisionales donde no se produzcan vibraciones, se deben hacer los cortes y perforaciones en las piezas antes de aplicar el material protector.

Procedimiento para la ejecución de la conservación de fachadas con patologías: 1. Retirar el revestimiento de la zona de muro en donde se va a efectuar el corte hasta diez centímetros por encima del nivel de la ranura (por lo menos treinta centímetros por encima del nivel de humedad).

2. El corte debe hacerse conjuntamente con las operaciones tres y cuatro, para evitar que el muro o elemento se dañe y debilite.

3. Introducir las láminas conjuntamente con el mortero, las que deben sobre salir por lo menos tres centímetros. Las láminas deben estar superpuestas para garantizar la continuidad del aislamiento.

4. Insertar cuñas de metal una vez efectuado el corte, para impedir que la abertura se pueda cerrar.

211

2.7 Estudio patológico de las cimentaciones. intervenciones en la cimentación del edificio 2.7.1 Introducción

El estudio de las lesiones o deterioros de una edificación y el análisis de sus causas conlleva, en la mayoría de los casos, a la realización de estudios y trabajos de gran complejidad. De manera general, cuando una estructura está agrietada o presenta signos de desperfectos la causa que ha dado origen a los mismos no se presenta de forma aislada, por lo que se hace engorrosa su detección, así como la realización de un diagnóstico certero.

Cuando los deterioros o lesiones que se presentan en un edificio pueden estar relacionados con la cimentación del mismo, el establecimiento de las hipótesis y el estudio del fallo en cuestión es todavía mucho más difícil pues el desarrollo de la mecánica de suelos ha estado siempre rezagado con respecto a otras ramas de la arquitectura y la ingeniería civil.

A lo largo de la historia de las construcciones, tanto en Cuba como en el resto del mundo se han cometido innumerables errores por parte de los proyectistas y constructores de las obras cuyos efectos se han visto reflejados en las edificaciones con el paso del tiempo. Unido a esto debe analizarse la influencia que tienen los cambios de utilización de las construcciones que en muchos casos resultan desfavorables para el edificio objeto de estudio debido a los aumentos o decrementos considerables de sus sistemas de cargas.

2.7.2 Definición

La cimentación, en su más amplia acepción, es la parte soportante de una construcción, e incluye no solamente el elemento que transmite la carga al suelo o a la roca, sino también el propio suelo o roca sustentante. Los desperfectos más frecuentes en las cimentaciones se deben al suelo o a la roca sustentante.

2.7.3 Clasificación

De acuerdo al material constituyente, las cimentaciones pueden ser: a ) De piedra irregular o de sillares.

212

b) De hormigón en masa. c) De hormigón armado. d) De hormigón pretensado. e) De acero. f) De madera.

De acuerdo a su forma de trabajo, pueden dividirse en: a) Corridas. b) Aisladas. c) Combinadas. d) En balsa. e) En bóveda invertida.

Además, pueden dividirse de acuerdo al tipo de apoyo en: las que se apoyan directamente en el suelo o sobre pilotes.

2.7.4 Causas De Los Desperfectos En Las Cimentaciones

CAUSAS INTRÍNSECAS: 1. Arcillas secas semisaturadas, algunas expansivas, con un alto potencial de cambio de volumen por aumento de humedad.

2. Suelos propensos al colapso, especialmente rellenos mal compactados (en estos dos tipos de suelos el agua es el elemento desencadenante).

3. Por arrastres o socavaciones.

4. Lavado y disolución del suelo.

5. Ataque de aguas agresivas al cemento.

6. Hundimiento del techo de cavernas, especialmente en zonas cársicas (calizas o margas yesosas).

7. Heterogeneidad del suelo o de la parte estructural de la cimentación.

8. Asientos diferenciales excesivos.

9. Inestabilidad del suelo en lados o bordes barrancos o laderas inestables.

213

10. Agotamiento de la capacidad soportante del suelo (fallos por hundimiento).

11. Empujes laterales no previstos.

12. Rozamiento negativo en pilotes.

13. Proyecto deficiente de la cimentación, cimentaciones excéntricas.

14. Ejecución incorrecta de la cimentación por el material o la mano de obra.

15. Deficiencias en el estudio geotécnico.

CAUSAS EXTRÍNSECAS: 1. Excavaciones próximas a cielo abierto, aún entibadas.

2. Rellenos próximos.

3. Excavaciones subterráneas, subsidencias.

4. Descenso del nivel freático.

5. Sobrecarga en pilotes por rozamiento negativo.

6. Empujes en los pilotes.

7. Erosión interna.

8. Vibraciones de todo tipo.

9. Hinca de pilotes.

10. Deslizamientos y desprendimientos de tierra o de roca.

Estos desperfectos, se manifiestan corrientemente como grietas o desplomes de las estructuras que soportan las cimentaciones afectadas, y las de las construcciones próximas.

2.7.5 Metodología De Actuación Para La Reparación De Una Cimentación

La metodología para llevar a cabo la reparación de una cimentación debe contar con varias fases o etapas que deben ser desarrolladas con rigor y disciplina, para evitar posibles daños a la cimentación que den al traste con el objetivo de la intervención [1]. Las etapas en cuestión, son las siguientes: 214

2.7.5.1 Inventario de daños y recopilación de antecedentes

El éxito de esta etapa, estará en la recopilación de la mayor cantidad posible de datos y antecedentes, de la historia de la edificación, y de los daños que en la misma se presentan.

Este inventario de deterioros o daños se realizará comenzando siempre por los niveles superiores del edificio y descendiendo nivel a nivel hasta llegar a la zona más baja del mismo. Se realizará una inspección visual a través de la cual se detectarán las lesiones.

Las grietas u otros daños que se detecten en la estructura se recogerán en planos o croquis correspondientes a cada uno de los niveles donde se registren los ángulos de inclinación y abertura de las mismas. Dicha inspección, ayudará a determinar de forma preliminar el estado técnico en que se encuentra la edificación.

Como es lógico, el estudio del grado de evolución o estabilización de la estructura, es de suma importancia, por esto existen varias técnicas de medición de evolución y velocidad de apertura o cierre de las fisuras o grietas que fueron mencionadas en la conferencia anterior (Conferencia # 6).

Estas mediciones se deben hacer como mínimo por un período de un año, aunque en la práctica, muchas veces, por la premura con que hay que acometer las intervenciones, no es posible terminar las investigaciones o estudios de apertura de fisuras o grietas, y por lo tanto, no se puede estar seguro de los resultados de una investigación de este tipo de sí la estructura ha dejado de moverse o no.

En mediciones de precisión hay otros factores externos que no pueden dejarse de mencionar como son: la temperatura, la humedad y el asoleamiento. De esta manera se recomiendan algunos valores que pueden servir como indicadores de la gravedad de los daños que se presentan en la edificación. Estos valores miden la velocidad de variación:

215

Tabla 19. Implicaciones para estructura según tamaño de las lesiones.

Lesiones o deterioros que pueden presentarse

Implicaciones para la estructura

Asientos mayores ó iguales a 1mm / Riesgos notables. mes Asientos aproximadamente de 1mm / No exigen año urgentes.

Grietas mayores o iguales a 2mm / mes

tratamientos

Problemas tabiquería.

graves

para

Grietas aproximadamente de 1mm / Problemas año tabiquería.

ligeros

para

Las tolerancias en cuanto a la velocidad de variación de las grietas para la mampostería y obras de fábrica son mucho mayores que para las estructuras de hormigón armado.

En cuanto a los métodos o técnicas de medición existen muchos que van desde las formas más primitivas hasta los de mayor precisión y que son muy sofisticados.

Los métodos que tradicionalmente han sido más empleados para realizar el monitoreo de la evolución de grietas o fisuras en las edificaciones son: Utilización de señales de yeso o mortero para la verificación de la actividad de una grieta.

1. Utilización de puntos paralelos marcados en ambos lados de la grieta o fisura.

2. Utilización de tres puntos colocados a ambos lados de las grietas o fisuras, que permiten la medición de distancias en los dos sentidos.

Para el monitoreo de amplitud de grietas por asentamiento se utilizan varios equipos que van desde los menos a los más precisos, como son: 

Reglas graduadas o escalas: Con ellas se obtendrá la precisión que sea capaz de medir, casi siempre hasta el milímetro.

216



Pie de Rey: Dispositivo utilizado para medir la magnitud interior de la grieta. Es más preciso que la regla.



Strain Gauge (Medidores de Esfuerzos), extensómetros o defómetros: Sirve para medir grietas provocadas por diferentes agentes. Su rango de medición va desde 50 hasta 250 mm, con una precisión de 0,002 mm.



Equipo Digital Crack Measuring Gauge (Medición Digital de calibre de Grietas).

3.

Utilización de bancos de nivelación.

4.

Métodos de fotogrametría.

5.

Celdas piezométricas.

La recopilación de antecedentes estará dirigida a la búsqueda de toda la información que pueda aportar datos sobre la edificación desde su proyección y construcción hasta la fecha en que se realiza el análisis, tales como: asentamientos poblacionales, nuevas construcciones no concebidas en el proyecto original, cargas impuestas, reparaciones o demoliciones anteriores (parciales o totales), intervenciones anteriores que se hayan realizado, lesiones y grietas reparadas con anterioridad, etc., lo que puede en ocasiones ser obtenido a través de testimonios de los habitantes o usuarios del inmueble o por signos o huellas presentes.

2.7.5.2 Análisis de la patología observada

Se puede decir que es una de las etapas más importantes dentro del trabajo de investigación preliminar para la intervención en un edificio, puesto que es aquí donde se elabora la relación de hipótesis sobre las causas que han podido producir las lesiones, dentro de las cuales se incluirán o no los fallos de la cimentación.

Se necesita una gran experiencia para realizar este tipo de análisis pues la disposición de las grietas, por momentos, puede parecer evidente, pero en muchos casos resulta contradictoria, por lo que será necesario poseer amplios conocimientos, tanto del trabajo de las estructuras como de mecánica de suelos para poder evaluar en su verdadera magnitud la relación existente entre la estructura y la cimentación.

217

Los daños que aparecen en las edificaciones y que son causados por el mal funcionamiento o fallo de las cimentaciones son muy diversos y pueden enmascararse con otros deterioros que surgen de forma similar y que están causados por otros agentes que no tienen ninguna relación con las cimentaciones.

Los daños que están asociados a movimientos que se producen en la estructura después de haber fallado la cimentación, bien sea por asientos diferenciales o por deslizamientos pueden agruparse de la siguiente forma:

1-

Movimientos de borde.



Descenso del testero o lado del edificio: Se produce cuando desciende uno de los planos de la esquina. Si la estructura es suficientemente resistente y homogénea se producen grietas inclinadas en una zona más o menos grande de la fachada. La normal a estas grietas indica la esquina en la que se está produciendo el descenso. La inclinación de estas grietas será de 45º aproximadamente. (Figuras 86 y 87)

Figura 83. Descenso del testero o lado del edificio en fachada poco aligerada.

218

Figura 84. Descenso de testero o lado del edificio en fachada aligerada



Descenso de esquina: Ocurre producto de la combinación del descenso de testero en dos planos ortogonales, o sea de dos lados ortogonales del edificio, y produce grietas en las dos fachadas.

Cuando además, ocurre un giro, el efecto de la torsión provoca grietas más pronunciadas de un lado que del otro.

Figura 85. Descenso de esquina

2-

Movimientos internos:

Las afectaciones se producen en las zonas centrales de las fachadas, en columnas localizadas o en muros de carga. 

Arcos de descarga: Se producen cuando falla el apoyo central de los muros de carga o de fachada. Cuando estos muros son homogéneos, continuos y poco aligerados, el arco se aprecia claramente, pero si la estructura es aligerada y tiene huecos de ventanas, etc. las grietas 219

comienzan a abrirse por las esquinas de estas, que son las zonas más débiles, sin llegar a unirse. Los arcos pueden estar originados por el hundimiento del terreno en la zona central.

Estructura homogénea

Figura 86. Arcos de descarga.

Estructura

aligerada

Al igual que ocurre en los arcos, los tímpanos formados por las partes no desprendidas deben soportar esfuerzos mayorados de compresión, por lo que en algunos casos pueden pandear o reventar.

La formación de arcos de descarga provoca el agrietamiento de toda la estructura tanto si son convexos como cóncavos.

Figura 87. Arcos de descarga cóncavos y convexos.



Descenso de columnas: Se produce cuando el asentamiento provoca el descenso de una columna, formando grietas inclinadas alrededor de la misma de forma regularmente simétrica que a veces se van haciendo verticales. La columna generalmente queda colgada del

220

resto de la estructura. Ocurre cuando hay cavernas bajo la cimentación o por la socavación o corrosión de las aguas subterráneas y otras.

Figura 88. Descenso de columna

3-

Movimientos generalizados:

Deformación convexa: Se produce cuando las esquinas del edificio descienden por asentamientos u otras causas. Las grietas son inclinadas y se van haciendo verticales en las zonas centrales. En los niveles superiores se van haciendo más anchas según la rigidez del edificio.

Figura 89. Deformación convexa

221



Deformación cóncava: Se produce cuando ocurren hundimientos en la zona central, que dan lugar a fisuras verticales por flexotracción en las zonas inferiores del edificio. Cuando la edificación tiene poca resistencia a cortante o es poco rígido se producen grietas oblicuas en los huecos de ventanas por tracción.

Figura 90. Deformación cóncava

4- Giros y desplomes. 

Giros de edificios exentos: Se producen en estructuras monolíticas y resistentes cuando no se producen movimientos excesivos por el vuelco o tensiones muy grandes en el terreno que provoquen el desplome de la estructura.

Figura 91.

A r Ca Giro en edificios exentose pa A n plá r a sti e n ca 222 a



Giros de muros de carga: Se producen en las esquinas de los muros de carga, generalmente por el despegue o fraccionamiento de los elementos perpendiculares a los mismos.





Figura 92. Giro de muros de carga.

Giros de elementos adosados: Se producen en zonas de transmisión de empujes, generalmente son verticales, y tienden a separar una zona del edificio de otra. Se pueden apreciar grietas en laterales de columnas y paredes en ángulos. Generalmente se producen en edificaciones que tienen elementos adosados como torres, etc. que tienen diferencias apreciables en sus sistemas de carga.

Figura 93. Giro de elementos adosados

223

Por supuesto pueden existir otros tipos mixtos, formados por combinación de varios de los citados o movimientos complejos o múltiples, con características tridimensionales que suelen requerir de un análisis muy detallado.

De forma general, estas son las patologías que con mayor frecuencia, muestran a través de signos en la estructura, un posible fallo de la cimentación. En particular en los últimos casos se debe ser preciso en el diagnóstico porque el origen de las grietas verticales puede estar también relacionado con desplomes de muros o fachadas producto del fallo de otros elementos estructurales como vigas o sistemas de sostenimiento horizontal que estén podridos o en mal estado, hinchados en caso de madera, y corroídos u oxidados en caso de metal, y que por tanto, no ofrezcan el arriostramiento necesario a los elementos verticales, lo que de forma contraria origina un empuje que los muros no pueden soportar, por lo que se producen las grietas y desplomes hacia los laterales o frentes de las edificaciones.

2.7.5.3 Comprobación de las hipótesis.

Para saber la causa real de un fallo es imposible valorar una sola variante.

En la mayoría de los casos las causas son múltiples y están dadas por la conjugación de varios fenómenos. Por tanto, se propone la realización de un reconocimiento de la cimentación, el análisis geotécnico del terreno y la aplicación de modelos físicos, matemáticos y empíricos (dados por la experiencia) que corroboren las hipótesis planteadas. Debe además comprobarse que las propiedades químicas del suelo no se han alterado pues esto podría provocar un cambio sustancial en su comportamiento físico- mecánico.

Según el profesor José Menéndez Menéndez , existen dos maneras de clasificar las causas que llevan al fallo de la cimentación de una edificación, las que están asociadas directamente al fallo o cambio de las características del suelo que soporta el cimiento o a este específicamente y que llamaremos intrínsecas y las que son ajenas a la cimentación y a la naturaleza del terreno y que llamaremos extrínsecas. Estas causas fueron citadas anteriormente.

224

Por consiguiente, será necesario conocer un conjunto de factores que pueden provocar daños considerables a una cimentación: 1.

El desconocimiento del comportamiento del suelo.

2.

Los daños producto de los rellenos.

3.

La acción desfavorable de las aguas.

4.

La inestabilidad del suelo.

5.

Las características del medio que rodea a la cimentación.

6.

Los daños que se producen por defectos o errores en la ejecución de las obras o del recalce.

7.

El efecto de las excavaciones cercanas.

Será entonces necesaria la comprobación de las hipótesis de fallo de la cimentación a través de la realización de ensayos y calas para poder asumir la terapéutica más indicada en función de la gravedad y características del fallo en cuestión.

Puede ser de amplitud y complejidad muy variable, comprendiendo: 

Reconocimiento de la cimentación.



Prospección geotécnica del terreno.



Aplicación de modelos físicos o matemáticos que justifiquen los movimientos producidos o el comportamiento general observado, así como su desarrollo en el tiempo y evolución probable.

2.7.5.4 Selección del tratamiento según el tipo de fallo.

En la actualidad existen técnicas muy diversas para la corrección de los defectos de las cimentaciones, siendo el principal problema para los ingenieros la selección de la más adecuada dentro de las limitaciones funcionales, económicas y de viabilidad constructiva. Las más frecuentes son originadas por las siguientes situaciones: 

Reparación de una cimentación deficiente o degradada, o mejoramiento de las condiciones del terreno o apoyo.



Refuerzo de la cimentación por aumento o desplazamiento de las cargas o nuevas solicitaciones.

225



Sustitución de los cimientos por cambios en la geometría de la concepción estructural de la edificación (asociado a nuevos usos).

En esta fase será necesario tener un exhaustivo conocimiento de la geometría del edificio, sus cargas y el estado de la superestructura. Esta es la fase que requiere de un mayor conocimiento tecnológico y experiencia, por lo que generalmente se le confía a empresas especializadas.

En la selección de un sistema de recalce es importante estimar los asientos que pueden producirse en cada caso ya que las tolerancias de edificios dañados son relativamente pequeñas.

Los tratamientos se dividen en dos grandes grupos: superficiales y profundos.

Recalces superficiales Los recalces superficiales consisten en la transferencia de cargas a elementos de cimentación de mayor superficie que los cimientos originales o apoyados en niveles inferiores; pero sin llegar a profundidades considerables y pueden ser desde el punto de vista tipológico: 1.

Ensanche de cimiento

2.

Creación de losas

3.

Profundización del plano de apoyo

4.

Refuerzo o creación de cimientos

En algunos casos estos recalces se ejecutan descargando los muros o columnas; pero normalmente el descalce es sólo parcial, construyendo la nueva cimentación por puntos o bataches. Este tipo de recalces impone ciertas limitaciones ya que: La cimentación o la superestructura debe ser capaz de puentear el hueco creado. 

Debe quedar garantizada la estabilidad de la tierra en las paredes de la excavación.

226



El apoyo sobre los nuevos cimientos debe quedar asegurado con deformaciones mínimas y sin transmitir cargas anormales a la estructura.

Recalces profundos a cimentaciones superficiales Los recalces profundos consisten en la inserción de pilotes, para tomar las cargas que transmite la superestructura, apoyándolos en estratos más profundos y resistentes. Este tipo de recalce se construye de varias formas: 1.

Atravesando la cimentación existente, transmitiendo las cargas por adherencia, unión de armaduras, etc.

2.

Pilotes adosados con cabezales.

Recalces a cimentaciones profundas Se utilizan cuando los pilotes de la cimentación no resultan suficientes para soportar las cargas por diversas causas. Las soluciones pueden ser crear una cimentación nueva o reforzar la existente, o se puede reforzar el terreno que rodea la cimentación mediante inyecciones. Estas últimas generan deformaciones apreciables por lo que no se usan en edificios de mucha importancia.

Otra variante usada es también el contorneo de la cimentación existente por tablestacas o grupos de pilotes o por el entrecruzamiento de pilotes mecánicos atados a los cabezales, estas dos últimas variantes son las menos usadas.

En una cimentación por pilotaje defectuosa, por lo general, el cabezal también está deteriorado y es necesaria su reparación o crearle un anillo periférico, una variante menos usada es la de inyección o vertido del hormigón en una cavidad previamente excavada en los bajos del cimiento.

Intervenciones directas al terreno Existen casos en que la infraestructura de la edificación se encuentra en buen estado y no es necesario intervenir en su reparación, sin embargo se

227

aprecian lesiones en la estructura producto de su fallo. Esto ocurre cuando es el terreno bajo el cimiento quien ha sufrido degradación o deterioro por determinadas causas. De ser así, se recomienda intervenir en el suelo y no propiamente en la cimentación. Existen varios métodos de intervención de suelos como: 

Inyecciones



Cosido o armado del terreno



Drenaje

De modo general, se han presentado algunas soluciones para la reparación de una cimentación afectada. En la práctica, para la selección del método adecuado, se tendrán en cuenta las condiciones del lugar y de la obra, y se realizará el debido análisis puesto que las variantes pueden sufrir cambios, para cada caso específico.

Es la fase que requiere mayores conocimientos tecnológicos y experiencia, confiándola con bastante frecuencia a empresas especializadas. Requieren disponer de una completa información sobre la geometría del edificio y sus cargas, así como del estado de la superestructura y las tolerancias a movimientos adicionales.

2.7.5.5 Ejecución y control del reforzamiento o recalce.

En esta etapa será necesaria la dirección y control muy cuidadoso con el fin de poder adaptar cualquier situación imprevista para evitar o prever una evolución desfavorable.

Debe prestarse especial interés al apuntalamiento o descalce necesario para ejecutar los trabajos de recalce ya que un mal diseño o ejecución del mismo puede llegar incluso a modificar sustancialmente el trabajo del elemento desde el punto de vista estructural.

Es importante un control de movimientos muy preciso con el fin de evitar y prever la evolución desfavorable del estado de algunas partes de la estructura.

228

2.7.5.6 Puesta en carga de la nueva cimentación.

Esta etapa es extremadamente importante porque del éxito de la misma dependerá que la estructura no se afecte, y se logrará que la nueva cimentación trabaje de forma conjunta con la existente.

2.7.6 Problemas Asociados Con La Reparación De Cimentaciones

La reparación o recalce de cimentaciones no siempre se realizan con éxito y ello se debe a factores muy diversos, como pueden ser: 

El descalce o debilitamiento de zonas sobrecargadas por una transmisión de esfuerzos distinta de la sugerida por la estructura.



El desconocimiento de las causas reales de los defectos a corregir.



La existencia de zonas con apoyo firme junto a otras que pueden asentar, lo que da lugar a grietas y fisuras por asiento diferencial.



Un recalce entraña siempre una alteración del terreno de apoyo (excavación, humectación, descarga, etc.) que, al no ser generalizado provoca efectos diferenciales.



Los cimientos establecen condiciones de contorno al comportamiento estructural. La fijación de algunos de ellos y de otros no puede alterar los esfuerzos de flexión y corte en zonas neurálgicas de la estructura.



A veces se intentan corregir con un recalce deficiencias estructurales o problemas de interacción o de influencia cuyo foco es exterior al edificio o se encuentra en zonas relativamente alejadas del punto en el que los daños son más aparentes.

2.7.7 Árboles De Crecimiento Rápido Que Pueden Afectar A Las Cimentaciones

Existe un conjunto de árboles de crecimiento rápido que debido a la gran cantidad de agua que absorben del suelo pueden provocar daños considerables a las cimentaciones, y por consiguiente, a las edificaciones.

Algunos de estos árboles son los siguientes: 1.- Casuarina.

2.- Algarrobo de la India.

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3.- Cabo de hacha.

4.- Caoba de Honduras.

5.- ParaĂ­so.

6.- Teca.

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