PATOLOGÍA en la CONSTRUCCIÓN
Dr.Ing Javier ARRIETA FREYREProfesor Principal FIC UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
XXI CONEIC - IX COINEIC HUANCAYO 2013
CONTENIDO• Patología• Orígen• Sintomatología• Diagnóstico• Causas• Mecanismos• Terapia
• Manejo de riesgos • Casuística
PATOLOGÍA
•Pathos : Enfermedad
•Logos :Tratado
•TRATATIENTO DE LOS DEFECTOS, DESORDENES
Y FALLAS EN LAS CONSTRUCCIONES DESDE EL
PUNTO DE VISTA DEL DIAGNÓSTICO, TERAPIA Y
SUS CONSECUENCIAS
PATOLOGÍA
• VISIÓN FORMAL
- TRATAMIENTO DE FISURAS Y OTRAS FALLAS
•VISIÓN AMPLIA
- REDUCCIÓN DE DAÑOS
- PROTECCIÓN DE LAS INVERSIONES
- EVALUACIONES RÁPIDAS
- EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
Histórico de Fallas en obras
11
3551
6574.582.58994 9799100
0
2040
6080
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
%acumulado
años
PERÍODO DE RESPONSABILIDAD PROFESIONAL
ORIGEN
CICLO DE VIDA
• PROMOCIÓN
• PROYECTO
• CONTRATACIÓN
• FABRICACIÓN
• EJECUCIÓN
• OPERACIÓN
• MANTENIMIENTO
PLANEAMIENTO
CONTRATACIÓNY
EJECUCIÓN
ESTUDIOS
OPERACIÓNY
MANTENIMIENTO
Orígenes.(DE LAS FALLAS)
% en números
B50%
C5%
A37%
D7.5%
c
A.-Proyecto 37%
B.-Ejecución 50%
C.-Materiales 5.5%
D.-Uso y Mantenimiento 7.5%
Fuente : Dr José Calavera Patología en Estructuras CA 1999
Orígenes.COSTO de las fallas originadas durante el Proyecto:
A.-Concepción 18%
B.-Errores u omisiones 59%
C.-Materiales errados 10%
D.-Errores de cálculo 13%
DISTRIBUCION DE LOS FALLOS DEBIDOS AL PROYECTO
18
13
10
59
3
5
78
14
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Errores decalculo
Materiales noidoneos
Detalleserroneos oinexistentes
Consepciongeneral
% en numero
% en coste
Fuente : Dr José Calavera Patología en Estructuras CA 1999
SINTOMATOLOGÍA
• FISURAMIENTO
• DESPRENDIMIENTOS
• PÉRDIDA DE MATERIAL
• DEFORMACIONES EXCESIVAS
• EFLORESCENCIAS
• AGRIETAMIENTO
SINTOMATOLOGÍA
• FISURAMIENTO
• DESPRENDIMIENTOS
• PÉRDIDA DE MATERIAL
• DEFORMACIONES EXCESIVAS
• EFLORESCENCIAS
• AGRIETAMIENTO
Losas con Flechas excesivas
SINTOMATOLOGÍA
Corrosión de armaduras
20%
Oquedades20%
Flechas excesivas
10%
Degradación química
7%
Fisuras Activas o Pasivas
21%
Manchas superficiales
22%
DIAGNÓSTICO
ESTABLECER LAS CAUSAS Y MECANISMOS QUE
EXPLICAN EL CASO PATOLÓGICO
* Dilatación térmica excesiva del elemento estructural
* Recubrimiento insuficiente del acero de refuerzo ( ACI-318)
* Efecto de Columna corta
Vigas FlexionadasCon acero de refuerzo expuesto
Columnas AgrietadaladasCon acero de refuerzo
expuesto
GUÍA DE FALLAS TÍPICAS EN PAVIMENTOS (ASOCEM)
CAUSAS y MECANISMOS
• Causas y Mecanismos asociados
• Combinación de CausasCongénitas o intrínsecas
Adquiridas o extrínsecas
• Corrosión del acero.....Rx electroquímica
• Alta Temperatura....Fisuración
Celda galvánica
CONCRETO
•Contracción térmica
•Retracción plástica
•Fluencia
•Asentamientos
•Congelamiento
•Ataques químicos
•Corrosión del acero
CAUSAS y MECANISMOS
ATAQUE DE SULFATOS AL CVONCRETO
• Rx Sulfato de Sodio
• Con el Ca (OH)2: Ca (OH)2 + Na2 SO4. 10 H2O CaSO4.2H2O + 2NaOH + 8H2O
yeso• Con el C3A:
2(3CaO.Al2O3.12H2O) + 3Na2 SO4. 10 H2O CaOAl2O3.3CaO SO4.32H2O + 2Al(OH)3 + 6NaOH + 17 H2O etringita
Etringita, yeso : materiales expansivos
MADERA
• AGENTES
XILÓFAGOS
• CAMBIOS DE
HUMEDAD
• ESFUERZOS
MECÁNICOS
EXCESIVOS
CAUSAS y MECANISMOS
ACERO
• CORROSIÓN
• DEFECTOS EN
SOLDADURA
• ESFUERZOS
MECÁNICOS
EXCESIVOS
• INCORRECTA
FORMULACION
QUIMICA
CAUSAS y MECANISMOS
TÉCNICAS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS- END
• LIQUIDOS NO PENETRANTES
• PARTICULAS MAGNÉTICAS
• ULTRASONIDO
• RAYOS X y RADAR
• RADIOGRAFÍA
• TOMOGRAFÍA
TÈCNICAS CON ENSAYOS DESTRUCTIVOS
OBRAS HIDRAÚLICAS
• EROSIÓN
• CAVITACIÓN
• PERMEABILIDAD
• CRECIDAS de AGUA
• TEMPERATURAS
EXTREMAS
CAUSAS y MECANISMOS
Levantamiento de información
Diagnóstico
Planes de reparación y/o reforzamiento
Retroalimentación del diseño y la ejecución
TERAPIA
TERAPIADespués de analizar cuidadosamente la estructura puede ser
conveniente proponer una alternativas de corrección siguiente:
a) Efectuar refuerzo de emergencia:
Vigas y Losas........................................5.24
Columnas y muros.................................5.25
b) Recuperar monolitismo:
Inyectar resina epóxica...................5.19-5.20
c) Demoler losa y reconstruir usando adhesivos epóxicos en las juntas
de colado..............................................5.11
d) Reparar o reforzar vigas y columnas ...................5.1-5.40
e) En los casos de refuerzos con placa metálica, efectuar protección
térmica con morteros de vermiculita expandida, yeso, poliespuma u
otro procedimiento adecuado.
f) Eventualmente, demoler y reconstruir.
Columnas AgrietadaladasCon acero de refuerzo
expuesto
TECNICAS CONVENCIONALES CON CONCRETO
PROGRAMA DE REPARACION Y/O REFORZAMIENTO
• MATERIALES• Concreto
• Aditivos
• Resinas
• Epóxicos
• Inyecciones
• Selladores
• Fibra de Carbono
• PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS
• Preparación de la superficie
• Apuntalamiento
• Técnicas convencionales con concreto
• Técnicas a base de anclajes mecánicos
• Técnica a base de inyecciones y resinas
GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE RIESGOS
• EL PROGRAMA DE IMPLEMENTACIÓN DEBE CONSIDERAR
LA REALIZACIÓN DE UN DIAGNÓSTICO INTEGRAL DE LAS
AMENAZAS NATURALES Y ANTROPOGÉNICAS QUE
PERMITAN ESTABLECER UNA ESTRATEGIA DE
DESARROLLO SOSTENIBLE Y SUSTENTABLE DE LA ZONA
PARA REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE VIDAS HUMANAS, LOS
DAÑOS MATERIALES Y LOS TRANSTORNOS ECONÓMICOS Y
SOCIALES.
VARIABLES EN EL MANEJO DE DESASTRES
1) AMENAZA O PELIGRO (Hazard)
2) VULNERABILIDAD
3) RIESGO
1) AMENAZA O PELIGRO (Pi )
PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE UN EVENTO POTENCIALMENTE
DESASTROSO EN UN CIERTO INTERVALO DE TIEMPO Y EN UN ESPACIO
DETERMINADOS
· GEODINÁMICOS
· HIDROMETEREOLÓGICOS
· ANTROPOGÉNICOS
CAMBIO CLIMÁTICO
CONTAMINACION
INCENDIOS
QUÍMICOS
NUCLEAR
EQUILIBRIO DE LA ENERGÍA SOLAR EN LA TIERRA
VISTA SATELITAL DE UN HURACAN
VULNERABILIDAD (V)
SE REFIERE AL GRADO EN QUE UN ELEMENTO, OBRA O SISTEMA SOCIOECONOMICO ES SUSCEPTIBLE O RESISTENTE A LAS ACCIONES DEDISEÑO Y/O A LOS EFECTO DE LOS FENOMENOS NATURALES OPROVOCADOS
TIPOS
VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL
VULNERABILIDAD NO ESTRUCTURAL
VULNERABILIDAD FUNCIONAL
RIESGO ( R )
GRADO DE PERDIDAS ESPERAD DEBIDO A LA OCURRENCIA DE UNEVENTO ARTICULAR
PROBABILIDAD DE EXCEDER UN VALOR ACEPTABLE DE DAÑOS OERDIDAS EN UN ESPACIO Y TIEMPO DE AFECTACION
R = F ( Pi * Ve )
VULNERABILIDAD (V)
SE REFIERE AL GRADO EN QUE UN ELEMENTO, OBRA O SISTEMA SOCIO ECONOMICO ES SUSCEPTIBLE O RESISTENTE A LAS ACCIONES DE DISEÑO Y/O A LOS EFECTO DE LOS FENOMENOS NATURALES O PROVOCADOS TIPOS VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL VULNERABILIDAD NO ESTRUCTURAL VULNERABILIDAD FUNCIONAL
RIESGO ( R ) GRADO DE PERDIDAS ESPERAD DEBIDO A LA OCURRENCIA DE UN
EVENTO PARTICULAR PROBABILIDAD DE EXCEDER UN VALOR ACEPTABLE DE DAÑOS O
PERDIDAS EN UN ESPACIO Y TIEMPO DE AFECTACION
R = F ( Pi * Ve )
HURACÁN ANDREW EN EL SUR DE MIAMI, FL, 1992
DETERMINACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS EDIFICACIONES
ZONIFICACIÓN AUTOMATIZADA EN BASE SIG
Bach. Ing. Kelly Reque Córdova Departamento de Planeamiento y Mitigación de Desastres
METODOLOGÍAS:
• ATC: (Consejo de Tecnología Aplicada USA)
• FEMA: Agencia Federal de Administración de Emergencias
• Instituto de Ingenieria de la UNAM
• Instituto de Investigación de Edificaciones, BRI
TABLA: ÁREA, POBLACIÓN Y TASAS DE CRECIMIENTO
DE LOS DISTRITOS DEL CONO ESTE - LIMA
1981 1993 1999 1981-1993 1993-2001
Lurigancho 236.47 65.139 100.24 117.629 3.3 1.0San Juan de Lurigancho 131.25 404,856 582,975 713,018 6.7 7.1ATE 77.72 145.504 266.398 360.480 7.10 8.9La Molina 65.75 14.659 78.235 115.484 14.6 16.3Chaclacayo 39.5 31.592 35.994 41.021 0.8 1.3El Agustino 12.54 167.771 154.028 162.136 1.2 1.5Santa Anita 10.69 * 118.659 141.631 4.0 4.3
Total Cono Este 573.92 684.055 1 336.529 1 671.399Lima Metropolitana 4 835.793 6 434.323 2.4% Ate/ lima Metropolitana 3.0 4.1% Ate/ Cono Este 21.3 19.9
TASA DE CRECIMIENTOPOBLACION DISTRITO
AREA
Km2
VULNERABILIDAD DE EDIFICACIONES ESCOLARES EN EL DISTRITO DE SAN MARTIN DE PORRES
CENTROS EDUCATIVOS DE CONCRETO ARMADO Y ALBAÑILERIA: 110CENTROS EDUCATIVOS DE ADOBE : 6
Evaluación de vulnerabilidad sísmica de la catedral de Cuzco
Programa de Ciudades Sostenibles
1. Solicitud 2. Formulación del PCS3. Estudio de microzonificación: mapa de peligros.4. Plan de uso de suelos (Talleres)5. Perfiles de proyectos 6. Consulta y aprobación7. Ordenanza municipal8. Fortalecimiento institucional e implementación PCS
FASES DE EJECUCIÓN PCS
CONCLUSIONES
• LA PATOLOGÍA DEBE CONSIDERARSE COMO UN PROCESO
INTEGRAL Y SISTEMÁTICO QUE SE APLICA A TODO EL CICLO
DEL PROYECTO
• LOS CONCEPTOS DE PATOLOGÍA SE APLICAN A MÚLTIPLES
CAMPOS, TALES COMO:
ESTUDIOS DE EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
ESTUDIOS DE VULNERABILIDAD
MANEJO DE RIESGOS
• PERMITE
PLANES DE REPARACIÓN O REFORZAMIENTO
FIJAR PRIMAS DE SEGUROS Y PERÍODOS DE COBERTURA
PLANES DE INTERVENCIÓN PÚBLICA
CONTRIBUIR A LA SOSTENIBILIDAD DE LAS INVERSIONES
Saludos al
XXI CONEIC - IX COINEIC
GRACIAS
COLAPSO PUENTE SAN PEDRO – LIMAPANAMERICANA SUR agosto 2013
PUENTE MAMACONA LIMA
PUENTE ARICA LIMA
PUENTE BALTA LIMAINFORME CDLIMA CIP , Ing. Elsa Carrera, 2013
PUENTE BALTA LIMAINFORME CDLIMA CIP , Ing. Elsa Carrera, 2013
PUENTE BALTA LIMAINFORME CDLIMA CIP , Ing. Elsa Carrera, 2013
Detalle cables de pre esfuerzo