PATOLOGIA DE LAS ESTRUCTURAS DR. GENNER VILLARREAL CASTRO PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP y UPAO PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

DEFINICION DE PATOLOGIA ESTRUCTURAL Estudia el comportamiento de las estructuras cuando presentan evidencias de fallas o comportamientos defectuosos (enfermedad), investigando sus causas (diagnóstico) y planteando medidas correctivas (terapéutica) para recuperar las condiciones de seguridad en el funcionamiento de la estructura

ANTECEDENTES El tema se empezó a difundir a partir de 1960 y correspondió a estudios del concreto armado, cuyo desarrollo ha ido creciendo de una forma notable hasta nuestros días El tema se empezó a difundir a partir de 1960 y correspondió a estudios del concreto armado, cuyo desarrollo ha ido creciendo de una forma notable hasta nuestros días Hoy, la Patología del concreto armado, se ha convertido en una área de investigación de la Ingeniería Civil Hoy, la Patología del concreto armado, se ha convertido en una área de investigación de la Ingeniería Civil

PROCESO PATOLOGICO En las estructuras, las fallas o defectos se ponen de manifiesto, con la aparición de una serie de señales o de cambios de aspecto, que se engloban dentro de la sintomatología estructural. Ante estos síntomas y previa investigación de sus causas el especialista o patólogo estructural, debe establecer un diagnóstico de la enfermedad que sufre la estructura En las estructuras, las fallas o defectos se ponen de manifiesto, con la aparición de una serie de señales o de cambios de aspecto, que se engloban dentro de la sintomatología estructural. Ante estos síntomas y previa investigación de sus causas el especialista o patólogo estructural, debe establecer un diagnóstico de la enfermedad que sufre la estructura

CAUSAS DE LESIONES O DEFECTOS Las causas que pueden provocar lesiones en una estructura en general pueden ser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto, con los materiales, con la ejecución y con el uso o explotación de la estructura Las causas que pueden provocar lesiones en una estructura en general pueden ser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto, con los materiales, con la ejecución y con el uso o explotación de la estructura

DIAGNOSTICO Permite conocer la enfermedad (falla o defecto de la estructura), determinando el estado en que se encuentra el enfermo (condiciones de funcionamiento y resistencia) Permite conocer la enfermedad (falla o defecto de la estructura), determinando el estado en que se encuentra el enfermo (condiciones de funcionamiento y resistencia) Permite pronosticar sobre los cambios que pueden sobrevenir sobre la estructura en el curso de la afección que sufre, su duración y terminación por los síntomas que la precedieron o la acompañan Permite pronosticar sobre los cambios que pueden sobrevenir sobre la estructura en el curso de la afección que sufre, su duración y terminación por los síntomas que la precedieron o la acompañan

El pronóstico puede ser optimista, en cuyo caso la estructura afectada evolucionará favorablemente mediante la aplicación de una terapia adecuada, recuperando sus características resistentes mediante una reparación de rutina o, el pronóstico podrá ser pesimista en cuyo caso la estructura afectada tendrá que sufrir amputaciones (eliminación del o los elementos estructurales afectados) o finalmente su demolición El pronóstico puede ser optimista, en cuyo caso la estructura afectada evolucionará favorablemente mediante la aplicación de una terapia adecuada, recuperando sus características resistentes mediante una reparación de rutina o, el pronóstico podrá ser pesimista en cuyo caso la estructura afectada tendrá que sufrir amputaciones (eliminación del o los elementos estructurales afectados) o finalmente su demolición

INSPECCION Y EVALUACION PRELIMINAR Inspección ocular, reportando la apariencia general de los daños producidos por la falla, áreas afectadas, tipos de defectos visibles, situación de los puntos más importantes del elemento o la estructura Inspección ocular, reportando la apariencia general de los daños producidos por la falla, áreas afectadas, tipos de defectos visibles, situación de los puntos más importantes del elemento o la estructura Evaluación del nivel de daño: LEVE, MODERADO, FUERTE o SEVERO Evaluación del nivel de daño: LEVE, MODERADO, FUERTE o SEVERO

Definición de la funcionalidad o habitabilidad Definición de la funcionalidad o habitabilidad Definición de sistemas de rehabilitación temporal (apuntalamiento y/o arriostramiento) Definición de sistemas de rehabilitación temporal (apuntalamiento y/o arriostramiento) Diagnóstico preliminar Diagnóstico preliminar

INSPECCION Y EVALUACION DETALLADAS Reporte detallado de los daños, que incluye su ubicación, dimensiones, descripción y magnitud Reporte detallado de los daños, que incluye su ubicación, dimensiones, descripción y magnitud Verificación de medidas, niveles, desplomes y asentamientos Verificación de medidas, niveles, desplomes y asentamientos Recopilación de información histórica: Planos, memoria de cálculo, estudio geotécnico, reportes de control de calidad, modificaciones y/o ampliaciones Recopilación de información histórica: Planos, memoria de cálculo, estudio geotécnico, reportes de control de calidad, modificaciones y/o ampliaciones Evaluación de daños con sus causas y posibles soluciones Evaluación de daños con sus causas y posibles soluciones

ENSAYOS PARA LA EVALUACION DE MATERIALES CONCRETO: CONCRETO: - Uso de esclerómetro - Extracción de núcleos - Ultrasonido - Indicadores de grietas

ACERO ACERO - Detección magnética de armaduras (uso de pacómetro) - Extracción y pruebas de barras SUELOS SUELOS - Ensayos de penetración estándar - Ensayo triaxial

CRITERIOS PARA LA EVALUACION DE LAS ESTRUCTURAS Análisis de grietas Análisis de grietas Inspección del estado de los elementos estructurales Inspección del estado de los elementos estructurales Inspección del estado de los puntos estructuralmente importantes Inspección del estado de los puntos estructuralmente importantes Inspección de la corrosión del acero de refuerzo Inspección de la corrosión del acero de refuerzo

Revisión de los recubrimientos Revisión de los recubrimientos Investigación de efectos químicos Investigación de efectos químicos Análisis estructural de los detalles de modelación: Análisis estructural de los detalles de modelación: - Distribución de rigideces - Columnas cortas - Asimetrías - Uniones - Juntas de dilatación - Evidencias de remodelaciones

Revisión de las memorias de cálculo Revisión de las memorias de cálculo Revisión de las normas vigentes Revisión de las normas vigentes Revisión de especificaciones técnicas Revisión de especificaciones técnicas Planteamiento y evaluación de alternativas de remediación Planteamiento y evaluación de alternativas de remediación

INTERVENCION Ultima fase del proceso patológico, supeditada al diagnóstico y la evaluación, es decir, a la fase de análisis, fase que es muy importante y que hay que desarrollar sin premura de tiempo, pues hay que “analizar al máximo para intervenir lo mínimo” Ultima fase del proceso patológico, supeditada al diagnóstico y la evaluación, es decir, a la fase de análisis, fase que es muy importante y que hay que desarrollar sin premura de tiempo, pues hay que “analizar al máximo para intervenir lo mínimo” La intervención comprende la rehabilitación, reparación o refuerzo sistemático de la estructura para restituir su funcionalidad en condiciones de la más amplia seguridad La intervención comprende la rehabilitación, reparación o refuerzo sistemático de la estructura para restituir su funcionalidad en condiciones de la más amplia seguridad

METODOS DE REPARACION CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO Restauración por sustitución de materiales - Concreto con aditivos - Concreto polimérico - Sustitución de materiales en paredes de mampostería

Restauración por aplicación de materiales diferentes al dañado: - Inyecciones epóxicas - Parcheo estructural - Reparación de grietas en paredes - Adhesión de concreto fresco a endurecido

REFORZAMIENTO REFORZAMIENTO - Encamisados metálicos - Encamisados de concreto armado - Encamisados con fibra REESTRUCTURACION REESTRUCTURACION - Arriostramientos - Muros de corte

SUSTITUCION DE CONCRETO SUSTITUCION DE CONCRETO - Concreto con aditivo expansivo - Concreto polimérico - Inyección epóxica - Parcheo estructural - Morteros epóxicos

¡MUCHAS GRACIAS! genner_vc ¡MUCHAS GRACIAS!