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X Congreso Latinoamericano de Patologa y XII Congreso de Calidad
en la Construccin.
CONPAT 2009. Valparaso-Chile.
29 de Septiembre al 2 de Octubre
Caracterizacin de fallas estructurales no ssmicas en vivienda
social. Un caso
de vinculacin universidad industria
M. en I. Jorge Alberto Prez Gonzlez1, M. en I. Juan Carlos
Ibarra Castillo
1, Mara Fernanda Abud Flores
1
1 Facultad de Ingeniera, Universidad Autnoma de San Luis Potos.
Av. Dr. Manuel Nava No 8, Zona Universitaria,
San Luis Potos, S.L.P. Mxico, C.P. 78290. Tel y Fax (444)
826-23-30. [email protected]
RESUMEN
La falla estructural no necesariamente debe ser catastrfica para
ser considerada como tal; en este
sentido cualquier disfuncin o mal comportamiento de un sistema
estructural representa una falla
que debe ser debidamente analizada a fin de realizar una
correcta reparacin y prevenir su ulterior
aparicin. Las fallas en edificaciones desplantadas en zonas de
baja sismicidad se presentan de
manera recurrente pero sin embargo no se le ha dado la misma
importancia que aquellas
provocadas por temblores de gran magnitud; es necesario estar en
condiciones de poseer un
mayor conocimiento de esta problemtica que de manera
particularmente severa y ms frecuente
que lo deseable se presenta en edificaciones para vivienda de
tipo social.
Se muestran los resultados de un estudio y caracterizacin de los
principales tipos de fallas que
ocurren en estructuras para vivienda social debidas a efectos no
ssmicos, a travs de la
recopilacin y documentacin, bajo un novedoso esquema de
colaboracin y vinculacin entre la
universidad y el sector empresarial, de una muestra
representativa de este tipo de edificaciones
bajo los estndares actuales en la industria de la construccin en
Mxico; se establecen las
posibles causas que originan las fallas, su nivel de gravedad y
las posibilidades de restauracin o
reforzamiento. Se concluye en la necesidad de contar con una
mejor prctica constructiva y una
mayor supervisin por parte del ingeniero estructurista que
garantice una correcta ejecucin
acorde con el proyecto original; se hace nfasis en las ventajas
de incluir en los programas de
licenciatura en ingeniera temas relativos al estudio de fallas
estructurales y en general de la
patologa estructural, as como el establecimiento de lneas de
investigacin al respecto.
Palabras clave: Falla estructural no ssmica, vivienda social,
caracterizacin, reforzamiento, vinculacin
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ABSTRACT
Structural failure should not necessarily be catastrophic to be
considered as such; in this sense
any malfunction or bad behavior of a structural system
represents a failure that must be properly
analyzed in order to perform a proper repair and prevent further
occurrence. Failures in buildings
on areas of low seismicity are presented on a recurring basis
but it has not been given the same
importance as those caused by earthquakes of high magnitude; it
is necessary to be able to have a
greater awareness of this problem of particular severity and
frequently presented in buildings for
social housing.
It shows the results of a study and characterization of the main
failures that occur in structures for
housing due to non-seismic effects, through the collection and
documentation, under a new
scheme of partnership and cooperation between universities and
industry business, of a
representative sample of such buildings under the current
standards in the construction industry in
Mexico; it sets the possible causes of the failures, the level
of damage, as well as the potential for
restoration or reinforcement. Findings suggest the need for
better constructive practice and with
greater oversight by the structural engineer to ensure proper
implementation in line with the
original project; emphasis is placed on the benefits of
including in the curricula of degree
programs in engineering issues relating to the study of
structural failure in general and of the
structural pathology, as well as the establishment of lines of
research.
Key words: Non-seismic structural failure, social housing,
characterization, reinforcement, linkage
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1. INTRODUCCIN
El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACyT), principal
rgano promotor de la
investigacin y desarrollo en Mxico, ha asumido desde hace tiempo
el compromiso de vincular
el sector empresarial con las fuentes de innovacin tecnolgica
con las que el pas cuenta, como
una estrategia mas para consolidar el Sistema Nacional de
Ciencia y Tecnologa para dar solucin
a problemas y necesidades especficos. Bajo esta consideracin
fueron creados en 1999 el
Programa de Apoyo a Proyectos Conjuntos de Investigacin y
Desarrollo (PAIDEC) y el
Programa de Apoyo a la Vinculacin con el Sector Acadmico
(PROVINC), este ltimo con la
propuesta de creacin de Unidades de Gestin Tecnolgicas
orientadas a la promocin en el
sector empresarial de las capacidades de las Instituciones de
Educacin Superior, as como del
inters de stas en las necesidades y demandas reales de aquel. En
respuesta a esta convocatoria,
la Universidad Autnoma de San Luis Potos (UASLP) crea en ese
mismo ao el Centro
Universitario de Apoyo Tecnolgico Empresarial (CUATE) con la
finalidad de promover la
infraestructura de la universidad, motivando el acceso a su
propio conocimiento de los sectores
gubernamental y empresarial a travs de proyectos conjuntos de
investigacin y desarrollo,
fortaleciendo de esta manera las capacidades de transferencia
tecnolgica.
Es bajo este novedoso esquema de vinculacin
universidad-industria como se enmarca el
desarrollo de un programa de colaboracin entre algunas empresas
del sector constructivo,
agrupadas todas ellas en torno de la Cmara Mexicana de la
Industria de la Construccin, y el
rea de Ingeniera Civil de la Facultad de Ingeniera de la UASLP,
destinado a la realizacin de
un estudio exhaustivo sobre una problemtica que, de manera
recurrente, se presenta en
edificaciones para vivienda de tipo social desde el punto de
vista de su comportamiento
estructural en regiones no ssmicas, a saber, la aparicin de
cualquier disfuncin que pueda ser
catalogada como una falla de tipo estructural, ello con la
finalidad de establecer las principales
causas de este mal funcionamiento y estar en condiciones de
prever y evitar su ulterior aparicin.
En Mxico, el estudio metdico de la falla de sistemas
estructurales caractersticos de
edificaciones destinadas a vivienda se remonta a varias dcadas
atrs, y se ha enfocado
tradicionalmente no solo a la evaluacin de los daos provocados
por sismos (Mendoza, 1982),
sino a los procedimientos para su reparacin (Hernndez, 1981), o
mas recientemente a la
estimacin sistemtica de la vulnerabilidad ssmica de este tipo de
construcciones a travs de la
definicin de ndices de susceptibilidad de daos (Ramrez et al,
2007); no obstante lo anterior, y
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ante la magnitud y espectacularidad de las fallas estructurales
ocurridas en edificaciones
desplantadas en zonas de alta sismicidad, provocadas
precisamente por movimientos telricos de
gran magnitud, el estudio de las fallas no ssmicas ha quedado
relegado a un segundo plano.
Muchas y muy diversas razones se aducen para ello, entre las
cuales es posible citar el hecho de
la gran difusin que en la mayora de los casos reciben las
grandes fallas ssmicas entre la
poblacin, en trminos comparativos con las fallas debidas a
acciones no ssmicas, lo que a su
vez trae como consecuencia la prdida casi total del conocimiento
sobre los mecanismos de stas
ltimas al no estudiarse y documentarse adecuadamente.
Aunado a lo anterior, algunos autores (Baeza et al, 1996) llaman
la atencin acerca de la
imposibilidad, en muchas ocasiones, de efectuar un adecuado
estudio de una falla estructural
debido, entre otros motivos, a la falta de inters del
propietario de la edificacin e incluso a una
abierta oposicin a su ejecucin al no permitir algunas acciones
de gran relevancia como la
obtencin de muestras o tan solo una simple inspeccin visual.
Otros factores que impiden un
adecuado estudio de este tipo de fallas consisten muchas veces
en la falta de disponibilidad de un
especialista en ingeniera estructural o, en un caso extremo, a
una deficiente preparacin en dicho
campo; limitaciones econmicas, tcnicas o geogrficas,
implicaciones legales, intereses no bien
intencionados o simplemente la minimizacin de la falla al no
considerrsele merecedora de
mayor atencin son tambin motivos por los que no se efecta su
estudio.
En trminos generales, la estructuracin tpica de una vivienda de
tipo social la constituyen
elementos de mampostera reforzada, material cuya comprensin de
su comportamiento, todava
a fines de la dcada de 1980, se encontraba a un nivel inferior
de depuramiento, en trminos de
anlisis y diseo, con respecto al de estructuras de concreto
reforzado o de acero (Tena y
Abrams, 1989). A partir de los sismos ocurridos en la Cd. de
Mxico en septiembre de 1985,
eventos que reflejaron el buen comportamiento de edificaciones
de mampostera
convenientemente reforzadas, se han efectuado una serie de
estudios encaminados a obtener un
mayor conocimiento del desempeo de este tipo de estructuras bajo
toda clase de solicitaciones;
as, se ha estudiado el efecto del uso de aceros de alta
resistencia como refuerzo de muros de
mampostera (Hernndez y Guzmn, 1989), el efecto del refuerzo
horizontal en su
comportamiento (Aguilar et al, 1994), as como tambin importantes
estudios relativos al
comportamiento de estructuras de mamposteras reparadas con
cierto tipo de refuerzo (Ruiz et al,
1994; Zepeda et al, 1996; Alcocer et al, 1996), por citar
algunos ejemplos. Por otro lado,
investigaciones recientes han permitido contemplar la
posibilidad de utilizar diversos materiales
como refuerzo en estructuras para vivienda a un bajo costo,
minimizando la aparicin de
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comportamientos adversos (Prez-Gonzlez, 2008), o bien, el uso de
sistemas estructurales
alternativos que permitan un mejor desempeo ante solicitaciones
inducidas por cambios
trmicos (Castaeda y Vecchia, 2007).
Se han obtenido importantes avances en la comprensin de los
mecanismos de falla de elementos
de mampostera sujetos a cargas gravitacionales, mediante el
anlisis experimental de los factores
que intervienen en su comportamiento, tales como resistencia y
mdulo de elasticidad de las
piezas individuales y el mortero, la adherencia entre ambos, la
humedad de las piezas en el
momento de su colocacin, su disposicin, el espesor de las juntas
de mortero, etc. (Gumaste et
al, 2007). Parte fundamental en este tipo de estudios lo ha sido
la simulacin del comportamiento
mecnico mediante el empleo de anlisis numrico con elementos
finitos, utilizando, entre otras,
tcnicas de homogenizacin basadas en enfoques energticos para la
obtencin de propiedades
elsticas y relaciones constitutivas (Lee et al, 1998); en este
sentido, se ha demostrado la
importancia de realizar modelos tridimensionales que tomen en
cuenta el efecto de los esfuerzos
laterales (efecto de Poisson) en los mecanismos de falla, o
bien, el uso de modelos
bidimensionales modificados convenientemente validados (Berto et
al, 2005).
Otro aspecto importante en el desarrollo de patrones de falla de
tipo no ssmico lo constituyen las
cargas ambientales, particularmente los cambios volumtricos
inducidos por efectos de
temperatura y el ataque de agentes agresores como cloruros y
sulfatos; en el caso de vivienda de
tipo social estos problemas se agudizan debido a las
relativamente menos rigurosas
especificaciones de los materiales en relacin con las que se
exigen para otros tipos de
edificaciones de uso no habitacional. A este respecto, se han
hecho diversos intentos por
cuantificar la respuesta de piezas de mampostera sujetas a
variables ambientales de temperatura
y humedad relativa (Hughes y Harvey, 1997) as como el efecto de
agentes externos en la
durabilidad de las estructuras (Sols-Carcao et al, 2005).
2. METODOLOGA Y DESARROLLO
Con el fin de clasificar los diferentes tipos de falla que de
manera ms recurrente se presentan en
edificaciones para vivienda de tipo social, se procedi a la
obtencin de un exhaustivo registro
fotogrfico en una muestra representativa de este tipo de
construccin, consistente de 109
viviendas en diferentes localidades del pas, as como la
recopilacin de los diferentes proyectos
arquitectnicos y estructurales de las mismas, edificadas bajo
los estndares usuales en el medio
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por diferentes empresas constructoras, ello con el objeto de
establecer las posibles causas que
originaron las fallas, el nivel de gravedad de las mismas, as
como las posibilidades de
restauracin o reforzamiento.
Para el estudio y anlisis de las diversas fallas documentadas se
sigui la metodologa propuesta
por Gmez-Meja y colaboradores, de la Universidad de Yucatn,
desarrollada a partir de la
experiencia obtenida en el estudio de numerosas fallas a lo
largo de varios aos (Gmez-Meja et
al, 1996). Esta propuesta metodolgica inicia con la deteccin de
la falla cuyo nivel puede oscilar
entre los extremos de leve a catastrfico; posteriormente se
realiza una minuciosa y exhaustiva
recopilacin de datos la cual se genera a travs de cuatro fases,
a saber:
Fase I. Estudio terico, en el que se recaba informacin bsica
existente como memorias de
clculo, planos, bitcoras, etc, y se elaboran modelos tericos de
anlisis numrico.
Fase II. Trabajo de laboratorio, en la que se definen las
pruebas que se realizarn a los
materiales involucrados a fin de determinar datos bsicos como
resistencia, calidad, etc.
Fase III. Registro de condiciones reales, en la que se
establecen las condiciones actuales de la
estructura, uso, materiales, tipo de sistema estructural, as
como deficiencias constructivas.
Fase IV. Obtencin de evidencias, a travs de fotografas, videos,
entrevistas o mediante el
empleo de equipo diverso tales como deformmetros, niveles,
plomadas, etc.
Una vez completadas las cuatro fases de recopilacin de datos se
procede a contrastarlos entre s
a fin de poder estar en condiciones de formular diversas
hiptesis sobre las posibles causas de la
falla, y a partir de ellas arribar a la ms plausible. El proceso
llega a su fin con el establecimiento
de las diferentes opciones de reforzamiento o rehabilitacin.
2.1 Clasificacin de las Fallas
Con base en el proceso anterior se estableci un catlogo inicial
de fallas, tanto estructurales
como no estructurales, atribuibles a fenmenos no ssmicos en
prototipos estandarizados de
vivienda social, as como una propuesta de su posible
restauracin.
a) Fallas atribuibles a una deficiente concepcin
estructural.
En el proceso de diseo de una estructura es tal vez la
concerniente a la concepcin del tipo de
estructuracin una de las etapas fundamentales, lo que Meli ha
dado en llamar el aspecto creativo
(Meli, 2001), ya que de ella depender en buena medida su
adecuado comportamiento ante
diversas solicitaciones. Es por ello que las fallas debidas a un
deficiente concepto estructural son
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quiz de las que requieren mayor atencin, ya que en la mayora de
los casos ser necesaria una
reestructuracin a travs de la introduccin de elementos
estructurales adicionales. Algunas fallas
observadas, atribuibles a este efecto, son:
Carencia de refuerzo en huecos de muros o de losas
Deficiente sistema de refuerzo de muros o mochetas
Falla estructural de losas por falta de elementos de rigidez
b) Fallas debidas a un mal diseo o detallado estructural
Una vez concebido el tipo de estructuracin ms adecuado as como
el consiguiente
dimensionamiento de los miembros que conforman la estructura y
de la cantidad y disposicin de
su refuerzo, parte crucial en su buen desempeo consiste en
lograr un adecuado detallado de
diversos aspectos tales como anclajes, conexiones, etc.
Desgraciadamente, en la mayora de los
casos esta importancia no se reconoce, concluyendo el proceso de
diseo estructural en la etapa
de dimensionamiento, provocando de esta manera algunos tipos de
fallas observadas, tales como:
Deslizamiento de losas inclinadas
Falta de anclaje de trabes o cerramientos
Falta de anclaje o de refuerzo en muros
Fallas por cambios volumtricos debidos a efectos de
temperatura
c) Fallas en el sistema de cimentacin
En Mxico existen grandes regiones en las que abundan suelos
altamente inestables, no aptos
para el desplante de grandes estructuras. Sin embargo, las
limitantes econmicas en vivienda
social impiden el planteamiento de soluciones costosas como las
que implicaran sistemas de
cimentacin profunda, entre otros. Es por ello que, en la mayora
de los casos, es necesario un
adecuado tratamiento del suelo que minimice ulteriores efectos
adversos en la superestructura,
tratamientos tales como la estabilizacin del suelo o la
introduccin de una plataforma de
material inerte debidamente compactada en la que se disipen la
totalidad de los esfuerzos
transmitidos. Se han detectado algunos tipos de fallas
provocadas por un deficiente tratamiento
del subsuelo de cimentacin:
Asentamientos por deficiente compactacin de la plataforma
Movimientos diferenciales por falta de espesor adecuado de la
plataforma o por
expansividad del suelo
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Intemperizacin de las plataformas
d) Fallas por modificaciones y/o reparaciones posteriores
Una vez que la vivienda ha sido concluida y entregada, y que ha
vencido el plazo de la garanta,
es frecuente que el propietario efecte modificaciones o
reparaciones que en la mayora de los
casos son realizados por quienes no cuentan con la debida
preparacin tcnica, provocando la
aparicin de nuevos patrones de falla. Algunas de las fuentes
detectadas de ello radican en:
Eliminacin de elementos estructurales
Deficientes reparaciones
e) Fallas de tipo constructivo
Existe una gran cantidad de efectos patolgicos no atribuibles al
diseo estructural sino a un
deficiente proceso constructivo, pero que por su importancia en
el desempeo de este tipo de
obras es necesario su estudio y anlisis para evitarlas en la
medida de lo posible. En este concepto
es posible clasificar las siguientes:
Deficiente colado
Deficiente unin de piezas de mampostera
Deficiente detallado de las juntas constructivas
Concreto contaminado
Deficiente colocacin de ductos
Deficiente colocacin de refuerzos en muros
En la Tabla 1 se muestra la frecuencia de ocurrencia de cada una
de las fallas identificadas en la
muestra bajo estudio.
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Tabla 1. Frecuencia de ocurrencia de tipos de falla
TIPO DE FALLA
FRECUENCIA
Fallas atribuibles a una deficiente concepcin estructural
Carencia de refuerzo en huecos de muros o de losas
Deficiente sistema de refuerzo de muros o mochetas
Falla estructural de losas por falta de elementos de rigidez
13
3
1
Fallas debidas a un mal diseo o detallado estructural
Deslizamiento de losas inclinadas
Falta de anclaje de trabes o cerramientos
Falta de anclaje o de refuerzo en muros
Fallas por cambios volumtricos debidos a efectos de
temperatura
7
6
4
18
Fallas en el sistema de cimentacin
Asentamientos por deficiente compactacin de la plataforma
Movimientos diferenciales por falta de espesor adecuado de la
plataforma o por expansividad del suelo
Intemperizacin de las plataformas
9
7
8
Fallas por modificaciones y/o reparaciones posteriores
Eliminacin de elementos estructurales
Deficientes reparaciones
1
6
Fallas de tipo constructivo
Deficiente colado
Deficiente unin de piezas de mampostera
Deficiente detallado de las juntas constructivas
Concreto contaminado
Deficiente colocacin de ductos
Deficiente colocacin de refuerzos en muros
5
3
5
4
5
4
Evidentemente, desde el punto de vista estructural, las fallas
provocadas por un deficiente diseo
de la superestructura se presentan con mayor recurrencia,
seguidas por las fallas en el sistema de
cimentacin, lo que denota, en muchos de los casos, un
desconocimiento del comportamiento
esperado bajo ciertas condiciones tanto climatolgicas como de
sitio, a partir de las
particularidades de la concepcin arquitectnica. Por otro lado,
se puede apreciar la importancia
que cobra tambin un deficiente proceso constructivo en el
desempeo de las edificaciones en
estudio.
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2.2 Propuestas de Prevencin o Reforzamiento
a) Carencia de refuerzo en huecos de muros o de losas.
Su principal efecto consiste en la aparicin de grietas en las
zonas cercanas a huecos o aberturas
en muros (ventanas o puertas) y en losas (domos), originndose en
la mayora de los casos a
partir de las esquinas y propagndose hacia el interior del muro
(Fig. 1a) debido a la
concentracin de esfuerzos generada por la interrupcin de su
flujo por la presencia del hueco. La
mayora de los cdigos de diseo sealan la necesidad de confinar el
hueco con elementos de
refuerzo a partir de ciertas dimensiones (Fig. 1b).
Fig. 1a. Grieta en hueco de ventana Fig. 1b. Confinamiento del
hueco con
elementos de concreto reforzado
b) Deficiente sistema de refuerzo de muros o mochetas
La carencia de un adecuado refuerzo en los extremos de los muros
de mampostera provoca
tambin la aparicin de grietas como las mostradas en la figura
2a, debidas a una alta
concentracin de esfuerzos. Nuevamente, cdigos de diseo
especifican refuerzo vertical
(castillos de concreto armado) en todo extremo de muro (Fig.
2b).
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Fig. 2a. Grieta en extremo de muros Fig. 2b. Refuerzo correcto
de muros
Es usual, en casos en que dos huecos de muros se encuentren muy
cercanos, la colocacin de
castillos de refuerzo vertical muy prximos entre s, colmando el
espacio entre ellos con piezas
de mampostera fragmentada (Fig. 3a), proceso que facilita la
aparicin de grietas a lo largo de la
junta, resultando mas conveniente la colocacin de un solo
castillo de dimensiones mayores (Fig.
3b); el sobrecosto que ello genera es compensado con el gasto
que implicara la reparacin.
Fig. 3a. Castillos muy prximos entre s Fig. 3b. Solucin con un
solo castillo
de dimensiones mayores
c) Falla estructural de losas por falta de elementos de
rigidez
En la concepcin de un sistema estructural para vivienda social
es muy frecuente sobreestimar la
rigidez de las losas cuando los claros son mayores que los
usuales, omitiendo la incorporacin de
vigas o trabes que disminuyan el claro de los tableros de losas.
En la figura 4 aparece la imagen
de una losa que sufri grandes deflexiones en la que se han
colocado vigas de refuerzo, vigas que
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debieron haber sido incorporadas en el diseo desde un inicio (se
aprecia tambin un deficiente
dimensionamiento estructural de las vigas al sufrir tambin
deformaciones de gran magnitud).
Fig. 4. Refuerzo de losas mediante vigas o trabes
d) Deslizamiento de losas inclinadas
En vivienda econmica la losa de cubierta suele colarse con
cierta pendiente a fin de evitar la
colocacin de sobresuelos que ayuden al desage del agua pluvial;
en muchas ocasiones el enrase
de los muros se realiza tambin con la misma pendiente,
existiendo en este caso una natural
tendencia de la losa a deslizarse sobre ellos, arrastrando con
ella las ltimas hiladas de la
mampostera y provocando la aparicin de grietas horizontales
(Fig. 5a). Es conveniente realizar
el enrase de los muros escalonadamente (Fig. 5b) a fin de evitar
esa tendencia al deslizamiento.
Fig. 5a. Grieta por deslizamiento de losa Fig. 5b. Enrase
escalonado de muros
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e) Falta de anclaje de trabes o cerramientos
Cuando las trabes o cerramientos no cuentan con suficiente
longitud de apoyo (Fig. 6a) se facilita
la aparicin de grietas en los muros de soporte (Fig. 6b).
Fig. 6a. Deficiente anclaje de cerramiento Fig. 6b. Grietas
debidas a la falta de anclaje
f) Falta de anclaje de muros
En viviendas a base de muros de concreto, se requiere de un
adecuado anclaje de dichos muros en
el sistema de cimentacin; cuando este no existe se genera la
posibilidad de la aparicin de
grietas horizontales en la base del muro debidas a los
movimientos propios de la estructura. En la
figura 7a se puede observar un deficiente anclaje del refuerzo
de los muros, y en la figura 7b la
consiguiente aparicin del patrn de agrietamiento.
Fig. 7a. Deficiente anclaje de muros Fig. 7b. Grietas debidas a
la falta de anclaje
-
g) Fallas por cambios volumtricos debidos a efectos de
temperatura
Los cambios de temperatura, particularmente en zonas extremosas,
provocan cambios
volumtricos en los elementos constructivos, y si la deformacin
de estos se ve restringida la
consecuencia de ello se ve reflejada en la aparicin de grietas,
tanto en losas y firmes como en
muros; cuando exista esta posibilidad es conveniente la
incorporacin de juntas constructivas
tanto como medida preventiva como correctiva. Las figuras 8a y
8b muestran, respectivamente,
un patrn errtico de grietas en un firme de piso y el
levantamiento del recubrimiento en una losa
de entrepiso, todo ello provocado por cambios volumtricos en el
concreto debidos a cambios en
la temperatura ambiente.
Fig. 8a. Grietas por temperatura en firmes Fig. 8b.
Desprendimiento de recubrimientos
h) Asentamientos por deficiente compactacin de la plataforma
El extremo de las plataformas de edificacin suele tener una
deficiente compactacin por razones
intrnsecas al proceso mismo mediante el empleo de maquinaria
pesada; reconociendo este hecho,
el proyecto arquitectnico de la vivienda debera contemplar un
uso mas racional del espacio
disponible donde sea factible realizar una adecuada compactacin,
de lo contrario, se corre el
riesgo de un asentamiento parcial de la vivienda en donde esta
carece de sustentacin adecuada
(Fig. 9).
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Fig. 9. Asentamiento parcial por falta de compactacin
i) Movimientos diferenciales por falta de espesor adecuado de la
plataforma o por expansividad
del suelo
Una de las causas ms comunes de falla estructural, y de las ms
severas, se debe a los
movimientos diferenciales por asentamientos o expansividad del
suelo de desplante, cuyo efecto
se ve reflejado a travs de un patrn caracterstico de
agrietamiento diagonal en los muros de la
vivienda (Fig. 10).
Fig. 10. Agrietamiento diagonal por asentamiento o expansividad
del suelo
Cuando la magnitud de las deformaciones es pequea (menor a 1mm),
es posible realizar una
reparacin relativamente sencilla mediante el empleo de resinas
epxicas, telas de fibra de
polipropileno, malla de alambre electrosoldado, o una combinacin
de ellas (Fig. 11a). Ante la
presencia de asentamientos mas severos tal vez sea necesario
realizar una recimentacin
introduciendo elementos de mayor rigidez (Fig. 11b).
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Fig. 11a. Reparacin con tela de polipropileno Fig. 11b. Trabes
de rigidez en cimentacin
j) Intemperizacin de las plataformas
Otra fuente de posibles asentamientos debidos a la prdida de
sustentabilidad ocurre cuando la
plataforma de desplante no cuenta con la debida proteccin en
contra del intemperismo, lo que
origina un reblandecimiento y la consiguiente prdida de
compacidad (Fig. 12a). En estos casos
se requiere de un dentelln de proteccin, por lo general de
concreto reforzado, que puede ser
parte del sistema de cimentacin (Fig. 12b).
Fig. 12a. Plataforma expuesta a la intemperie Fig. 12b. Dentelln
de concreto reforzado
k) Eliminacin de elementos estructurales o reparaciones
deficientes
En muchas ocasiones se suelen realizar modificaciones en la
vivienda sin contar con asesora
tcnica especializada, provocando fallas como la que se muestra
en la figura 13a, en la que se
elimin un muro estructural sin sustituirlo con un adecuado
refuerzo. En otros casos, al intentar
reparaciones sin la debida supervisin se corre el riesgo de
provocar una prdida mayor de la
estabilidad de la construccin (Fig. 13b).
LOSA DE
CIMENTACIN
VARIABLE*
15
CONTRATRABE
DE RIGIDEZ
5
40
MURO DE TABIQUE DE
BARRO
BLOCK DE CONCRETO
N.P.T.+0.00
10
DENTELLON
PROYECCION
DE CASTILLO
N.P.T.-0.10
12
ARMEX
12x12-4
MALLA
ELECTROSOLDADA
PLATAFORMA DE
CIMENTACION
(VER NOTAS)
MALLA
ELECTROSOLDADA
6x6-10/10
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Fig. 13a. Eliminacin de un muro estructural Fig. 13b. Reparacin
deficiente en muros
l) Fallas de tipo constructivo
Las figuras 14 a 19 ilustran algunos tipos de fallas atribuibles
a un deficiente proceso
constructivo. La prevencin de este tipo de fallas es
evidente.
Fig. 14. Deficiente colado. Refuerzo expuesto Fig. 15.
Deficiente unin de mampostera
Fig. 16. Deficiente junta constructiva Fig. 17. Concreto
contaminado
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Fig. 18. Deficiente colocacin de ductos Fig. 19. Deficiente
colocacin de refuerzo
3. CONCLUSIONES
Como se ha podido constatar a partir de este anlisis, es
evidente que la nica manera de lograr
un mayor conocimiento y comprensin de los fenmenos no ssmicos
que propician la aparicin
de patrones de falla en sistemas estructurales consiste en su
adecuado registro y documentacin,
as como en un detallado estudio llevado a cabo por
especialistas. Algunas de las fuentes mas
importantes que generan comportamientos adversos en el desempeo
del tipo de construcciones
aqu estudiado, se relacionan en buena medida con un deficiente
diseo de la propia estructura en
todas sus etapas, desde su concepcin hasta las actividades que
tienen que ver con el detallado
definitivo, pero tambin existen otros factores atribuibles a una
prctica constructiva que nada
tiene que ver con la correcta interpretacin de las
especificaciones y recomendaciones del
proyecto original, favorecida y tolerada en muchos casos por una
insuficiente supervisin del
ingeniero estructurista durante la etapa constructiva, todo ello
aunado a un relativamente gran
desconocimiento por parte de muchos de los implicados, de los
mecanismos propiciatorios del
comportamiento patolgico estructural. A fin de subsanar en buena
medida esta situacin, se
proponen las siguientes recomendaciones:
Garantizar que el encargado de realizar el proyecto estructural
de la edificacin cuente
con la debida preparacin tcnica en el mbito de esta competencia
y con el registro
correspondiente en los padrones de peritos corresponsables en
materia de seguridad
estructural de los departamentos de infraestructura municipal,
encargados de la
expedicin de licencias de construccin.
-
Realizar una mejor prctica constructiva acorde con los
requerimientos especificados por
el proyectista estructural. Para ello se requiere contar con
planos constructivos completos
y detallados cuyas especificaciones y requerimientos no puedan
dejar lugar a dudas o a
posibles interpretaciones diversas por parte del
constructor.
Desarrollar una mayor y mejor supervisin por parte del ingeniero
estructurista durante la
fase constructiva que coadyuve a una correcta ejecucin acorde
con el proyecto original.
Incluir dentro de los planes curriculares de los programas de
licenciatura de ingeniera
temas relativos al estudio de fallas estructurales y de su
tratamiento, toda vez que ello
conlleva a la formacin de especialistas con una mejor comprensin
del tema.
Establecer lneas de investigacin relativas al estudio y anlisis
de fallas en estructuras, y
en general de la patologa estructural, dentro de los cuerpos
acadmicos de ingeniera
estructural en las instituciones de educacin superior.
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