Ensayo Patologia.docx

7/18/2019 Ensayo Patologia.docx

http://slidepdf.com/reader/full/ensayo-patologiadocx 1/8

Especialización en EstructurasFaculta de Ingeniería

Ingeniería CivilUniversidad de Cartagena

DURABILIDAD NUEVO ENFOUE DE CALCULO ! DI"E#O

$%r& Ed'ar (%s) Benavides *uerra+,-.,/.0,1/

A través de los tiempos los ingenieros han estudiado, teorizado, experimentado y

mecanizado la mayoría de los fenómenos físicos que se dan en sus campos de aplicación, la

ingeniería civil como disciplina de estudio y ciencia nunca se ha mantenido en un estado

del arte que nunca pasa de moda, por el contrario, los ingenieros civiles siempre están

innovando.

Como se sae la ingeniería estructural es uno de los campos específicos de estudio de la

ingeniería civil ella se ha encargado de dise!ar y calcular elementos y sistemas estructurales

que hacen de la vida del ser humano una delicadeza en el diario vivir de no darnos cuenta

de las cosas que nos rodean, edificios, puentes, t"neles, casas, presas etc. todas para

aguantar la naturaleza hasta que ella misma lo permita, para hacer las amena la vida de la

humanidad.

#os ingenieros estructurales aplicando la mecánica del medio continuo, las leyes físicas,

experiencias, hipótesis, conceptos, análisis y aproximaciones, calculan para que las

estructuras resistan las diferentes solicitaciones de cargas, en diferentes proailidades de

cargas como ien se sae, de la que se ha pasado en que un material tenga un esfuerzo

máximo qué nos de la seguridad de su desempe!o, a$o las cargas impuesta, a tomar estas

cargas y multiplicarlas por coeficientes de cargas por los cuales se tiene mayor precisión,

esto para llegar a una resistencia máxima ,hasta listar las situaciones de riesgo que se

puedan calcular teniendo un factor de seguridad como margen.

%sta reve introducción para todos aquellos que estamos ensalzados por la rama de la

ingeniería estructural de alguna u otra manera, estudiantes de ingeniería de pregrado y



posgrado, profesionales en el campo en Colomia por las cual nos lleva a pensar, &estamos

en nuestros métodos de dise!o teniendo el cuenta el tiempo en el que van a durar las

estructuras que dise!amos valga la redundancia', &será que el tiempo no es un factor

importante para la resistencia de la estructura'&es importante la acción del amiente en los

materiales en el trascurrir de los a!os' &Afecta esto la vida "til de la estructura'

(ara resolver este cuestionamiento tenemos que ahondar técnicamente en estas hipótesis, y

desmenuzar la esencia de lo que es la )urailidad y por ende patología con$untamente,

deido a que donde hay un prolema de durailidad hay un fenómeno que se dee tratar

patológicamente. *implemente definida y aplicada a muchos campos no solo a la

ingeniería, la patología es un análisis metódico del desarrollo en el tiempo de los

deterioros, per$uicios, enfermedades por decirlo así, de los materiales estructurales en

general, estudiando desde lo que ocasiona el detrimento en el material estructural

+concreto, acero etc. así como lo post de la causa, los efectos, resultados o secuelas que

estás de$an en el, y tamién trata de remediarlos de la manera mas efectiva. Así

colocándonos en el contexto del tiempo todo este tipo de -enfermedades afectan la

durailidad del material, siendo la patología un indicador de lo que puede resistir en un

periodo, el material. %ntonces la patología se convierte en un medio para la )urailidad,

avisando mediante rasgos característicos las falencias del material y sus causas. Así la

durailidad es la capacidad de un material de soportar todas aquellas acciones medio

amientales que lo deterioren o degraden durante su vida "til. %stas acciones o ataques

pueden ser de tipo /iológico, químico o físico. Así mismo como efectos de por arasión,

fuego y radiaciones.

0iendo cuan importante es la durailidad de una estructura en su definición ella misma se

pertenece para ser parte fundamental, producir y mantener una estructura de calidad, estacalidad en general tiene actores participes tanto a los que dise!an, como los que revisan,

como los que construyen. %sta calidad depende así del cálculo y dise!o, estos deen hacer

hincapié en la durailidad de las oras, que tengan un componente de supervisión técnica

adecuada, para plasmar de la manera mas precisa los dise!os a la realidad1 en la

faricación que los materiales, métodos y faricantes de cualquier material o insumo estén



altamente calificados1 del trasporte el cual dee minimizar riesgo de da!os, la puesta de los

mismo y su mantenimiento.

Actualmente en %uropa y estados unidos se implementa la unión de todos los criterios ya

mencionados de dise!o y la durailidad. Así el %234C4)564 enuncia que reemplazaratodo reglamento anterior para enfocarlo en dos cosas simples para los ingeniero una no mas

ovia que la otra7 la estructura será apropiada para el uso que se le de y durara de tal

manera que se correlacione convenientemente con los costos de mantenimiento +%urocode

8. %l nuevo enfoque del código hacia la durailidad se fomenta en cuatro aspectos ásicos7

seguridad estructural, dise!o detallado de la estructura, materiales de calidad, y en los

estándares de prueas. %sta nueva perspectiva nos dice que para las solicitaciones como

valor resultado de las acciones se dee tener en cuenta los efectos amientales, profundidad

de caronatación1 ya la resistencia de dise!o esta mas desmenuzada de manera que se

incluye parámetros como permeailidad de la estructura, los patrones de agrietamiento,

recurimientos, Calidad de la mano de ora entre otras. %n fin podemos apreciar el

encauzamiento al que se encamina el código europeo, del que hace la durailidad como ya

lo di$imos un aspecto fundamental en la calidad de las oras.

%n el American concrete institute por e$emplo podemos encontrar un capitulo especifico

AC5 89:.83;9< guía para el concreto durale, en donde se descrie los procesos por los

cuales patológicamente el concreto empieza a tener enfermedades que afectan su

durailidad en varios caso, un e$emplo de este es el numeral =.8.> en el que para tener una

prevención en las heladas como medio agresivo enumera aspectos como7 *elladores, la

humedad efectivamente a$a por posiilidad de da!o en hielo y deshielo, el mismo dise!o y

mantenimiento , en elementos como losas la redirección del agua de curado, las misma

teorías para el da!o por heladas, de lo que se llama en el mismo código las );Crac?ing o

grietas por durailidad, la exudación, la presión osmótica y las demás implicaciones que se

deen tener para los mecanismo de da!o por helada y deshielo. Así este código nos da una

visión de los tratamiento, las teorías a tener en cuenta, los mecanismo de prevención y las

medidas a tomar.

%n contraparte tenemos en Colomia en el Código sismo resistente con el capitulo C.=

titulado requisitos de durailidad +para el concreto estructural, nos muestran seg"n la



categoría del agente agresor y la exposición, las condiciones en las cuales dee estar el

concreto por e$emplo para la categoría de sulfatos para una condición muy severa se tienen

+*@ cantidades del ion *4= mayores a 8.9 en peso de suelo y a :999 mgB# de agua. %n

este capítulo con ase a la exposición anteriormente descrita se toma la clase de concreto a

usar, con un mínimo de @: (A el cual dee tener puzolanas o escorias como adición.

5gualmente se tiene la DEC >>>: la cual descrie tamién para el concreto, en la que

define las terminologías relacionadas con la durailidad para este material, las condiciones

de exposición, el cual para el e$emplo citado el ion sulfato en el agua dee ser mayor a

@999 mgB# disueltos en agua y mínimo :8999 mgBFg en el suelo, donde ya se menciona

que la relación agua cemento dee ser de 9,=> tanto para concretos no reforzados,

reforzados y pre esforzados. #a mínima resistencia para esta norma es más alta para esta

exposición, @> (A y un mínimo de @>9 ?gBm@ de contenido de material cementante y los

tipos de cemento a usar son el tipo 55 y el tipo 0. Con esta comparación vemos que la

normativa de dise!o se está quedando corta en los parámetros de criterios requisitos para

dise!ar teniendo en cuenta la durailidad en este caso especifico en concreto estructural. y

contrastándola con las normas extran$eras vemos que nos quedamos cortos en darle la

importancia que se merece al tema de durailidad.

)e aquí en adelante que es oligación que las estructuras se deen comprender

estéticamente, utilitaria o funcionalmente, que sean económicas y seguras para llegar a la

óptica de la durailidad requerida. %s así que el dise!o se hace una de las pieza clave de la

vida "til de las oras. #os ingenieros dise!adores estructurales estamos llamados a su$etar

todas las variales, las cuales trataremos adelante, para así no de$ar caos sueltos a tan

importante parámetro el cual es la durailidad, tanto así que las lesiones patológicas se

pueden presentar por errores de calculo y dise!o, omisión de aplicación de los códigos

regentes o falta de especificación para quienes construyen.

Gay que tener en cuenta los estados límites como, deformaciones excesivas o deflexiones

enormes, fisuraciones prematuras y excesivas, desplazamientos fuera de lo normal, tiempos

de exposición al fuego así mismo estados limites de la formación y aerturas de fisuras,

para controlar el dise!o desde la durailidad.



(ara el dise!o se dee Calcificar ien las agresividades a las que se va a someter la

estructura, definir los peligros potenciales, la vida "til, especificar en detalle, amarrar las

demás características de la estructura haciendo conciencia de ella y controlar el fisura

miento, estas son las medidas mas importantes usadas como regla de oro de la durailidad.

*aliéndonos de la parte del dise!o otro aspecto importante en la durailidad son los

materiales, los cuales generalmente seg"n los códigos que se le apliquen tendrán

requerimientos de propiedades físicas y mecánicas y de su estailidad, así se dee

relacionar la composición de los materiales con las propiedades mencionadas, los cuales

pueden ser para un fin especial o simplemente estructurales o portantes. #a composición del

material y su relación con las propiedades puede ser evaluada macroscópicamente,

microscópicamente y a nivel molecular iónico, denudando así su composición química,

mineralógica y de fase. %stos deen estar caracterizados en su totalidad tanto en

propiedades físicas y químicas, como a nivel de prueas de laoratorios sus propiedades

mecánicas para el uso que se les valla a dar, de tal manera que se asegure la calidad del

material como se pide en el dise!o previo.

Gemos dicho ya que el ingeniero dise!ador se dee encargar de especificar al máximo en

cuanto sea a materiales normas y demás componentes para la construcción de la ora que

no se de$e en manos del constructor si no que su mano de ora sea calificada. %l mismo

dee incluir en los proyectos las medidas necesarias para que la duración estimada de

determinada ora se alcance de acuerdo al grado de exposición que tenga. %s por eso que se

hace necesario que la ingeniería estructural vaya de mano amiga con la ingeniería de

materiales. Ha que los materiales se van a exponer a una zona determinada con

características propias de su región, y deen ser estudiados a fondo de dar respuestas a los

requerimientos de duración %n Colomia podemos ver los requisitos de los materiales para

un concreto por durailidad en la norma DEC >>>: en el capitulo >.: en condiciones

ásicas.

%stos materiales recalcamos estarán expuestos después de su colocación, ya sea el concreto

reforzado, acero estructural, mortero etc. (ara el concreto reforzado tendrá por e$emplo el7

ataques electroquímicos los cuales se pueden sudividir en caronatación, ataque por

cloruros y corrosión. %l ataque tamién puede ser químico y este a su vez puede darse por



sulfatos, acidez, por contenido de amonio y magnesio, por residuo seco, o reacción álcali

agregado. %l ataque puede ser físico y se da por hielo o deshielo, desgaste arasión,

exposición al sol, camio de temperaturas etc. Gay muchos tipos de ataque los cuales se

deen tener en cuenta en el proceso de elaoración de un proyecto así como su e$ecución.

)ependiendo en el medio amiente en el que se este así se sará el grado de exposición y a

cuales de los ataques anteriores clasifican para tener en cuenta. Así hará como en

Cartagena, amientes marino costeros, de altas humedad, amientes secos, industriales,

rurales1 que a la final se clasifican en cuatro importante tipos de amiente los cuales son7

Amiente ligero o déil con humedades relativas menores al I9, Amiente moderado,

Gumedad entre el I9 y el J< es u amiente camiante, Amiente severo amientes

marinos industriales con humedades relativas entre el I9 y el J< y amientes muy

severos con elementos agresivos en aire o agua de mar salpicando. %stos tipos de

amientes, están caracterizados en su estado del clima +temperaturas, humedad, presión

etc. y el tipo de clima que oedecen a la agresividad del medio amiente en su estado

natural, para las cuales se dee tener muy claro si es microclima o clima local la condición

de medio amiente que incurre directamente en el deterioro de una estructura.

%l medio amiente es el primer indicio de que las estructuras necesitan un tratamiento

especial, así como cuando se hace un dise!o de mezcla de concreto se tiene en cuenta

donde estará uicada la ora, para ver escoger el tipo de cemento en el dise!o, así mismo se

hace necesario para las estructuras en general, no se puede pretender aislar las leyes físicas

por ser condiciones idealizadas, los ingenieros estructurales tratamos de amenizar y de

suavizar las acciones de la naturaleza que son inevitales e imatiles pero en mayor

medida hagamos conciencia incluso de la misma contaminación, aseguraremos en la misma

cantidad la durailidad. 2n e$emplo de la afectación por la contaminación en el amiente

es el caso de la torre Colpatria la cual se le hizo un estudio por 3omero, )upy y Kui!onez

en el a!o 89::, el cual eval"an la influencia de la contaminación atmosférica en la fachada

de la torre por gases contaminantes. %l mismo a saer de los agentes ióticos,

microrganismo y hongos generando como principal efecto la putrefacción. Así mismo la

presencia del agua es un factor iológico importante.



Eodos estos conceptos están encaminados a un solo propósito, asegurar la vida "til de un

proyecto o determinada ora y es aquí donde entra el concepto de 0ida prevista el cual es

simplemente el periodo para el cual se dise!o que al construirse satisfará los requisitos

funcionales, estructurales y de durailidad, de tal manera que no genere costos imprevistos

por mantenimiento.

4tro concepto muy importante es el de vida "til, el cual no es más que el tiempo previsto en

el cual se proyecto el comienzo del deterioro de la estructura, es decir los mecanismos de

los agentes atacantes en las estructuras que son impulsados por la exposición de área donde

esta uicada la estructura, tendrán un tiempo en el que las estructuras ya no podrán hacer

mucho por ellas, donde se vence la arrera protectora por la que aseguramos todos esos

parámetros dichos inicialmente, los cuales se empiezan a consumir deilitando la estructura

y por ende su resistencia. %sta lo que conocemos como vida "til total que va desde cuando

ya tenemos la estructura terminada hasta cuando fallan sus elementos estructurales, es decir

colapsa por cualquiera que sea el mecanismo que halla afectado al integridad estructural. #a

vida residual es un tiempo después que se analiza la estructura, se estudia y se da un

diagnostico final. Así que desde el inicio del proyecto, este es sometido al agente agresor

pero no es hasta vida de "til que se empieza a ver afectado por los diferentes tipos de

ataques seg"n sea el caso.

*eg"n calinas en %spa!a +Avances en especificaciones de durailidad de estructuras de

concreto la vida "til de un proyecto puede ir desde los @ a!os siendo estructuras

temporales, >9 a!os para estructuras marítimas y edificaciones para viviendas y :99 a!os

para edificaciones de salud y educación y puentes con luces mayores a diez metros. %sto

nos volvería a replantear nuestra hipótesis inicial preguntándonos &se puede aumentar la

vida "til de los proyectos a mas de :99 a!os'

(ara eso se ha enmarcado aquí la importancia una ora durale estará en la memoria de loduradero seg"n el tiempo de la sociedad que lo percia, y al servicio de la humanidad para

la función por la que se le creo. )e esta manera la calidad del dise!o, materiales, e$ecución

y cuidado determinan el grado de durailidad, estipulando su vida "til, por eso se hace

necesario en Colomia empezar a implementar desde el código sismo resistente los

criterios de durailidad para que en todo dise!o sea tenido en cuenta. Con esto



aseguraremos que algunos estados limites, los cuales a veces no tenemos en cuenta, entren

a $ugar un papel clave y se unifique así la manera de dise!ar, camiando el enfoque de las

disciplinas por separados, ya que la ayuda de los campo por e$emplo de la ingeniería de

materiales favorece ampliamente a la ingeniería estructural en cuanto a criterios de

durailidad. Así mismo concienciar todos los procesos en la ingeniería hacia el enfoque que

se viene dando el cual es y valga la redundancia una vez mas, que las estructuras, sean

económicas, estéticas, funcionales, seguras y soretodo que duren para que sean

aprovechadas por la humanidad.

Referencias

[1] Arcila López, Carlos; Avances en especificaciones de durabilidad de estructuras de

concreto; Conferencia ASOCREO, AC!"#er$%

[&] A'erican Concrete !nstitute, (uide to )urable Concrete; AC! &*1%&R"*+;AC!

co''ittee &*1; &**+[] Rivera L, (erardo; Concreto Si'ple, Cap% - )urabilidad del Concreto, .niversidad

del Cauca%

[/] Códi0o colo'biano de construcción sis'o"resistente, SR 1*, decreto 2&3 de &*1* ,

'odificado por el decreto nacional *2& de &*11%

[4] Rivera, 5alberto; otas de Clase 6 #resentaciones, .niversidad de Carta0ena,

Especialización Estructuras &*14%[3] Eurocode ; )ise7o de estructuras de 8or'i0ón; or'a europea para la !n0enier9a,

Co'it: europeo de or'alización%

[-]Ro'ero, ; )upu6, C; ui7ones, <; !nfluencia de la conta'inación at'osf:rica en la fac=ada de rascacielos, Caso orre Colpatria%

[+]C 4441, or'a t:cnica Colo'biana, )urabilidad de estructuras de Concreto,&**-

http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=41340#0



Ensayo Patologia.docx

Documents

Transcript of Ensayo Patologia.docx