UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

RESPONSABILIDAD SOCIAL

Analisis de patologias en el acero, del colegio Inca Garcilazo y Coliseo Cerrado Gran Chavn

INTEGRANTES:

Castillo Cachay Bryan Oscar

Fernndez Marcelo Geraldine Gisell

Garca Paredes Jhonatan

Infante Sosa Sael Anthony

Quiones Carrasco David

CHIMBOTE PER 2015

NDICE

PAG

INTRODUCCION

MARCO TEORICO

CONCEPTO DE ACERO1.0 TIPOS Y CAUSAS DE PATOLOGIAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO4.0

TIPO DE PATOLOGAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO DE

CONSTRUCCIN...........................................................................................................4.0

CAUSAS MS FRECUENTES DE PATOLOGIAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO DE CONSTRUCCIN...6.0

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN8.0

JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN....9.0

REPARACIONES EN ESTRUCTURAS METALICAS1.4

FOTO GRAFIAS ANEXADAS ..10

OBSERVACIONES.2.0

CONCLUSIONES....13 RECOMENDACIONES...14

INTRODUCCION

Aunque las estructuras metlicas tienen una reciente implantacin apoyada en una fuerte tecnologa, tambin son susceptibles de sufrir lesiones que ponen en peligro tanto la integridad constructiva como la seguridad del edificio.

Los procesos patolgicos que afectan las estructuras de acero pueden derivarse de causas propias de la naturaleza del material, especialmente su debilidad al ataque qumico ambiental y la solucin constructiva adoptada en proyecto y ejecucin.

Debido a este motivo, es necesario analizar las patologas sirvindose de las tcnicas de inspeccin adecuadas. Slo de esta manera podr intervenirse correctamente para realizar su reparacin, siendo igualmente necesario establecer las medidas de prevencin pertinentes.

Reparar una patologa en la estructura implica atacar las causas cuando sea posible, protegerla de ellas, reforzar cuando sea necesario, disminuir las solicitaciones en la zona comprometida mediante liberacin de acciones, desvo de cargas o variaciones de diseo y en ltimo trmino, reparar los daos con una adecuada eleccin y aplicacin de las tecnologas y materiales existentes en el mercado de una manera sustentable.

MARCO TERICO

1. CONCEPTO DE ACERO

El acero es una aleacin o combinacin de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%), aunque a veces se agregan otros componentes para darle otras caractersticas.

Los tipos de acero empleados en edificacin son:

Aceros al carbono: Son la mayora de los aceros (ms del 90%). Contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.

Aceros de baja aleacin ultrarresistentes: Reciben un tratamiento especial que les confiere una mayor resistencia que los anteriores, logrando as un espacio interior ms amplio.

2. TIPOS Y CAUSAS DE PATOLOGIAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO

2.1. Tipo de Patologas en Estructuras de acero de construccin.

A. Corrosin: Afecta especialmente a elementos ocultos, exteriores o de difcil acceso, prximos a caos de bajada o instalaciones sanitarias (presentan fugas, condensaciones, etc.) o con escaso revestimiento protector contra condensaciones, filtraciones, humedad capilar o lluvia.

Los sntomas son: superficie picada, oxidada, dejando aparecer placas o escamas de xido que se desprenden con facilidad, de un color rojo oscuro tpico. La superficie de la seccin se reduce, y ante el aumento de tensiones, disminuyen la resistencia.

B. Erosin por abrasin: Se aprecia en la secciones de acero por el aspecto desgastado y liso de las superficies. Est relacionada con el trabajo de partes mviles en contacto o en elementos que sufren accin por el oleaje o partes sumergidas en lquidos.

C. El efecto del impacto: Se caracterizan por deformaciones localizadas en los elementos afectados, ondulaciones de dbil longitud. Es la causa de los deslizamientos en los nudos, provoca la deformacin de la estructura, crea zonas de acumulacin de tensiones muy elevadas y acrecienta la posibilidad de rotura por fatiga.

Eso lleva a que se requirieran inspecciones regulares y la reparacin inmediata en caso de ser necesario. Las uniones constituyen uno de los puntos ms delicados a tener en cuenta en la estructura, debiendo identificarse el tipo de unin, ya que los defectos varan segn el tipo de unin.

Roblonado o Atornillado: El problema ms importante es la corrosin por aireacin diferencial que puede surgir en los encuentros, causando una prdida de seccin til en los roblones o tornillos.

Soldadura: Los procesos patolgicos mecnicos son consecuencia de una seccin de clculo insuficiente o de una ejecucin no uniforme. Las patologas qumicas son causadas por incompatibilidad de aceros o con el material de aportacin.

D. El efecto de la fatiga: Se define como la rotura de un elemento bajo esfuerzos repetidos y variables que producen tensiones iguales o inferiores a las consideradas como admisibles al proyecto. Los sntomas son pequeas estras perpendiculares a la direccin de las tensiones y son un grave peligro porque son difciles de prever. Puede provocar el hundimiento de la obra sin aviso previo.

E. El efecto del impacto: Se caracterizan por deformaciones localizadas en los elementos afectados, ondulaciones de dbil longitud. Hay que tener especial cuidado de no confundirse con el aspecto que presentan los elementos afectados por tensiones de pandeo trabajando a compresin ya que ambos se manifiestan de manera muy similar pero mientras el pandeo es seal de efectos ms profundos.

Si se presentan deformaciones de aspecto de cresta de gallos o en elementos trabajando a traccin, se trata de un problema de impacto, mientras que el pandeo se manifiesta en forma de curva en S en ambos lados del eje del elemento.

3. CAUSAS MS FRECUENTES DE PATOLOGIAS EN ESTRUCTURAS DE ACERO DE CONSTRUCCIN:

Las lesiones a las que se ven afectadas las estructuras de acero de construccin

pueden clasificarse en tres grupos:

Agresiones biolgicas

Agresiones fsicas y mecnicas; Este tipo de agresiones son las ms comunes que puede padecer cualquier tipo de estructura

Agresiones qumicas; Puede actuar localmente en reas muy reducidas y peligrosas de la estructura.

A. Agresiones biolgicas: Este es un caso poco frecuente en la edificacin, puesto que no es corriente encontrar (micro) organismos alimentados por metal. A pesar de esto, s existen ciertas bacterias que pueden intensificar con su actividad los procesos de corrosin.

B. Agresiones fsicas y mecnicas: Este tipo de agresiones son las ms comunes que puede padecer cualquier tipo de estructura. Probablemente, las vibraciones, dependiendo de la configuracin de la estructura se

transmitan con una mayor facilidad comparando con estructuras cuyo mdulo de formabilidad sea menor.

Respecto a las agresiones fsicas, El fuego es la ms significativa debido a su gran destructividad, lo cual hace necesario establecer una cuidada proteccin especfica: en el material, su disposicin y la propia organizacin del edificio.

Los motivos mecnicos que originan la alteracin y deterioro de los materiales incluyen movimientos, deformaciones y rupturas.

C. Agresiones electroqumicas: La corrosin electroqumica tiene junto al fuego un poder destructivo muy importante, pero se diferencia en que su tiempo de actuacin es mucho ms lento y no suele percibirse hasta que los daos no son significativos. Algunas de las causas que favorecen este tipo de procesos son:

Agua: Las aguas de tipo duro tienen un alto contenido de iones de calcio y magnesio que favorecen las reacciones qumicas, incluso las limpias presentan impurezas minerales, oxgeno y dixido de carbono disuelto.

cidos: Procedentes de lluvia, terrenos, enyesados, maderas (roble, tuyas, castao), algas y musgos. Provocan la perforacin de los metales.

Sales: En muchos casos ayudan en la formacin de una pelcula protectora e inhibidora de la corrosin, si no se superan en determinadas cantidades.

lcalis: El hidrxido de sodio y de potasio liberados por el cemento Prtland es muy perjudicial para el zinc, el aluminio y el plomo en presencia de humedad; sin embargo, no afectan al cobre y protegen de la corrosin a los materiales ferrosos embebidos en hormign rico en cemento.

Clima: Existe una clasificacin de los climas segn sea su impacto en los metales estructurales.

Factores de diseo: Para prevenir una corrosin prematura se debe dotar a las superficies de una ligera inclinacin para posibilitar la evacuacin de agua, distribuir orificios de drenaje y disponer espacio suficiente entre elementos para preparar las superficies y pintarlas, evitando lugares donde se acumule agua y otros contaminantes.

I. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

1. Objetivo General:

Determinar y evaluar las Condiciones de diferentes estructuras de acero de construccin (concreto armado), y as conocer el grado de vulnerabilidad.

2. Objetivos Especficos:

Encontrar el deterioro o patologa de la estructura de acero de construccin.

Determinar la causa que afecta a la estructura.

Evaluar las posibles reparaciones.

Elegir y proponer un mtodo de reparacin.

AI. JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN

El presente trabajo se justifica por la necesidad de conocer el estado actual de distintas estructuras de acero de construccin de nuestra localidad y las causas que generan la presencia de los diferentes factores patolgicos generados por factores internos y externos en las edificaciones.

Porque cada vez se observa la presencia de patologas que daan las edificaciones en la mayor parte de la ciudad; y an ms en las edificaciones que se viene desarrollando en zonas en donde la intensidad de la degradacin de los materiales que se emplean en la construccin son altas y eso hace que se tenga un mayor cuidado y gran preocupacin ante estas patologas que se encuentran a lado del mar.

FOTOS ANEXADAS

COLEGIO INCA GARSILASO

Se aprecia que el acero de las columnas, columnetas de amare, vigas de cimentacin, zapatas, tolotes que esta expuesta al interperie tambien se encuentran oxidados y doblado. Esto afecta a que el limite elastico del acero disminuya al igual que su resistencia Fy=4200 Kg/cm2. Esto debilita a las estructura para soportar esfuerzos de corte y deflexiones.

Como solucion previa se debe aplicar un aditivo removedor de oxido.

COLEGIO INCA GARSILASO

Observamos en la fotografa la presencia de factores patolgicos que han afectado a las estructuras por agentes qumicos, como es la presencia de corrosin en la armadura.

COLEGIO INCA GARSILASO

Como se aprecian en las fotografas todo el acero que se emple en la edificacin en el colegio Garcilaso se ven a simple vista muy daadas por la corrosin y as a la vez disminuyendo su resistencia para cual fue diseada cada uno de los elementos estructurales, columnas, vigas de cimentacin, zapatas, pilotes, etc.

Como solicion previa se debe aplicar un aditivo removedor de oxido.

COLISEO CERRADO GRAN CHAVIN

Se observa que acero corrugado de construccion se encuentra oxidado por estar en la interperie sin ninguna proteccion, con un tiempo variado de 2 a 6 meses. Esto perjudica a la armadura del acero puesto que puede perder el peso minimo que exige la norma.

Como el oxido del acero es superficial se puede realizar reparaciones se tiene que utilizar aditivo para remover el oxido del fierro, puede usarce SIKA RUSTEX, y para darle mayor seguridad a los ataques quimicos (el agua contien sulfatos) puesto que chimbote presenta gran humedad podria usarce el aditivo inhibidor de corrosion SIKA CNI.

COLISEO CERRADO GRAN CHAVIN

Se aprecia que el acero para las placas se encuentran oxidadas y doblados. Esto afecta a que el limite elastic del acero disminuya al igual que su resistencia Fy=4200 Kg/cm2. Esto debilita a las estructura para soportar esfuerzos de corte y deflexiones. El acero trabajado oxidado sin nunguna proteccion contra el suelo, la lluvia y la interperie.

Como solucion previa se debe aplicar un aditivo removedor de oxido.

BI. REPARACIONES EN ESTRUCTURAS DE ACERO

1. PROTECCION PALIATIVA:

1.1. PROTECCIN INTERNA:

1.1.1. Proteccin Catdica: Es un tipo de proteccin consistente en el uso de corriente elctrica para prevenir o reducir la velocidad de corrosin de un metal en un electrolito, haciendo que el acero acte como ctodo y no se corroe.

Se puede lograr una mxima eficacia utilizando adems recubrimientos protectores, teniendo especial cuidado en su eleccin para evitar que sean atacados en condiciones alcalinas o que se formen ampollas.

1.2. PROTECCIN EXTERNA:

1.2.1. Revestimientos:

A. Esmalte vtreo: Este esmalte se realiza sobre piezas de acero o de hierro fundido, aplicando una mezcla formada por silicatos, fundentes y pigmentos para colorear que constituyen un recubrimiento duro y resistente a la corrosin. Los cantos y ngulos deben ser redondeados para evitar que se fisure la superficie esmaltada, que resulta muy sencilla de limpiar.

B. Aplicacin de pinturas: Un sistema durable implica una o ms capas de fuentes de proteccin activa y una o ms capas de recubrimiento, que constituyen un ltimo acabado. Es aconsejable recurrir a las imprimaciones anticorrosivas dentro del sistema para prevenir la corrosin, proteger al sustrato en roturas de la pelcula de pintura, e impedir la extensin de la corrosin.

Las pinturas que se aplican sobre el acero suelen dividirse en dos clases:

Pinturas no pigmentadas (barnices, lacas y aceites secantes)

Recubrimientos pigmentados (imprimadores y capas de acabado) se emplean en sistemas de secado al aire o estufa a temperaturas moderadas.

C. Efecto barrera: Es aconsejable la realizacin de tres capas:

Capa inicial (Imprimaciones Anticorrosivas): Para complementar el efecto barrera dado por las pinturas de las capas ms externas, estas imprimaciones anticorrosivas estn pensadas para combatir la presencia de agua y oxgeno junto al acero.

Capas intermedias (Las Gruesas): Las capas intermedias son ms gruesas, y por lo general de aspecto mate o satinado. No suelen contener pigmentos anticorrosivos, y se emplean para aumentar el grosor del sistema y dejarlo ms impermeable, as como para evitar las exfoliaciones. Las materias primas empleadas son similares a las de las imprimaciones.

Capas finales (Acabado): En funcin del proceso de formacin de pelcula se clasifican en: Pinturas de Secado Fsico (proceso evaporacin de disolventes y entrelazado de macromolculas del polmero) y Pinturas de Secado Qumico (reacciones qumicas: unin entre macromolculas de resinas)

1.2.2. Proteccin en base a pintura para acero:

A. Pinturas al aceite: Particularmente apropiado para estructuras expuestas a la intemperie. Poca resistencia a ambientes qumicos, inmersin en agua, condensaciones, atmsferas salinas o muy corrosivas, humedad elevada, temperaturas altas, abrasin y condiciones enterradas.

En general se recomienda su utilizacin en ambientes rurales, urbanos, marinos e industriales medios y en zonas de humedad moderada.

B. Pinturas alqudicas: Se aplica principalmente a aceros estructurales expuestos a condiciones atmosfricas industriales, rurales o marinas, as como zonas de alta humedad. No son adecuadas para ambientes qumicos especialmente corrosivos, inmersin en agua, abrasin severa y estructuras enterradas.

C. Pinturas fenlica: Especialmente apropiado para aceros estructurales que han de permanecer sumergidos en agua, zonas de alta humedad en las que se prevn condensaciones, y para exposicin a la intemperie en ambientes qumicos de corrosin moderada.

D. Pinturas vinlicas: Para condiciones ambientales muy severas, inmersin en agua dulce o salada, alta humedad y condensaciones. Resisten al fuego y a los ambientes qumicos corrosivos, pero son atacadas por disolventes orgnicos aromticos, cetonas, as como por cido ntrico fumante, cido sulfrico del 98% y cido actico.

E. Pinturas ricas en zinc: Estas pinturas representan un gran avance en la proteccin contra la corrosin, vienen a ser un suplemento de la proteccin galvnica. Son adecuadas para zonas de humedad elevada, marina y qumica corrosivas. Pueden incluso utilizarse en estructuras que permanecen sumergidas en agua dulce, y tambin resisten sumergida en agua salada con una capa de acabado adecuada.

2. ELIMNACION DE AGENTES:

2.1. Corrosin: El riesgo de corrosin anticipada depende de su situacin en la estructura y del medio ambiente dnde se encuentra la edificacin. La primera accin que debe llevarse a cabo es la eliminacin de la causa, sellando las posibles vas de entrada de agua o humedad con algn material como siliconas. Seguidamente se acta sobre la pieza, para lo cual se puede proponer una serie de intervenciones generalizadas:

2.1.1. Para ambientes agresivos:

Preparacin de la superficie con chorro de arena hasta grado Sa-2. Chorreado minucioso. Se quita casi toda la capa de laminacin, el xido suelto y las partculas extraas sueltas. La superficie se limpiar con aspirador de polvo, aire comprimido limpio y seco o cepillo limpio.

Deber adquirir un color grisceo.

Imprimacin epoxi rica en zinc, con espesor 22 de la capa de pelcula seca.

Capa gruesa intermedia epoxi con un espesor de 75 de pelcula seca.

Esmalte epoxi en acabado de 35 de espesor.

2.2. Para ambientes medianamente agresivos:

Preparacin de la superficie con cepillo hasta grado St-3 o con chorro hasta Sa-2. (St.3 raspado, cepillado manual con cepillo de acero cepillado a mquina esmerilado a mquina etc.). Mediante el tratamiento se quitarn las capas sueltas de laminacin, el xido y las partculas extraas. Luego se limpiar la superficie con un aspirador de polvo, aire comprimido limpio y seco o un cepillo limpio. Entonces deber adquirir un claro brillo metlico.

Imprimacin con clorocaucho, con espesor 30-35 de la capa de pelcula seca.

Capa gruesa intermedia de clorocaucho con un espesor de 40 de pelcula seca.

Capa de acabado de clorocaucho con 30-35 de espesor de pintura seca.

2.3. Para ambientes neutros:

Preparacin de la superficie con cepillo hasta grado St-2. (St.2 raspado, cepillado manual con cepillo de acero cepillado a mquina esmerilado a mquina etc.). Mediante el tratamiento se quitarn las capas sueltas de laminacin, el xido y las partculas extraas. Luego se limpiar la superficie con un aspirador de polvo, aire comprimido limpio y seco o un cepillo limpio. Entonces deber adquirir un suave brillo metlico.

Imprimacin antioxidante de xido de hierro o minio de plomo electroltico al aceite 35

Dos manos de acabado con esmalte sinttico o de aluminio (35 cada capa)

3. CONSOLIDACIN DE LA ESTRUCTURA

3.1. CONSOLIDACIN INTERNA

3.1.1. Grietas en fundicin: Las fisuras o grietas en fundicin suelen repararse con facilidad. Se sanea la grieta totalmente con la piedra redondeando su iniciacin. El relleno de la grieta se debe hacer con electrodos de nquel, precalentando la zona, y segn las instrucciones del fabricante de los electrodos.

3.2. CONSOLIDACIN EXTERNA

3.2.1. A travs de una limpieza:

A. Limpieza con llama: Consiste en pasar sobre la superficie de acero un soplete oxiacetilnico a gran velocidad y altas temperaturas. Debido a la diferencia en los coeficientes de dilatacin en comparacin con el soporte de acero, la mayor parte del xido y la cascarilla se desprenden y el resto de deshidrata. Mientras la superficie todava est caliente y seca es cuando se trabaja con ella.

B. Limpieza por chorreado abrasivo: Impulsando pequeas partculas de material abrasivo a gran velocidad, mediante aire comprimido, vapor, agua, o discos centrfugos. Estas partculas pueden ser de arena fina, perdigones o restos de acero. El chorro de arena comprimido en general es considerado como un mtodo de limpieza idneo para la fase previa al pintado, ante todo porque elimina el xido, la cascarilla y la pintura vieja hasta dejar el metal blanco.

C. Limpieza con disolventes:

Limpieza por emulsin: Consistente en emplear un disolvente orgnico junto con un agente emulsionante (jabn) de modo que la combinacin se pueda diluir en agua y formar un medio de limpieza estable.

Disolventes alcalinos: Que van desde los lcalis como soda custica y potsica hasta los detergentes.

Disolventes cidos: Inorgnicos como el fosfrico, combinado con disolvente de grasas (alcoholes) y agentes humectantes que rebajan la tensin superficial, pero sus efectos anticorrosivos no son satisfactorios del todo.

Disolventes orgnicos: Algunos son txicos o inflamables, pero es el tipo de disolvente ms empleado, como son: naftas, mineral spirit, benceno, tolueno, xilenos, turpentina, hidrocarburos asflticos y derivados halogenados.

EL SIGUIENTE ESQUEMA FUNCIONAL ES UNA GUA PARA SEGUIR LOS PASOS QU

EN EL MOMENTO DE UNA REPARACIN.

IV.OBSERVACIONES

De este informe podemos observar que la zona y el terreno de fundacin es muy importante y tiene mucha influencia al momento de hacer un proyecto para una

edificacin; ya que depender de estos factores para poder determinar qu tipo de materiales deberemos usar para la ejecucin del proyecto.

La corrosin, pues, sera la interaccin de un metal con el medio que lo rodea, produciendo el deterioro de sus propiedades tanto fsicas como qumicas.

V. CONCLUSION

Hemos podido concluir que el estado del fierro actualmente es considerado FUERTE, por el tiempo expuesto al ambiente.

Hemos podido realizar una detallada investigacin mostrando en fotos las diversas patologas que se encuentran en toda la estructura.

Sabiendo el estado de la estructura se realizara un metrado y presupuesto para su cambio de toda la estructura.

Sabemos que el fierro es muy importantes, ya que es fundamental cuando se vaca el concreto tiene una adherencia, teniendo un oxido mnimos, pero en este caso ya

el fierro est muy corrosivo y la adherencia que tendr con el concreto sufrir daos a no muy lejano.

Hemos podido concluir que no hubo un inters profesional de parte del rea tcnica y administrativa en tener en psimas condiciones sus materiales de

agregados, cemento, fierro, madera, la cual hemos podido visualizar en las fotos que se encuentran en psimas condiciones.

De acuerdo a la inspeccin visual que hemos realizado en la obra, hemos concluido que la empresa no tiene un personal de mano calificada por su forma de

realizar los trabajos sin tener un cuidado en obra y trabajando como ellos queran.

VI.RECOMENDACION

Se toma en consideracin lo siguiente

Atreves de la inspeccin visual recomendamos que el fierro sea cambiado en su totalidad, por su estado que es crtico y que a un futuro no mayor tendra fallas en

la estructura

Tambin se recomienda picar 0.30 cm el cabezal del pilote, para poder reforzar el traslape que estuvo a la intemperie durante muchos meses de paralizacin de obra.

Se recomienda que los trabajos que se realice deben ser paralelos al fierro, encofrado y vaciado, para una mejor seguridad.

Si en caso se trabajara como hemos podido visualizar las fotos se recomendara que se cubriera con un plstico para poder cubrir antes una lluvia o llovizna ya que

teniendo en contacto puede ocasionar deteriorad ms rpido.

Se recomienda tener el rea limpia y su alrededor retirar todo las plantas que se encuentran muy cerca del material ya que puede ocasionar fallas.