“Protocolo de mantenimiento en estructuras de acero.”

Metodología de la investigación.

Profesor: Ing. Corona Guzmán Antonio.

Alumno: Díaz López Porfirio

Grupo: 621

Matricula: 1129794

Grado: Tronco común.

Fecha: 09/Diciembre/2014

Mexicali, Baja California Norte.

Introducción.

El acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil y

adaptable ampliamente usado en edificios, puentes, torres etc.; y a un precio

relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la trabajabilidad, lo que se presta

a fabricaciones diversas mediante muchos métodos. Asimismo sus propiedades

pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante

tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.

Los aceros estructurales utilizados hoy en día comenzaron a ser producidos hace tan

solo unos pocos años. Fueron los avances de la metalurgia logrados a mediados del

siglo XX los que permitieron desarrollarlos, y su aplicación inicialmente se suscribió a la

construcción de puentes y grandes edificios, dado que no eran comerciales ni

aparecían mencionados en los códigos. Con el tiempo se fueron incorporando a las

especificaciones y los ingenieros comenzaron a usarlos masivamente. En los Estados

Unidos por ejemplo, el AISC incluyó en su Manual de Construcción de Acero, los

aceros de alta resistencia, solo hasta 1961.

Debido a la importancia de este tipo de estructuras, se presenta la necesidad de

elaborar un protocolo que sirva como guía para el mantenimiento de este tipo de

materiales, ya que las mismas necesitan la aplicación de tratamientos anticorrosivos

que la protejan de la acción corrosiva de la atmosfera, de las posibles condensaciones

y de la actividad a desarrollar instalación, alargando su vida útil y reduciendo su

posterior necesidad de mantenimiento, lo que repercutirá positivamente en la

rentabilidad de la inversión.

Capítulo 1 (planeación y problematización)

1.1 Elección del tema.“Estructuras de aceros.”

1.2 Delimitación del tema.a) Delimitación temática: Protocolo de mantenimiento de las estructuras de acero.b) Delimitación geográfica: Mexicali, Baja California Norte.c) Delimitación Espacial: De acero S.A de C.VCarretera a San Luís Río Colorado Km. 7.5 No. 200121399, Gonzalez Ortega, MexicaliBaja California, MéxicoTel. :(686) 561-6906Fax:(686) 561-6843

d) Delimitación Temporal: (2014-2)

1.2.1 Justificación del tema.

Este siguiente proyecto a presentar, tiene como principal finalidad realizar una

evaluación exhaustiva del funcionamiento de las estructuras de aceros en el ámbito de

procesamiento y tratamiento y de las fallas que pueden presentar en la estructura

resultante, seguidamente se hará un análisis de cómo implementar técnicas de

mantenimiento y las medidas de prevención para solucionar un problema encontrado

que dichas estructuras puedan presentar y se espera realizar un análisis que aporte

información valiosa para continuidad de su producción y disminución de gastos de

reparación y reemplazos de piezas y equipos.

1.3 Problema.

1.- ¿Qué son las estructuras de acero?

2.- ¿Cuál es la importancia de las estructuras de acero?

3.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas en el uso de acero, en las construcciones?

4.- ¿Cuál es la variedad y clasificación de aceros que se emplean en las construcciones?

5.- ¿Cuáles son los principios teóricos aplicados en el diseño de estructuras de acero?

6.- ¿Cómo es y en qué consiste el proceso de mantenimiento para estructuras de acero? ¿Cuál es la variedad y clasificación empleada en las construcciones así como sus ventajas y desventajas hay en el diseño y construcción de estructuras de acero y cuáles son sus métodos y estrategias para tener mayor seguridad y calidad en la construcción?

1.4 Objetivos.

1.4.1Generales.

Conocer y comprender, los principios teóricos y metodológicos de procesos de mantenimiento utilizados en estructuras de acero; así como también investigar que maquinaria o herramientas de ingeniería son implementadas para la mejora de trabajo suficientemente segura y ecológica.

1.4.2 Específicos.

Citar e interpretar los procesos utilizados para el mantenimiento de las estructuras de acero.

Describir y explicar el funcionamiento y las características técnicas de cada área de trabajo identificada dentro del departamento de mantenimiento.

Definir y contar con un sistema de mantenimiento preventivo programado con la finalidad de prolongar la vida útil de las estructuras de acero.

Identificar y estimar el porcentaje de problemas en las estructuras de acero, con la finalidad de saber la gravedad del problema.

Examinar e interpretar las medidas de prevención, con la finalidad de encontrar nuevas soluciones o técnicas de prevención de mantenimiento en las estructuras de acero.

Capítulo 2 (Marco teórico referencial)

2.1 Antecedentes.

A efectos de ubicar en el espacio y en el tiempo la génesis del tema “protocolo de

mantenimiento de las estructuras de acero”, se es establecen (por citas textuales estilo

APA) los antecedentes correspondientes.

De acuerdo con “McCormac” (2002), los antecedentes históricos de las

estructuras de acero, datan desde “la edad del hierro del año 1,000 a.c”. Inicio

de la edad del hierro, primeros indicios en su fabricación se cree que un

incendio forestal en el monte de la antigua Troya (actual Turquía) fundió

depósitos ferrosos produciendo hierro. Otros creen que se comenzó a emplear a

partir de fragmentos de meteoritos donde el hierro aparece en aleación con

Níquel. (p.p 4-7).

El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a.C, en Medzamor, cerca

de Ereván, capital de Armenia y del monte Ararat. La tecnología del hierro se mantuvo

mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a.C. Los

artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón

vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía

suficiente carbono para convertirse en acero auténtico. Las características conferidas

por la templabilidad no consta que fueran conocidas hasta la Edad Media, y hasta el

año 1740 no se produjo lo que hoy día denominamos acero. Los métodos antiguos

para la fabricación del acero consistían en obtener hierro dulce en el horno, con carbón

vegetal y tiro de aire. Una posterior expulsión de las escorias por martilleo y

carburación del hierro dulce para cementarlo. Luego se perfeccionó la cementación

fundiendo el acero cementado en crisoles de arcilla y en Sheffield (Inglaterra) se

obtuvieron, a partir de 1740, aceros de crisol. Fue Benjamín Huntsman el que

desarrolló un procedimiento para fundir hierro forjado con carbono, obteniendo de esta

forma el primer acero conocido.  Op.cit p.p 4-7

En 1857, Sir William Siemens ideó otro procedimiento de fabricación industrial

del acero, que es el que ha perdurado hasta la actualidad, el procedimiento

Martin Siemens, por descarburación de la fundición de hierro dulce y óxido de

hierro. Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar

los hornos de acero, pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult —coinventor

del método moderno para fundir aluminio— quien inició en 1902 la producción

comercial del acero en hornos eléctricos. El método de Héroult consiste en

introducir en el horno chatarra de acero de composición conocida haciendo

saltar un arco eléctrico entre la chatarra y unos grandes electrodos de carbono

situados en el techo del horno. Op.cit p.p 4-7

Hasta aproximadamente 1930, las uniones se realizaban exclusivamente por

remachado y atornillado.   A partir de esta misma fecha, la soldadura eléctrica se ha

generalizado, aportando profundas modificaciones en el campo de la construcción

metálica. Sin embargo, la siderurgia se encontró frente a un nuevo problema.  No

bastaba con producir aceros de propiedades mecánicas determinadas, sino que era

preciso que representasen propiedades químicas que le confiriesen al elemento la

necesaria soldabilidad, ya que este nuevo método de unión fue preferido por la

mayoría de los constructores por su rapidez  y alta efectividad.  Op .cit (p.p 4-7) 

En 2007 se utilizan algunos metales y metaloides en forma de ferroaleaciones,

que, unidos al acero, le proporcionan excelentes cualidades de dureza y

resistencia. 

El uso intensivo que tiene y ha tenido el acero para la construcción de

estructuras metálicas ha conocido grandes éxitos y rotundos fracasos que al

menos han permitido el avance de la ciencia de materiales. Así, la Torre Eiffel,

construida en París en 1889 es hoy día uno de los monumentos más visitados

del mundo mientras el 7 de noviembre de 1940 el mundo asistió al colapso del

puente Tacoma Narrows al entrar en resonancia con el viento. Ya durante los

primeros años de la Revolución Industrial se produjeron roturas prematuras de

ejes de ferrocarril que llevaron a William Rankine a postular la fatiga de

materiales y durante la Segunda Guerra Mundial se produjeron algunos

hundimientos imprevistos de los cargueros estadounidenses Liberty al

fragilizarse el acero por el mero descenso de la temperatura, problema

inicialmente achacado a las soldadura. Op.cit p.p 4-7

2.2 Definición conceptual.

A fin de establecer una perspectiva de análisis con respecto al tema “protocolo de

mantenimiento de las estructuras de acero”, se establecen(al estilo APA) las

definiciones de los conceptos clave.

Estructura de acero.

Uniformidad.

Elasticidad.

Durabilidad.

Resistencia y ductibilidad.

Tenacidad.

Fallas en estructuras del acero:

Fatiga.

Costo de mantenimiento.

Susceptibilidad al pandeo.

Fractura frágil.

Corrosión.

Daños por soldadura.

Técnicas de mantenimiento.

Mantenimiento predictivo.

Mantenimiento preventivo.

Mantenimiento correctivo.

2.2.1 Estado del arte.

De acuerdo con la fuente (http://www.arkiplus.com/los-12-disenos-arquitectonicos-

modernos-mas-innovadores-del-mundo),Edificio Infosys. Hinjewadi, provincia de

Pune. India

La casa central de Infosys en India, es un precioso edificio de alta tecnología. La

estructura entera parece una aeronave y esta ilusión es creada por su forma: una

estructura elipsoide con inclinado en aproximadamente 10 grados de ángulo. El edificio

es una combinación de acero, vidrio y aluminio.

De acuerdo a la fuente (http://www.arkiplus.com/los-12-disenos-arquitectonicos-

modernos-mas-innovadores-del-mundo), Biósfera Montreal. Montreal, Canadá.

Biósfera Montreal es un museo dedicado íntegramente al medio ambiente. El diseñador

de esta particular estructura fue el arquitecto Richard Buckminster Fuller. La estructura

es de 61 metros de alto y el diámetro de la esfera es de 78 metros. El marco principal

está hecho de tubos de acero y utilizar alrededor de 1900 paneles de acrílico para las

fachadas. Hoy la esfera sirve de locación para numerosas exhibiciones interactivas

para niños y muchos otros programas culturales y de entretenimiento para todas las

edades.

De acuerdo con la fuente (http://www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__60063b72-

7a07-11e1-83fd-ed15e3c494af/index.html), Dubái, Emiratos Árabes. Edificios que

cambian de forma, que siguen al sol o se mueven con el viento y además producen

mucha más energía de la que necesitan. Aunque parezca ciencia ficción es una

realidad y se denomina arquitectura dinámica. Se trata de una nueva perspectiva de

innovación que combina ciencia, arquitectura, lo último en tecnología y diseño.

De acuerdo a la fuente (http://www.arkiplus.com/edificios-modernos-de-china), Nido de

aves. Estadio Olímpico de Beijing. Es la estructura de acero más grande del mundo. 

El edificio carece de columnas internas.

2.3 Desarrollo teórico.

Una vez definidas las palabras clave que fortalecen la perspectiva de análisis del marco

teórico, se procede a desarrollar, mediante citas textuales, los fundamentos teóricos

necesarios.

Según Mccormac (2002). Por estructuras de acero se entiende: Es aquella en

que en su mayor parte de los elementos simples o compuestos que constituyen

la parte estructural son de acero. (p.1)

Uniformidad: “Es el procedimiento térmico que se emplea para dar al acero una

estructura uniforme esto consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados

por encima de la temperatura crítica superior”. Op.cit (p.1)

Elasticidad: “Es la propiedad de algunos materiales de deformarse

proporcionalmente a las cargas y volver a su estado primitivo cuando deja de

actuar dicha carga. Estos materiales siguen la ley de Hooke.” Op.cit (p.2)

Durabilidad: “Es la capacidad que presenta el metal a ser deformado en su superficie

por la acción de otro material. Distinguimos varios tipos de dureza: al rayado, a la

penetración, al corte y dureza elástica.” Op.cit (p.2)

Resistencia y Ductibilidad: “Resistencia: “Es la capacidad de resistir grandes

deformaciones, sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión” op.cit (p.2)

Tenacidad: “La tenacidad nos expresa el trabajo que realiza un metal cuando es

sometido a esfuerzos exteriores que lo deforman hasta la rotura. Esta característica

nos define la facilidad de trabajar con el metal”. op.cit (p.3)

Fallas en estructuras de acero:

Fatiga: “Es que su resistencia puede reducirse si se somete a un gran número

de cambios de la magnitud del esfuerzo variable” op.cit (p.4)

Costo de mantenimiento: “La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión

al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse

periódicamente.” Op.cit (p.3)

Susceptibilidad al pandeo: “Entre más largos y esbeltos sean los miembros a

compresión, mayor es el peligro de pandeo. Cómo se indico previamente, el

acero tiene un alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como

columnas no resulta muy económico ya que debe de usarse bastante material,

solo para hacer mas rígidas las columnas contra el posible pandeo.” Op. Cit

(p.4)

Fractura frágil: “El acero puede perder su ductibilidad y la falla frágil puede ocurrir en

lugares de concentración de esfuerzos, las cargas producen fatiga y muy bajas

temperaturas agravan la situación” Op.Cit (p.4)

Corrosión: Es un proceso espontaneo y continuo que afecta un material, en este

caso el acero, como una serie de alteraciones físicos y químicos por la acción de

agentes naturales. Op.cit (p.5)

Daños por soldadura: La ejecución incorrecta de las soldaduras, grietas preexistentes

en las soldaduras o en el metal base adyacente, esfuerzos residuales en las juntas,

generados durante la construcción de la estructura. Op.cit (p.6)

Técnicas de mantenimiento.

De acuerdo a la pagina

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/mgd/leon_b_ra/capitulo2.pdf

Mantenimiento predictivo: Las actividades predictivas proporcionan

información de las condiciones físicas de las estructuras por medio de una

inspección o diagnostico.

Inspección directa.

Con la finalidad de localizar y dimensionar los defectos en una estructura para

evaluar el riesgo de falla y poder determinar el tipo de reparación, se

requiere de inspecciones no destructivas, siendo las recomendadas:

Inspección Visual

Se recomienda la aplicación de este método para detectar y dimensionar

defectos en la superficie exterior del acero, siempre que ésta se encuentre al

descubierto. Los defectos detectables por Inspección Visual incluyen: picaduras,

abolladuras, entallas, oxidación, defectos externos de uniones soldadas,

anomalías en soportaría, deformación, pliegues, defectos de recubrimiento,

vibración y contacto físico con cuerpos y estructuras ajenas al acero.

De acuerdo a la página

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/mgd/leon_b_ra/capitulo2.pdf

Mantenimiento preventivo: Realizar una revisión y evitar los fallos en la estructura

antes de que estos ocurran que garanticen su buen funcionamiento y fiabilidad.

Protección Exterior

La protección exterior para prevenir la corrosión en estructuras de aceros se lleva a

cabo mediante la aplicación de recubrimientos anticorrosivos, complementados con

sistemas de protección catódica.

Aplicación de Recubrimiento Anticorrosivo

Con el fin de evitar la corrosión superficial de las estructuras de acero, se aplican

diferentes tipos de Pintura, de acuerdo con el medio ambiente al que están expuestas.

De acuerdo a la página

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/mgd/leon_b_ra/capitulo2.pdf

Mantenimiento correctivo: Con las actividades correctivas se logra restablecer

la integridad de las estructuras de acero y ampliar su vida útil. La decisión de

reparar una estructura está en función de la severidad del defecto presente por

lo que es necesario conocer las formas de daño en las estructuras.

Reemplazo de piezas o estructuras: Quitar o reemplazar parcial o

completamente las estructuras dañadas tomando en cuenta la severidad del

problema.

2.3.1 Hipótesis.

Según McCormac:

1.- Los aceros estructurales son tenaces ya que poseen resistencia y

ductibilidad, son capaces de resistir grandes fuerzas aun cuando presenten

grandes deformaciones. Esta es una característica muy importante porque

implica que los miembros de acero pueden someterse a grandes deformaciones

durante su formación y montaje, sin fracturarse, siendo posible doblarlos,

martillarlos, córtalos y taladrarlos sin daño aparente.

2.- La soldabilidad, tiene la gran facilidad para unir diversos miembros por medio de

varios tipos de conexión por medio de la soldadura, los tornillos y los remaches, esto

permite la rapidez de montaje y la gran capacidad para laminarse en una gran cantidad

de tamaños y formas.

3.- La fatiga es otra característica del acero es que su resistencia puede

reducirse si se somete a un gran número de inversiones de sentido de esfuerzo,

o bien, a un gran número de cambios de la magnitud del esfuerzo de tensión.

Las cargas que producen fatiga y bajo ciertas condiciones por ejemplo en bajas

temperaturas agrava la situación.

2.3.2 Variables.

H1

X= Resistencia y ductibilidad.

Y= Es la propiedad que tiene el material de soportar grandes deformaciones sin fallar

bajo altos esfuerzos de tensión.

H2

X= Soldabilidad

Y= Facilita la unión entre dos piezas de metal para formar uniones soldadas.

H3

X= Fatiga

Y= Proceso de cambio estructural permanente, progresivo, que ocurre en el material

sujetos a tensiones y deformaciones variables en algún punto o puntos que producen

grietas o fractura completa el material.

Capítulo 3 (Diseño Metodológico)

Tipo de estudio: Estudio cuantitativo.

Hipótesis de trabajo.

La aplicación a tiempo y en forma de técnicas, en el mantenimiento en las

estructuras de acero, surge por la necesidad para regular el cuidado de dichos

elementos, a mediano y largo plazo, mediante la supervisión en el control de

proyectos y proporciona mayor seguridad a la hora en que se aplique.

Operacionalizacion de la hipótesis.

X= La aplicación a tiempo y en forma de técnicas en el mantenimiento de las

estructuras de aceros.

Y= Proporcionan mayor protección y elimina las fallas en los procesos de

mantenimiento y a la vez ayudan a contaminar menos el medio ambiente.

Operacionalizacion de variables.

X1= Predictivo Y1= Protección

X1= Inspección visual Y1= pintura

X2= Preventivo Y2= Seguridad

X1= Protección exterior Y1= Garantizan integridad física de las personas

X3= Correctivo. Y3= Ecológico

X1= Cambio de piezas Y1= Respeto al medio ambiente.

Diseño de instrumentos.

Universidad Autónoma de Baja California.

Facultad de Ingeniería

Tronco Común.

El presente instrumento de investigación, se aplica con la finalidad de someter a

prueba la hipótesis de trabajo “La aplicación a tiempo y en forma de técnicas, en

el mantenimiento en las estructuras de acero, surge por la necesidad para

regular el cuidado de dichos elementos, a mediano y largo plazo, mediante la

supervisión en el control de proyectos y proporciona mayor seguridad a la hora

en que se aplique.” Este proceso se lleva a cabo dentro de la materia de

metodología de la investigación. De antemano se agradece su valiosa

colaboración.

Javier Villareal González.

Cargo: Gerente de operaciones.

Ferrometal de Baja California. Es una industria metalúrgica en Mexicali y Sonora que

pertenece al grupo Villacero.

¿Cuáles son los principales problemas que se presentan en una estructura de acero?

¿Qué métodos de prevención utilizan las industrias metalúrgicas?

¿Qué método considera usted más adecuado para realizar mantenimiento en las

estructuras de acero?

¿Considera usted que la aplicación de nuevas técnicas mejoren la vida útil de las

estructuras de acero y de qué forma podemos mejorar esos métodos?

Matriz de correspondencia. (Análisis de información obtenida en campo.)

Preguntas Respuesta Teórica Referencia

Empírica.

Relación entre

La teoría y la

práctica.

p.1

¿Cuáles son los

principales

problemas que se

presentan en una

estructura de acero?

Que los aceros

tengan fatiga por

variación de pesos,

pandeo, corrosión

que afecta al

material, por

alteraciones físicos

Los problemas más

frecuentes en las

estructuras de acero

son muchas pero la

principal es: La

corrosión es un

proceso que afecta

La relación se da

en que el principal

problema de los

aceros es la

corrosión debido

a varios factores

las cuales pueden

y químicos por la

acción de agentes

naturales y daños

por soldadura.

una serie de

alteraciones físicos

y químicos por la

acción de

naturales.

al acero provocando

una destrucción y

deterioro de sus

propiedades debido

a agresiones

biológicas,

químicas, físicas y

mecánicas

ser por agentes

naturales,

químicas y

físicas.

p.2

¿Qué métodos de

prevención utilizan

las industrias

metalúrgicas?

Dependiendo de la

gravedad de la falla

Los métodos de

prevención son,

predictivo,

preventivo y

correctivo.

El principal método

que utilizan las

industrias

metalúrgicas es la

predictiva, donde se

le realiza un

diagnostico

constantemente a

las estructuras, con

la finalidad de

evaluar la falla y

poder determinar el

La relación existe

es en que no se

puede determinar

un método de

prevención con

anticipación, si no

hasta tener

diagnostico u

evaluación sobre

el material y así

poder determinar

que método más

tipo de reparación. adecuado.

p.3

¿Qué método

considera usted más

adecuado para

realizar

mantenimiento en las

estructuras de

acero?

La protección

exterior para

prevenir la corrosión

en estructuras de

aceros se lleva a

cabo mediante la

aplicación de

recubrimientos

anticorrosivos, con

el fin de evitar la

corrosión superficial

de las estructuras

de acero, se aplican

diferentes tipos de

Pintura, de acuerdo

con el medio

ambiente al que

están expuestas.

Básicamente todos

los métodos que

existen para lograr

controlar la

corrosión de los

materiales

metálicos, son

intentos para

interferir con el

mecanismo de

corrosión, de tal

manera que se

pueda hacer que

éste sea lo más

ineficiente posible.

La solución más

práctica es la

aplicación de

recubrimientos

protectores, por

ejemplo pinturas,

La relación existe

es que la

solución o el

método más

práctico para

evitar daños en

las estructuras de

aceros, es la

aplicación de

recubrimientos

anticorrosivos.

aleaciones etc.

p.4

¿Considera usted

que la aplicación de

nuevas técnicas

mejoren la vida útil

de las estructuras de

acero y de qué forma

podemos mejorar

esos métodos?

La mejor forma de

mejorar las técnicas

de mantenimiento

es utilizar tecnología

innovadora y a la

vanguardia e ir a la

par con las nuevas

tecnologías.

La forma de mejorar

las técnicas es

implementar nuevas

técnicas con la

capacidad de

diseñar productos

innovadores de

calidad.

Para determinar

la manera de

mejorar las

nuevas técnicas

es ir a la par con

las tecnologías en

vanguardia que

cumplan con los

estándares de

calidad y que sea

adecuado para el

usuario final.

Análisis concluyente.

Tras lo estudiado sobre el tema de “protocolo de mantenimiento en estructuras de

aceros” se encontraron algunos problemas y puntos importantes con lo podemos

concluir que el mantenimiento de las estructuras de acero, nace como un proceso que

sirve para regular el cuidado de dichos elementos, a mediano y largo plazo, bajo el uso

de normas técnicas y la supervisión en el control de proyectos. El objetivo de la

implantación y aplicación de un protocolo de mantenimiento para las estructuras de

acero, es la de aumentar su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha

sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que

podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a

las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural, es decir aumentar su

durabilidad.

Durante la fase del proyecto, se deben tener ciertas consideraciones, ya que el

proyecto de una estructura de acero debe incluir las medidas necesarias para que la

estructura alcance la duración de la vida útil prefijada, de acuerdo con las condiciones

de agresividad ambiental y con el tipo de estructura.

Los elementos de equipamiento, tales como apoyos, juntas, drenajes, etc., pueden

tener una vida más corta que la de la propia estructura por lo que, en su caso, se

estudiará la adopción de medidas de proyecto que faciliten el mantenimiento y

sustitución de dichos elementos durante la fase de uso.

Otro elemento importante a destacar es que también aprendimos que para tener una

buena y económica producción, es necesario invertir un poco en maquinaria

innovadora y agradable con el ambiente, conocer sobre su funcionamiento, procesos,

como se comporta, en que y como se puede utilizar, su operación y mantenimiento

correcto para la mejor producción.

3.1 Población y muestra.

De acuerdo con Ripper y Souza (1998) se ha designado como Patología Estructural, el

campo de la Ingeniería en Edificaciones que estudia los orígenes, formas manifiestas,

consecuencias y mecanismos de ocurrencia de fallas y sistemas de daños en las

estructuras. También es parte de ella el área de la Ingeniería que trata patologías,

incluyendo sistemas, mecanismos, causas y orígenes de fallas en obras civiles, es

decir estudia las partes que componen el diagnóstico del problema.

Las patologías estructurales que se presentan en los puentes varían en intensidad e

incidencia, provocando muchas veces altos gastos de reparación, como describió

Raina (2003). En un aspecto similar, siempre existirán consideraciones estéticas y, a

menudo, reducciones de la capacidad de resistencia, a veces conduciendo a una

parcial o total falla estructural. Dado el constante aumento de situaciones de patología

estructural, se ha investigado en esta área, no sólo en busca de la sistematización

patológica, sino que también en el fomento de nuevos conceptos tecnológicos. Algunos

nuevos conceptos, no tan difundidos sino hasta hace poco, son el rendimiento,

durabilidad, entorno, conformidad, ciclo de vida útil y mantención.

Es posible definir el ciclo de vida material, como el período durante el cual sus

características químicas y físicas permanecen sobre los límites mínimos especificados

para su función. El ciclo de vida, puede ser extendido en forma significativa con un

adecuado programa de mantención estructural.

El estudio de la Patología Estructural involucra el análisis detallado del problema,

describiendo sus causas, formas manifiestas, mecanismos de ocurrencia, mantención

estructural y profilaxis. Con una correcta estimación del caso, es posible que el

profesional involucrado pueda definir una de las cuatro medidas terapéuticas para un

caso de condición patológica. Según Sartorti y Mascia (2010) el terapeuta es

responsable por el estudio de las correcciones y soluciones al problema. Existe un

consenso que para alcanzar una alternativa correcta de aplicación terapéutica, se debe

realizar un estudio detallado indicando el diagnostico real del origen patológico. En

la Tabla 1 se muestran las terapias a ser adoptadas, de acuerdo a cada caso.

Maldonado et al. (2009) también establecieron que una evaluación correcta de los

eventos que ocurren en una estructura, llevan a una intervención que dependerá, entre

otros factores, del material disponible, costo de mano de obra y tiempo límite de

ejecución.

Tabla 1. Tratamientos comunes para estructuras de acero

Corrosión del acero reforzado

Los ambientes agresivos, una alta porosidad, alta capilaridad, deficiencia en el grosor

de la cubierta, materiales de construcción defectuosos y grietas severas son, según

Perdrix (1992), factores predominantes de corrosión en el acero reforzado.

La corrosión del acero, de acuerdo con su forma manifiesta es clasificada e indicada en

la Figura 1.

Puesto que el hormigón presenta una alta concentración de hidróxido de calcio, se

produce considerable alcalinidad, con un pH ≥12.5. El dióxido de carbono, responsable

de la reacción de carbonatación, reduce el pH del hormigón, depasivando el acero y

facilitando el ataque de sustancias nocivas. La velocidad de penetración del frente de

carbonatación está en función directa con la permeabilidad y agrietamiento del material.

La relación w/c que determina la permeabilidad especifica del hormigón y el grosor de

la cubierta, puede influir en la velocidad de carbonatación, como se comprueba en

la Tabla 3, (Helene y Pereira, 2007).

Tabla 2. Dimensiones de las aberturas de grietas, surcos, ranuras, fracturas y brechas

Oxidación del acero

Pannoni (2004) establece que el fenómeno de la corrosión involucra una amplia

variedad de mecanismos generadores, que pueden ser clasificados en cuatro grupos:

corrosión en ambiente acuoso (90%), oxidación y corrosión por calor (8%), corrosión en

ambientes orgánicos (1.8%), corrosión por metales líquidos (0.2%). La causa más

frecuente de deterioro en las estructuras de metal es la oxidación del acero. La

corrosión de las estructuras de acero se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Tipología de la corrosión del acero. (A) Vista superior, (B) vista lateral 

La pintura es el medio generalmente empleado para evitar la oxidación del acero, esta

debe ser aplicada en intervalos máximos de 5 a 10 años, dependiendo del ambiente.

Los criterios de aplicación de pintura son presentados por Pfeil and Pfeil (2009).

Además de la pintura, es esencial contar con un drenaje adecuado, previniendo la

acumulación de agua en cualquier parte de la estructura.

El nivel de oxidación puede ser clasificado en tres categorías:

√ Superficial - sólo oxidación superficial, sin reducción del área

√ Mediana - aparecen aéreas definitivamente corroídas, creando pequeñas capas

√ Severa - corrosión avanzada, penetrando el acero y pudiendo llevar a la perforación

de la pieza

En zonas marinas, las piezas ubicadas dentro de la fluctuación de las mareas, o

expuestas a humedad en forma irregular, son las más afectadas. Las cabezas de los

tornillos y las partes soldadas son las más expuestas a corrosión.

BIBLIOGRAFIA.

Diseño de estructuras metálicas ( método ASD) Jack C. McCormac

4a. edición. (2002)

Diseño de estructuras de acero ( método LRFD ) Jack C. McCormac

2a. edición. (1999)

Manual de construcción en acero-DEP, volumen 1 (1997), editorial Limusa S.A DE C.V, GRUPO NORIEGA EDITORES.

Estructuras espaciales de acero, Dr.ING. Z.S MAKOWSKI,

2a. edición.

Manual de construcción en aceros (diseño por esfuerzos permisibles), editorial Limusa S.A DE C.V, GRUPO NORIEGA EDITORES. 4a. edición.

http://www.ahmsa.com/Acero/Complem/Manual_Construccion_2013/ Capitulo_2b.pdf

http://www.steel-stainless.org/designmanual/Docs/Es/Spanish.pdf