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Patologa,

Diagnstico y

Rehabilitacin de Edificaciones

Navarro Campos, Nelson y Pino Velzquez, ngel Julver


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Patologa,Diagnstico y

Rehabilitacin de Edificaciones

Autores:

Navarro Campos, Nelson y Pino Velzquez, ngel Julver

CUENCA-ECUADOR, SEPTIEMBRE DE 2011.


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Patologa,Diagnstico yRehabilitacin de EdificacionesAutores: Navarro Campos, Nelson Pino Velzquez, ngel Julver

SEPTIEMBRE DE 2011.

DISEO Y DIAGRAMACIN: NNC y AJPVIMPRESIN: GRAFICAS G.Q..TIRAJE: 500 EJEMPLARES.

DERECHO DE AUTOR:ISBN:

IMPRESO EN CUENCA-ECUADOR.


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ngel Julver Pino VelzquezIngeniero Civil, Universidad Politcnica Superior de La Habana. (CUJAE) 1995. Mster enEstructuras. Universidad Politcnica Superior de La Habana (CUJAE). 2000. Profesor TitularPrincipal, Facultad de Ingeniera, Universidad de Cuenca. Ecuador.Especialista en Estructuras de Obras Civiles para nuevas construcciones y para laRehabilitacin. Tecnologas y Sistemas Constructivos de Edificaciones. Diseo Estructural.Ha Participado en la Construccin y Asesora Tcnica de Varias Obras Civiles. (edificios deviviendas, urbanizaciones, carreteras, puentes, etctera).

Posee una experiencia por ms de 15 aos en la docencia de la Educacin Superior,impartiendo las materias de: Geometra, Fsica, Complementos de Mecnica, Resistencia delos Materiales, Teora de las Estructuras, Proyecto de Naves Metlicas, Modelacin Mecnicade las Estructuras, Anlisis Estructural, Diseo Estructural de Cimentaciones Superficiales yEstructuras de Sostenimiento de Tierras, Estructuras de Hormign Armado, SistemasConstructivos, en todos los casos se ha participado en las diferentes formas de enseanza,Conferencias, Clases Prcticas, Seminarios y Talleres de Proyecto.

Profesor Invitado para docencia de postgrado en:- Profesor en la Maestra de Estructuras del Instituto de Ensayos y Materiales de la

Universidad Mayor de San Andrs en La Paz Bolivia. (2002)- Profesor en la Maestra de Ingeniera Civil de la Universidad Politcnica Superior de

La Habana. (CUJAE).- Profesor de la Maestra en Construccin de Viviendas de la Universidad Nacional de

LojaEcuador. (2005)- Profesor de la Maestra en Mtodos numricos, de la Universidad Politcnica

Salesiana. Cuenca, Ecuador. (2008)- Profesor y Director de la Especialidad en Estructuras de la Universidad de Cuenca.

(2010).

Ponente, Conferencista, en Eventos Tcnicos, entre otros:- I Evento Internacional de Ingenieros Civiles. UNAICC Cuba, Julio del 2001.- Forum de Ciencia y Tcnica del ISPJAE.

- 11 Convencin Cientfica Internacional del ISPJAE 2002.- 12 Convencin Cientfica Internacional del ISPJAE 2004.- II Evento Internacional de Ingenieros Civiles. UNAICC Cuba, 2004.- III-Encuentro Internacional De profesores de Matemtica, Fsica y Dibujo Tcnico,

CuencaEcuador 2006.- Congreso Internacional de Ingenieros Civiles. Azuay. Cuenca. Nov de 2010.


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PROLOGO

Dos distinguidos Ingenieros: Nelson Navarro y Angel Pino, por medio de sulibro nos dan una leccin de que el hormign, aquel noble material queaglutina fragmentos de la tierra con la fuerza de las arcillas, las calizas , elyeso y el fuego, que penetra al interior de la tierra anclando y sosteniendo ,

que rasca el suelo y rasca el cielo, que cruza los mares y los ros, abre lasvas para el flujo del agua y del transporte, que represa y almacena queayuda a crear los espacios donde moran y desarrollan sus actividades losseres humanos , colaborando con la esttica, el funcionalismo, la seguridady la duracin, que contiene taludes , que con accin simbitica con elacero mantiene el lema de que la unin hace la fuerza, permitiendo juntocon la ciencia de los aditivos lograr estructuras que realmente aturden laimaginacin, Cual fluido toma la forma del cofre y nos permite gozar de lasformas . Ha permitido en el curso de la historia construir refugios y

fortificaciones, forma parte tambin de los elementos que integran la visine investigacin del cosmos y de la carrera del espacio.

Ante un empleo tan elevado y de carcter vital, debe ser cuidado desdeantes de su nacimiento para que nazca robusto y bien formado, atendido elmomento de su nacimiento , mojado en la pila bautismal, vacunado yprotegido, mantenido y medicado durante toda su vida adulta. Si no secumple con este Protocolo, deber ser oleado, sacramentado yescombreado prematuramente, dejando dolorosas secuelas en los deudos.

El hormign cumple tambin la funcin de cubrir y proteger al acero contratodas las acciones naturales y antrpicas. La ciencia cada vez msinnovadora de los aditivos que actan en la bioqumica del concreto actuando sobre la qumica misma del endurecimiento, acelerando oretardando, sobre la resistencia, la impermeabilidad , sobre latrabajabilidad, en la liga y la unin del presente con el pasado, en laesttica, en la resistencia a los elementos naturales, a la abrasin, a losmltiples y especficos requerimientos de la industria moderna, a laindustria de la construccin con sus prefabricados pretensados y posttensados, al colorido, y a la esttica, a la terapia y el rejuvenecimiento,permite mayores aplicaciones y cuidados para con el material.

El libro Patologa y diagnstico y rehabilitacin de Edificaciones, nosllama la atencin sobre la importancia de la evaluacin y diagnstico delas estructuras de hormign principalmente y tambin de otras estructurasy de la edificacin en general, logrando en forma didctica a travs de susprogresivas lecciones de que se cumpla con el lema de que es ms fcil yeconmico prevenir y tomar acciones oportunas que curar, refaccionar o


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demoler. Tambin se alienta a que las herramientas de diagnstico debanser continuamente actualizadas bajo la ptica de los adelantos tcnicos eninstrumentos, aditivos, mtodos constructivos, pruebas y reglamentos. Eldiagnstico nos permitir que en forma sistemtica detectemos la patologay sus causas, apliquemos la terapia y mejoremos el habitad en formaoportuna y metdica para curar los males que nacieron con el diseo, la

ejecucin, la soledad y el abandono o las que producen los ambientesagresivos y la naturaleza misma.

El estudio del libro con sus captulos: conceptos bsicos, Patologas,Inspeccin y Diagnstico; Teraputica de las Edificaciones;

Apuntalamientos; Demoliciones; Mantenimiento de las Edificaciones, enforma muy bien lograda en el aspecto tcnico, pero sin sacrificar laclaridad y la fcil comprensin. Toma en consideracin los problemaslocales y con la ayuda de grficos y fotografas llena un vaco tanto en la

formacin como en la prctica profesional de nuestros ingenieros yarquitectos en el campo tan amplio como el de la construccin,amplificando al mismo tiempo el panorama y la visin profesional hacia eldiagnstico y el mantenimiento de obras vitales sin las cuales no seraposible la permanencia y el desarrollo de la sociedad moderna.

Los autores del libro: Nelson Navarro y Angel Pino ostentan una granformacin acadmica, y una manifiesta vocacin a la docencia y a lasestructuras. Su libro ayudar a la formacin de ingenieros, arquitectos y

constructores y a la prctica armnica de su profesin.Agradezco que a pesar de ser un modesto ingeniero de agua ysaneamiento se me confieran el honor de presentar el fruto de su sudadoesfuerzo y dedicacin plasmado en este importante libro.

Cuenca 24 de mayo del 2011.

Ing. Galo Ordez Espinosa


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PRESENTACIN

La obra que se da en esta publicacin, tienen por objetivo facilitar el estudioindependiente de los temas sobre Patologas, Diagnstico y Rehabilitacin deEdificaciones por los tcnicos y profesionales de la construccin. As, el objetivo esde carcter docente.

Por su alcance, contenido y forma de presentacin, esta obra puede servir de textogua para los estudios de pregrado en las carreras relacionadas con el campo delas construcciones, dentro de las denominaciones generales de Ingeniera Civil y de

Arquitectura, adems de la enseanza de nivel medio en lo que le puedacorresponder, principalmente en los planteamientos de carcter descriptivos.

Igualmente, en el campo de la superacin de postgrado, se proporcionaninformaciones para propiciar tanto conocer como alcanzar el nivel de saber,incluyendo una extensa presentacin de lesiones constructivas, de ocurrenciafrecuentes y caractersticas comunes en los procesos patolgicos de las

construcciones y sus soluciones, que aportan importantes elementos para seguir,en situaciones de semejante caractersticas y convenientemente diagnosticadas,las Buenas Prcticas comprobadas en las acciones de rehabilitacin.

Se trata as, de poner en manos de los estudiantes y de los estudiosos del campode los desperfectos tanto por deficiencias constructivas como por el envejecimientode las edificaciones, del deterioro y la recuperacin de esas construcciones, unmaterial debidamente adecuado para resultar apto tanto a tcnicos como aprofesionales, en forma independiente como auto preparacin o en procesosdocentes de cursos, seminarios, u otras formas de enseanza, portador del

conocimiento y experiencias tericas y prcticas en los inseparables pasos delDiagnstico de las Patologas ms frecuentes y comunes, que en diferentes mediosy condiciones afectan las edificaciones y las soluciones constructivas msadecuadas para su Rehabilitacin, prolongando su Vida til y por tanto de granbeneficio de carcter econmico.

En lo que corresponde a las informaciones tcnicas en publicaciones aqu citadas,estn en todos los casos debidamente identificadas en origen y autores, segnaparece en la Referencia a cada caso y que contiene, adems, orientaciones deBibliografa de consulta o ampliacin sobre el tema. Todo esto constituyen de

hecho un merecido reconocimiento y respeto al ganado derecho de los autores, enbeneficio de la extensin del conocimiento humano, tan globalizado en estostiempos, de modo que junto al aporte de contenidos y metodolgico dado por losautores, en la debida integracin que se ha hecho de estas diferentes fuentes,satisfagan los objetivos, principalmente docentes, planteados.

N.N.C.A.J.P.V.


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INDICE

pginaPresentacin -------------------------------------------------------------------------------------- -7

Captulo I. Generalidades y Conceptos Bsicos -----------------------------9Trminos y definiciones. Particularidades de la conservacin,

mantenimiento y la reparacin de edificaciones. Factores que influyenen la durabilidad de las construcciones. Caractersticas de las tipologasy tcnicas constructivas de las edificaciones antiguas.

Captulo II. Patologas, Inspeccin y Diagnstico --------------------------------59Patologa de las edificaciones. Deterioros ms frecuentes que sepresentan en: cubiertas, techos planos e inclinados, arcos, bvedas,cpulas, muros, columnas, cimentaciones y revestimientos deedificaciones. Causas ms probables que dan origen a dichos deterioros.La humedad como lesin y causante de procesos patolgicos.Mtodo de inspeccin y diagnstico del estado tcnico de una edificacin.

Captulo III. Teraputica de las Edificaciones ----------------------------------------144

Anlisis estructural de los elementos deteriorados de una edificacin.Valoracin de la seguridad y estabilidad de los mismos. Seleccin de lostratamientos adecuados para reparar los elementos deteriorados.Soluciones generales a problemas ms generales y frecuentes dedeterioros.

Captulo IV. Apuntalamientos-------------------------------------------------------------185

Objetivo de los apuntalamientos. Signos de deterioro, deformacin odeficiencias. Clasificacin y utilizacin de los apuntalamientos. Elementosconstituyentes. Materiales. Proyecto de apuntalamientos. Clculo deapuntalamientos. Apuntalamientos tpicos para distintos elementos de laconstruccin. Recomendaciones generales.

Captulo V. Demoliciones---------------------------------------------------------------229Objetivo de las demoliciones. Tipos de demoliciones. Trabajos previos a

las demoliciones. Formas de efectuar las demoliciones. Equipamientopara llevar a cabo las demoliciones. Medidas de proteccin.

Captulo VI. Mantenimiento de las Edificaciones---------------------------------245Objetivo y alcance de los mantenimientos en las edificaciones. Tipos demantenimiento. Proyecto de mantenimiento. Recomendaciones generales.

Referencias y Bibliografa -------------------------------------------------------------------260
http://g/Libro%20de%20Rehabilitaci%C3%B3n.dochttp://g/Libro%20de%20Rehabilitaci%C3%B3n.doc


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Captulo I. Generalidades y conceptos bsicos

1.1- Trminos y definiciones.

De la fuente original [14], Captulo 12, autores Pedro Castro y Ma.Fernanda Pereira se cita:

ADVERTENCIA: Este glosario contiene trminos generales relacionadoscon el deterioro y la rehabilitacin de las estructuras de hormign, tambinconocido en pases de Ibero Amrica por concreto o beto.

Mucho de este glosario fue tomado del libro Corrosin en Estructuras deConcreto Armado, de autora de Pedro Castro y otros, publicado porIMCYC, con consentimiento de sus autores. Se han agregado trminosadicionales, estrechamente vinculados al contenido de este Manual.

Se ha intentado tambin emplear todos los sinnimos y trminos que se

utilizan en los pases de Ibero Amrica pero pronto se ha dado cuenta deque se trataba de una misin imposible y que requera la inclusin de otrosexpertos en ese tema para lograr algo efectivamente abarcador.

Se presenta, por lo tanto, el resultado de un primer esfuerzo, grande ycostoso, pero todava modesto en su resultado desde un punto de vistalingstico.

ADICIONALMENTE,los Autores han incluido otros trminos y definiciones

o complementado el existente, por considerarlo til al caso.A

Acero: Aleaciones hierro-carbono, con un contenido mximo decarbono del 2%, aproximadamente. El carbono dota al hierro dedestacadas propiedades mecnicas, necesarias para sus aplicacionesindustriales.

Act ivo: Trmino que se refiere a un estado de los materiales metlicosen el que stos tienden a corroerse, o a metales o aleaciones que sesitan en el extremo de potenciales ms negativos de las serieselectroqumicas o galvnicas y son muy corrosibles.

Act iv idad: Funcin termodinmica que expresa la capacidad dereaccionar de una sustancia, ai = exp(DG/RT), donde DG es elaumento de energa libre de un mol de i en la reaccin, T latemperatura absoluta y R la constante de los gases perfectos.

Acuoso: Se refiere a medios que contienen agua, en los que sta actacomo electrolito o conductor inico de la corriente elctrica.


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Adic in:Material mineral finamente molido utilizado en el hormign conel objetivo de mejorar ciertas propiedades o de conferirle propiedadesespeciales.

Adi t ivo : Sustancia que se aade en pequeas proporciones a un mediopara provocar un cambio ventajoso en algunas de sus propiedades.En particular son productos aadidos al hormign durante el proceso

de mezclado, en pequeas cantidades en relacin con la masa decemento, destinados a mejorar algunas propiedades del hormign,bien sea en estado fresco o en estado endurecido.

Agenteagresivo: Componente del medio ambiente al que es atribuiblela accin corrosiva sobre el material metlico.

Aireacindiferencial: Heterogeneidades de concentracin de oxgeno oaire sobre zonas adyacentes de un metal, generando diferencias depotencial entre ellas y, como resultado, pilas de corrosin de aireacindiferencial.

Ampol lamiento: Vejigas formadas por prdida de adherencia entre losrecubrimientos y el substrato, o sobre la superficie de metales dctilesa causa de las presiones generadas por gases intersticiales. Esfrecuente el ampollamiento por hidrgeno.

Anaerbico: Se dice del medio exento de aire u oxgeno libre (nocombinado).

Anin: Ion con carga o cargas negativas, que migra al nodo de lasclulas electroqumicas o electrolticas.

nodo: Electrodo de las pilas electroqumicas o electrolticas en el quese produce la oxidacin de alguna sustancia. En los fenmenos decorrosin, que suelen desarrollarse sobre electrodos mixtos, las zonasde mayor tendencia a disolverse, en las que los tomos metlicos seoxidan a cationes: MMn+ + ne-. En los nodos fluye corrienteelctrica positiva hacia el medio electroltico (transferencia de cationesa la solucin, o de aniones de la solucin al electrodo).

nodosde sacrificio: Una masa de metal muy electronegativo, como elaluminio, magnesio o cinc, que se conecta a la estructura a protegerpor el mtodo de proteccin catdica, con la que forma un pargalvnico desplazando su potencial, en direccin negativa, hasta lazona de inmunidad.

B

Bloq ue de cimentacin: tambin conocido por encepado o cabezal esel bloque de cimentacin que une los pilotes de cimentacin


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C

Cabezal: tambin conocido por encepado es el bloque de cimentacinque une los pilotes de cimentacin

Capa pasivan te: Pelculas invisibles, de unas decenas de angstroms,de xidos, oxgeno adsorbido o, muchas veces, de naturalezadesconocida, que al formarse reducen la velocidad de corrosin variosrdenes de magnitud, al impedir el contacto directo del materialmetlico con el medio agresivo.

Capilar idad: Cualidad que posee una sustancia de absorber unlquido. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entreel lquido y el slido son mayores que las fuerzas intermolecularescohesivas del lquido. Esto causa que el menisco tenga una formacurva cuando el lquido est en contacto con una superficie vertical.En el caso de tubos delgados, ste succiona un lquido incluso encontra de la fuerza de gravedad. Este es el mismo efecto que causaque los materiales porosos absorban lquidos.

Carbonatacin: Proceso lento de reduccin de la alcalinidad delhormign, de pH aproximadamente 12,5 a valores inferiores a 9,debido en la mayora de los casos a la reaccin del CO2 presente enla atmsfera con los componentes alcalinos de la fase acuosa delhormign, creando un frente carbonatado que al llegar a laarmadura la despasiva ocasionando la corrosin generalizada dedicha armadura.

Cascari l la de laminac in: Gruesa capa de xido que se desarrollasobre los productos metlicos, durante su fabricacin, en la operacinde laminacin en caliente. En los aceros est constituida en su mayorparte por magnetita.

Catin: Ion cargado positivamente, que migra al ctodo en una clulaelectroltica, o se produce en el nodo de una clula electroqumica opila de corrosin.

Ctodo: El electrodo de una pila de corrosin en el que tiene lugar elproceso de reduccin. Procesos catdicos tpicos de corrosin son la

reduccin de oxgeno en medios neutros o alcalinos (O2+ 2H2O + 4e- 4OH-) y la de protones en medios cidos (2H++ 2e-H2)

Condensacin: Proceso fsico que consiste en el paso de unasustancia en estado gaseoso al estado lquido. Es el proceso inversode la evaporacin. Condensacin de la humedad ambiental en lassuperficies con diferentes temperaturas. Caso de la Condensacin delvapor de agua al entrar en contacto con la superficie de un recipienteque contiene un producto en su interior a una temperatura inferior.


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Conservacin: Conjunto de trabajos que se ejecutan para obtener ladurabilidad, seguridad y eficiencia mxima y mantener lascaractersticas estticas de la construccin. Adems se emplea comoaccin que encierra todo el conjunto de acciones posibles a realizardentro del patrimonio construido.

Constante de Stern: Parmetro dependiente de las constantes de

Tafel: B = babc/2.3(ba + bc), que relaciona la intensidad de corrosincon la resistencia de polarizacin en la ecuacin de Stern: icorr= B/Rp.Normalmente, B est comprendida entre 13 y 52 mV.

Contra electrod o: Es el electrodo utilizado con el propsito de cerrar elcircuito y transferir corriente hacia el electrodo de trabajo (probetaestudiada), o desde el electrodo de trabajo. Tambin se conoce comoelectrodo auxiliar.

Contro l d e la corros in:Mantenimiento de la velocidad de corrosin yde la forma de ataque en un sistema metal/medio en un nivel y

morfologa tolerables y a un costo aceptable.Columnas:tambin conocidas por soportes, pilas o pilares representan

los elementos estructurales de soporte.

Corr iente d e intercambio:Se refiere a la velocidad de transferencia deelectrones entre dos especies que intervienen en un proceso redox enequilibrio; es decir, sin transformacin neta de sustancia.

Corrosin: La transformacin de un metal del estado elemental alcombinado (estado inico) por reaccin con el medio ambiente.

Corros in del acero: Proceso de destruccin del acero (prdida deseccin) por reaccin qumica, electroqumica o electroltica con elmedio que lo rodea.

Corrosinelec tr oqum ic a:Se dice de cualquier tipo de corrosin quese desarrolla a temperatura ambiente o moderada, porque respondena un mecanismo electroqumico, es decir, con nodos y ctodosindividualizados en el seno de un electrolito.

Corros in en resquic ios (Crevice corros ion): Ataque localizadodebido a la formacin de pilas de concentracin en hendiduras o reasde difcil acceso entre dos superficies, una de las cuales, al menos, esmetlica.

Corros in-erosin: Efecto conjunto de la accin corrosiva del medio yabrasiva de un fluido movindose a velocidad elevada, que resulta dela destruccin continua de las capas superficiales protectoras deproductos de corrosin. La presencia de partculas suspendidasacelera mucho el componente mecnico abrasivo.

Corrosin-fat iga: Fallos por roturas frgiles debidos a la accin

combinada de un medio corrosivo y ciclos de tensiones mecnicas.


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Corro sin galvni ca o b im etlic a: Corrosin debida al par formadopor dos metales diferentes en contacto elctrico y expuestos a unelectrolito, condiciones en la que el metal ms electropositivo estimulala corrosin del ms electronegativo y l se corroe menos que cuandose presenta aislado en el mismo medio.

Corros in intergranular:Ataque preferencial en los lmites del grano y

zonas vecinas de un metal o aleacin. Tambin se conoce comocorrosin intercristalina. Se debe a heterogeneidades de composicin,en este caso entre el borde y el interior de los granos.

Corros in por cor r ientes vagabund as:Deterioro debido a corrienteserrticas que se escapan de las instalaciones elctricas,preferentemente de corriente continua, que penetran en lasestructuras metlicas y las corroen en el lugar por el que salen deellas hacia el medio.

Corros in por picaduras: Ataque muy localizado que produce una

penetracin apreciable en el metal en forma de cavidades de pequeaseccin, a veces inapreciables a simple vista. Este tipo de corrosinsuele deberse a heterogeneidades del medio.

Corros in un i forme o general izada: Ataque que, aproximadamente,afecta por igual a toda la superficie metlica. A pesar de que sucuanta pueda resultar importante, es el tipo de corrosin msfcilmente controlable.

Corros iv idad:Agresividad o potencial corrosivo de un medio.

Curva de polar izacin: La relacin entre el potencial impuesto a unelectrodo y la intensidad medida (o viceversa). Suelen representarseen coordenadas normales V i (potencial frente a densidad decorriente) o logartmicas, Vlog i.

D

Decapante: Sustancia, generalmente cida y en solucin acuosa,utilizada para eliminar la cascarilla de laminacin, u otros productos decorrosin, de una superficie metlica. Por lo general, los decapantesse emplean conjuntamente con inhibidores de corrosin, que evitan elataque del sustrato.

Densidad d e corr iente:Cantidad de corriente por unidad de tiempo ysuperficie (intendidad de corriente por unidad de superficie). Sueleexpresarse en A/m2, mA/m2, mA/cm2,mA/cm2, etc.

Dens idad de cor rien te crtic a de pasiv acin:Se refiere al mximo decorriente en la regin activa de la rama andica de las curvas depolarizacin, de metales o aleaciones que exhiben la transicinactividad-pasividad en el medio estudiado.


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Despasivacin: Prdida del estado pasivo. Referido a la superficie delas barras de acero contenidas en la masa de hormign (Hormign

ArmadoConcreto Reforzado) cuando en este medio se produce unareduccin del Ph al orden de 9.5, se produce el fenmeno electrolticode la Corrosin Hmeda, con la diferenciacin de un extremo nodo yotro extremo Ctodo, entre los cuales el flujo de electrones de Hierro,

Fe, causa la Oxidacin del acero.Desprendimiento (Spal l ing): Desprendimiento de fragmentos de una

superficie o recubrimiento superficial, a causa de las tensionesgeneradas por la corrosin (como, por ejemplo, en el caso de lasestructuras corrodas de hormign armado) o por dilataciones ycontracciones diferenciales.

Despolar izacin: Reduccin o eliminacin de la polarizacin de unelectrodo por medios fsicos o qumicos, desplazando el potencialhacia su valor usual en circuito abierto (potencial de corrosin). Si la

polarizacin es natural, la despolarizacin tiene como consecuencia elaumento de la velocidad de corrosin.

Despolar izante: Sustancia que desplaza el potencial de un electrodohacia su potencial de corrosin habitual, facilitando los procesos redoxen el electrodo y, por tanto, la corrosin.

Diagramas de imp edancia: Representacin de la impedancia de unelectrodo, normalmente en un plano imaginario (en el que cadafrecuencia le corresponde al vector impedancia un mdulo y un

argumento), de la que se puede extraer informacin sobre elmecanismo del proceso de corrosin y sobre su cintica.

Diagramas de Pou rbaix: Diagramas con el pH y los potenciales deequilibrio como coordenadas, que muestran las fases en equilibriocuando un metal reacciona con una solucin acuosa de undeterminado electrolito.

Durabi l idad: Trmino que, referido a una pieza o estructura metlica,indica la vida en servicio remanente de la misma.La durabilidad deuna estructura de hormign se define como su capacidad para

soportar durante la vida til para la que ha sido diseada, lascondiciones fsicas y qumicas a las que va a estar expuesta.

E

Ecuacin d e Tafel: Relacin lineal entre la polarizacin de un electrodoy el logaritmo de la densidad de corriente, que se produce cuando latransferencia de cargas es la etapa que controla la reaccin: h = a + blog i.

Ecuacin de Stern:Expresin que relaciona la densidad de corrientede corrosin, icorr, con la pendiente de las curvas de polarizacin en el


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potencial de corrosin, DE/DI (conocida como resistencia depolarizacin, Rp), a travs de una constante de proporcionalidad B:

Icorr= BDI/DE = B/Rp

Donde: B = babc/2.3(ba+ bc), es funcin de las pendientes andica ycatdica de Tafel, bay bc.

Electrodo: Conductor electrnico, normalmente metlico, por medio delcual se proporcionan los electrones necesarios a una reaccin, o seconsumen los electrones resultantes de la misma.

Electrod o auxi l iar: Vase contraelectrodo.

Electrod o de referencia: Una semipila prcticamente impolarizable yde potencial constante, que sirve para medir y controlar el potencialdel electrodo sometido a estudio en la clula de ensayo, refirindolo auna escala arbitraria (p. e., la escala de hidrgeno, de Cu/CuSO 4, de

Ag/AgCl, etc.).

Electrod o de trabajo:Es la probeta de ensayo o electrodo sometido aestudio en una celda electroqumica.

Electrol i to:Sustancia qumica o mezcla de ellas, usualmente lquida oen solucin acuosa, que contiene iones que migran en un campoelctrico. Ms simplemente, conductor inico.

Encepado: tambin conocido por cabezal es l bloque de cimentacinque une los pilotes de cimentacin

Equi l ibr io: Estado termodinmico en el que los cambios que se

producen en un proceso fsico o qumico son equivalentes en los dossentidos y no tiene lugar una transformacin neta de estado o desustancia.

Equ ivalen te electro qum ico:Peso de un elemento oxidado o reducidopor una unidad especfica de cantidad de electricidad, usualmente unculombio.

Equ ivalen te qum ico: Cantidad de metal disuelto (oxidada) odepositada a partir de una solucin de sus iones (reducida) por elpaso de una carga elctrica de 96,500 culombios, conocida porFaraday. Expresado en gramos, es el peso molecular dividido por lavalencia o nmero de electrones implicados en la produccin odepsito del catin.

Etapa co ntro lante: La ms lenta entre las etapas parciales en serieque intervienen en el proceso global de corrosin y que regula sucintica: transferencia de carga, transporte por difusin de reactanteso productos de corrosin, etc.

Exfol iacin: Prdida de un material en forma de copos, lminas o

capas, en ocasiones a causa de un fenmeno de corrosin.


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F

Faraday: Cantidad de electricidad requerida para oxidar o reducir unequivalente qumico (peso atmico/valencia) de un metal. Un Faradayequivale a 96,500 culombios, aproximadamente.

Fatiga: Proceso en el que un material est sometido a ciclos detensiones alternantes. Los fallos por fatiga comienzan en microgrietaspreexistentes, que luego se propagan por efecto de los ciclos detensiones hasta producir una fractura frgil. La concurrencia de fatigay corrosin acelera el fallo (vase corrosin-fatiga).

Film:En corrosin, pelcula o capa superficial, a veces de espesor tanpequeo que no resulta visible.

Fragil izacin:Prdida severa de ductilidad de un metal o aleacin.

Fragil izacin po r hidrgeno: Prdida de ductilidad causada por laentrada de hidrgeno en un material metlico, como, por ejemplo, en

el decapado, durante la polarizacin electroltica, o la polarizacincatdica intensa.

G

Galvanizacin en c al ient e: Recubrimiento del hierro y del acero porinmersin en un bao de cinc fundido.

Galvanos tti ca: Se refiere a la tcnica que aplica una corrienteconstante a las probetas estudiadas. Tambin se denominaintensiosttica.

Galvanostato:Instrumento capaz de imponer y mantener una corrienteconstante a un electrodo de trabajo, o bien hacer variar la intensidadque circula por l de acuerdo con una secuencia prefijada del tiempo.

Grout: Microhormign o mortero de prestaciones especiales ytotalmente fluido, tipo auto adensable que dispensa vibrado mecanico

H

Hemati tes o hemati ta: Oxido de hierro, por lo general noestequiomtrico, que responde a la frmula aproximada Fe2O3 y se

produce como estrato ms externo de las multicapas que se generanen la oxidacin de los materiales frreos a temperaturas elevadas.

Herrumbre: Producto de corrosin del hierro y aleaciones de basehierro, de color pardo rojizo, compuesto principalmente por xidofrrico hidratado.

Ho lsti co : Que corresponde al Holismo, como doctrina que propugna laconcepcin de cada realidad como un todo distinto a la suma de laspartes que lo componen.


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Hormign:Material de construccin resultante del fraguado de mezclasde cemento, agregados inertes de tamao controlado (denominadosridos, generalmente grava) y agua.

Hormign simple: Hormign sin reforzar o que contiene menosrefuerzo que el mnimo especificado para el hormign armado

Hormign-Armado : Hormign en el que se introducen barras de acerodurante su fabricacin, para dotarle de una mayor resistencia a latraccin y obtener un material mixto en el que se combinan muyfavorablemente las caractersticas de sus componentes.

Horm ign de al ta res is tencia: Hormign de resistencia caracterstica ala compresin, mayor o igual a 40 MPa. Este tipo de hormigntambin se conoce como hormign de alta prestacin y hormign dealto desempeo, por tener otras caractersticas favorables para suuso.

Humedad relat iva: La relacin, expresada como porcentaje, entre lacantidad de vapor de agua presente en la atmsfera a unatemperatura dada y la cantidad requerida para la saturacin a latemperatura indicada.

I

Inhib id or de corro s in: Sustancia o mezclas de sustancias capaces dereducir de manera eficaz la velocidad de corrosin de un materialmetlico cuando se aade al medio, generalmente en pequeasconcentraciones.

Inmunidad:Estado en el que se elimina la corrosin por imposicin a lasuperficie metlica de potenciales ms negativos que el potencial deequilibrio de la semireaccin andica de oxidacin. Se acepta en laprctica que existe inmunidad cuando el potencial del electrodo esms negativo que el potencial de equilibrio a una concentracin deiones metlicos de 10-6moles/litro.

Impr imacin:Primera capa de pintura, aplicada para inhibir la corrosino mejorar la adherencia de la capa siguiente.

Int ens io sttica:Igual que galvanosttica.Inten siodi nm ica:Tcnica de polarizacin en la que se hace variar la

densidad de corriente del electrodo de trabajo segn una funcinprefijada del tiempo.

Io n:Un tomo o grupo de tomos con carga elctrica.

LLesin: Manifestacin observable de un problema constructivo en un

edificio. Es el sntoma o efecto de todo proceso patolgico.


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Ley de Faraday: Expresin que relaciona la cantidad de sustanciaoxidada o reducida (disuelta o depositada) con la cantidad de corrienteque ha circulado por el electrodo.

Ley de Tafel: Relacin lineal entre la polarizacin y el log de ladensidad de corriente para una reaccin de electrodo en la cual latransferencia de carga es la etapa controlante.

Lm ite de d ifus in: Mxima velocidad de transporte permitido por ladifusin a una determinada sustancia. El fenmeno se pone demanifiesto porque se alcanza una densidad crtica de corriente queprcticamente permanece invariable al aumentar la polarizacin.

Lm ite de elas ti c id ad:Mxima tensin que puede alcanzar un materialsin sufrir deformacin plstica.

Lm ite de fat ig a: Mximo nivel de tensiones cclicas que puedesoportar un metal sin sufrir rotura por fatiga, para un nmero de ciclos

determinado.Lm ite de fatig a po r co rro sin:Mxima tensin que puede soportar un

metal para un nmero determinado de ciclos en un medio corrosivodado. Naturalmente, la corrosin reduce el lmite de fatiga.

Lm ite de ruptura o ro tu ra: Mxima tensin que puede soportar unmaterial sin romperse.

MMantenimiento: Trabajo peridico de carcter preventivo y planificado,

que se realiza en las construcciones durante su explotacin paraconservar las propiedades y capacidades que son afectadas por eluso, agentes atmosfricos o su combinacin, sin que suscomponentes fundamentales sean objeto de modificacin osustitucin parcial o total.

Mate: Referido a una superficie metlica, indica baja reflectividadespecular o, lo que es igual, ausencia de brillo.

Metal activo: Metal poco resistente a la corrosin, o que se estcorroyendo. A estos metales les suele corresponder un potencial

prximo al extremo ms negativo (ms activo) de las serieselectroqumicas o galvnicas de potenciales.

Metal no ble:Metales poco reactivos, como el oro, la plata o el cobre,que pueden encontrarse en la naturaleza como tales, sin combinar. Aestos metales les corresponden potenciales prximos al extremopositivo (ms noble) de las series electroqumicas o galvnicas depotenciales.

Microhormign: grout o mortero de prestaciones especiales ytotalmente fluido, tipo auto adensable que dispensa vibrado mecanico.


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Migracin inica: movimiento de iones hacia el nodo o hacia elctodo bajo la influencia de un campo elctrico.

Mortero:Mezclas de un conglomerante, arena y agua, que se empleanen construccin por su capacidad de fraguar.

Mortero de cemento: Mortero en el que se emplea cemento comoconglomerante. Se diferencia del concreto en el tamao de los rido oagregados inertes, mucho ms finos en el mortero al tratarse dearena. El mortero de cemento puede considerarse como unmicroconcreto. Frecuentemente se utiliza slo el trmino morteropara designar a los morteros de cemento.

N

Noble: Se refiere al extremo ms positivo, andico u oxidante de lospotenciales de electrodo y tambin a los metales que se encuentranen estado libre (sin combinar) en la naturaleza.

OOxidacin: Prdida de electrones en una reaccin qumica o

electroqumica, por ejemplo, en los procesos andicos, cuando unmetal pasa del estado metlico al de catin (estado oxidado,combinado o corrodo).

Oxidante:Sustancia capaz de oxidar a otras sustancias, debido a suelevada afinidad electrnica, que hace que les robe sus electronesde valencia y las oxide, al tiempo que ella se reduce en el procesoredox global.

P

Par galvn ic o: Pila formada por dos metales distintos en contactoelctrico y en el seno del mismo electrolito.

Pasivacin:Transicin del estado activo al pasivo, de muchos metalesu aleaciones en ciertos medios. Puede ser natural o forzada por unapolarizacin andica. Constituye una excepcin de gran importanciaprctica a la ley general en electroqumica, que establece velocidadesde corrosin crecientes para polarizaciones andicas tambin

crecientes.Pasivo: Estado que implica una reactividad muy pequea, es decir,

velocidades insignificantes de corrosin, en condiciones con fuertetendencia termodinmica a la corrosin del electrodo.

Pato lo ga: Parte de la Ingeniera que estudia los sntomas, losmecanismos, las causas y los orgenes de los defectos de las obrasciviles.

Pendientes d e Tafel: Cuando se polariza un electrodo, si controla el

proceso global la transferencia de cargas elctricas, se obtiene, entre


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el potencial y la densidad de corriente, una relacin lineal encoordenadas semilogartmicas: h = a b log i. Relacin observada porprimera vez por Tafel, en la que h representa la polarizacin delelectrodo, i la densidad de corriente, a una constante del sistemametal/medio y b las pendientes andica y catdica de las curvas depolarizacin.

pH: Medida de la acidez o alcalinidad de una solucin. En sentidoestricto, es el logaritmo del inverso de la actividad de iones hidrgenoen la solucin: pH = log aH+. El valor 7 de pH corresponde a unasolucin neutra; los valores inferiores a medios cidos y los superioresa medios alcalinos.

Pilares:tambin conocidos por soportes, pilas o columnas representanlos elementos estructurales de soporte

Pilas:tambin conocidas por soportes, columnas o pilares representanlos elementos estructurales de soporte

Pilas de aireacin diferencial: Pilas de corrosin cuya fuerzaelectromotriz es la diferencia de potencial originada por las distintasconcentraciones de oxgeno disuelto en dos puntos.

Pilas de con centracin:Pilas de corrosin cuya diferencia de potencialentre el nodo y el ctodo se debe a diferencias en la concentracinde uno o ms constituyentes electroqumicamente reactivos, como eloxgeno disuelto en el electrolito, los cationes metlicos, etc.

Pilas de cor ros in:Cualquier tipo de heterogeneidades, bien sea del

metal, del medio agresivo o de las condiciones de exposicin, quegeneren diferencias de potencial entre reas metlicas prximas,creando micropilas locales, o macropilas.

Pilas galvn ic as:Vase par galvnico.

Pilas pasiv idad activ idad:Pilas de corrosin formadas por reas delmismo metal en los estados pasivo y activo. Suelen ser muy activas, acausa de la considerable diferencia de potencial entre nodo y ctodo.

Polarizacin: Es la diferencia matemtica entre el potencial del

electrodo para unas condiciones dadas de densidad de corriente y elpotencial de corrosin o potencial en circuito abierto: h = E Ecorr.Usualmente se consideran sus componentes: polarizaciones deactivacin, de concentracin y de resistencia.

Polar izacin andica: Desplazamiento del potencial de electrodoresultante del flujo de corrientes positivas. El potencial se hace mspositivo (ms noble o ms andico).


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Polar izacin c atdic a:Efecto del flujo de corrientes negativas sobre elpotencial de electrodo, que se hace ms negativo (ms activo o mscatdico).

Polar izacin d e activacin: Parte de la polarizacin que existe atravs de la doble capa elctrica en una interfase metal/electrolito, einfluye directamente sobre la velocidad de los procesos de elctrodo,

alterando la energa de activacin del proceso de transferencia decargas.

Polar izacin de concentracin (de difus in o trans po rte):Cambiosde potencial de un electrodo debidos a diferencias en la concentracinde la solucin adyacente a la interfase metal/electrolito, producidospor las reacciones de electrodo.

Polar izacin de resistenc ia:Parte de la polarizacin que se estableceentre los electrodos de referencia y de trabajo, a consecuencia de laresistencia que ofrece el medio al paso de la corriente, podra decirseque es la parte perdida, a efectos de la reaccin, de las seales depotencial.

Porosidad: Canales, muchas veces microscpicos, en unrecubrimiento, metlico o no, que se extienden hasta el substrato.Porcentaje de huecos, formados por canales visibles o invisibles, enun medio slido discontinuo, como el hormign.

Potencial: Diferencia de potencial de un electrodo (semipila osemielemento) definida con relacin a otro electrodo especfico,

conocido por electrodo de referencia.Potencia l de corro s in:Es el potencial de un electrodo que se corroe

en un medio dado, sin flujo de corriente externa. Para el mismoconcepto se emplean tambin los siguientes trminos: potencial decircuito abierto; potencial de corrosin libre; potencial de reposo;potencial de abandono y potencial de estacionario. El potencial decorrosin no es un potencial de equilibrio, pues aunque se da en l unequilibrio elctrico, hay transformacin neta de sustancia, con la nicacondicin de que exista equivalencia entre las velocidades globales de

oxidacin y reduccin.Potencia l mix to:Es el potencial observado en un electrodo cuando dos

o ms reacciones electroqumicas estn ocurriendo simultneamenteen su superficie; por ejemplo, en una probeta que se corroe, conmultitud de micronodos y microctodos donde se verifican lasreacciones parciales de corrosin.

Pot enc iodi nm ica: Tambin denominada potenciocintica, es latcnica de variar el potencial del electrodo de trabajo de una manera


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continua y a velocidad prefijada. Se utiliza frecuentemente en laobtencin de curvas de polarizacin.

Pot enc io stti ca:Se refiere a la tcnica que mantiene el potencial de unelectrodo de trabajo constante, a un valor prefijado, durante cualquiertipo de ensayo, como, por ejemplo, la medida de la intensidad duranteun perodo de tiempo.

Potenciostato: Dispositivo o instrumento electrnico que mantiene aun electrodo a potencial constante y es capaz de variarlo tambin,segn una secuencia de tiempo, dentro de un margen amplsimo develocidades de barrido. Actualmente, los potenciostatos comercialesincluyen tambin la posibilidad de funcionar como galvanostatos. Elpotenciostato quiz sea el instrumento ms usado actualmente en losestudios de corrosin.

Proteccin andic a: Mtodo de proteccin, aplicable a los sistemasque muestran la transicin actividad-pasividad, consistente en imponeren las estructuras metlicas el estado pasivo, con un procedimientopotenciosttico, polarizndolas andicamente y manteniendo talestado con un flujo muy pequeo de corriente.

Proteccin catdica: Reduccin o eliminacin del fenmeno decorrosin de una superficie metlica, por medio de una polarizacincatdica que desplace su potencial hasta la zona de inmunidad de losdiagramas de Pourbaix. La proteccin catdica puede aplicarseuniendo la estructura al polo negativo de un rectificador (mtodo de

corriente impresa) o unindola a un metal muy electronegativo comoel cinc, el aluminio o el magnesio (mtodo de los nodos de sacrificio).

Puzolanas:en su definicin ms simple, son sustancias capaces dereaccionar con la cal (hidrato de cal) en presencia de agua, paraformar silicatos clcicos hidratados, del mismo tipo de los que forma elcemento Portland cuando reaccionacon el agua.

PUZOLANA+ (OH)2Ca + AGUA SCH

RReconstrucc in: Trabajo que se realiza para sustituir o construir denuevo los elementos componentes fundamentales que presentan unestado de deterioro avanzado y que disminuya o imposibilite el uso,seguridad e integridad de la construccin de forma parcial o total.

Reduccin: Proceso qumico o electroqumico en el cual una sustanciagana electrones, como la formacin de OH a partir del oxgenodisuelto, o de gas hidrgeno a partir de los protones (H3O

+o H+) enmedios cidos.


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Reductor: Sustancia que causa la reduccin de otras, cedindoleselectrones, al tiempo que ella se oxida.

Rehabil i tacin:Accin dirigida a devolver en un edificio declaradoinhabitable e inservible las condiciones necesarias para su uso originalu otro nuevo.

Renovacin:Trabajo que se realiza en las construcciones

introduciendo variaciones en el diseo, cambios, o mejoras tcnicas yfuncionales en correspondencia con la poca en que se realicen.

Reparacin:Trabajo que se realiza en las construcciones durante suexplotacin para arreglar o sustituir partes y elementos componentes.

Repasivacin: Fenmeno consistente en la recuperacin del estadopasivo en toda la superficie de un metal que lo haba perdidolocalmente, corroyndose por picaduras. La repasivacin se produceal imponer potenciales iguales o inferiores (ms negativos) que el

denominado potencial de proteccin, repasivacin o de pasivacinperfecta, que de todas estas formas se conoce.

Resistencia de polar izacin: La pendiente, dE/di, de las curvas depolarizacin en el potencial de corrosin. La resistencia depolarizacin, Rp, es inversamente proporcional a la densidad decorriente de corrosin, icorr = B/Rp, cuando la tcnica de polarizacinlineal es aplicable (B es la constante de Stern).

S

Semielemento o s emipi la: Un metal puro en contacto con una solucinde sus propios iones origina, para unas condiciones dadas, unpotencial caracterstico y reproducible, que, en condiciones normales,es el potencial estndar o normal. Cuando una semipila se une a otrase puede medir una diferencia de potencial y, si se hace con respectoal electrodo de hidrgeno, se obtiene directamente el potencial de laotra semipila.

Semireaccin:En un fenmeno de corrosin son los procesoscatdicos (que constituyen semirreacciones de reduccin) y andicos

(que constituyen semirreacciones de oxidacin) que, consideradosconjuntamente, constituyen el proceso global de corrosin (reaccinredox).

Seri e elec tr oqum ic a: Relacin ordenada de elementos de acuerdocon su potencial estndar, con respecto al electrodo normal dehidrgeno, al que, por convenio, se asigna el valor de cero.

Seri es galvnic as: Listas de metales y aleaciones ordenadas segnsus potenciales en un medio especfico, usualmente agua de mar.


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Sis tm ico : Enfoque Sistmico. Es un esfuerzo de estudiointerdisciplinario que trata de encontrar las propiedades comunes aentidades (los Sistemas) que se presentan en todos los niveles de larealidad, pero que son objeto tradicionalmente de disciplinasacadmicas diferentes. Su introduccin se atribuye albilogo austraco Ludwing von Bertalanffy, quien acu la

denominacin a mediados del siglo XX.Soportes:tambin conocidos por columnas, pilas o pilares representan

los elementos estructurales de soporte

Substrato:El metal base sobre el que se estn aplicando las capas odepsitos.

T

Terapia: Estudio de la correccin y la solucin de los problemaspatolgicos de las obras civiles, incluso los debidos al envejecimiento

natural. V

Veloc idad d e corros in: Cantidad de metal o aleacin deteriorada(oxidada) por unidad de tiempo. Puede expresarse en funcin de lapenetracin (mm/ao, mm/ao...); de la variacin de peso por unidadde superficie (g/m2d, md2d, es decir, gramos por metro cuadrado yda o miligramos por decmetro cuadrado y da), etc.

Vid a til: Se entiende por vida til de una estructura al intervalo detiempo durante el cual la misma mantiene su forma original, sus

propiedades resistentes, sus condiciones de servicio y suscaractersticas estticas, sin necesidad de efectuar reparacionescapitales, pero con mantenimientos sistemticos.

ZZeoli tas: Son formaciones minerales que se caracterizan por una

elevada micro porosidad, o sea una elevadsima superficie especfica.


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1.2- Particularidades de la Conservacin, Mantenimiento y laReparacin de edificaciones.

El Hormign Armado, de creacin atribuida a Joseph Monier, en Francia1849, pudiera ser considerado un material de muy larga duracin si

recibiera un mantenimiento sistemtico y programado.

Ante las manifestaciones patolgicas se observa, en general, procederesincorrectos que conducen a simples actuaciones superficiales y en otroscasos a demoliciones o en el sentido opuesto a excesivos reforzamientos.

El nivel actual del conocimiento de los procesos y mecanismos destructivosque actan sobre las construcciones hace posible diagnosticar con xitosla mayora de los procesos patolgicos. Un diagnstico correcto del

problema es la clave del xito de la reparacin. Un diagnstico adecuado,preciso y completo ha de tener en cuenta todos los aspectos del problema.Se destaca as la importancia del especialista en patologas de lasconstrucciones por ser a quien corresponde formular el diagnsticocorrecto del problema.

Actualmente, el gran desarrollo tecnolgico alcanzado en materiales,productos y tcnicas, hace posible que se puedan realizar adecuadamentelos trabajos de reparacin requeridos en cada caso, junto al necesario

Control de la Calidad de lo que se ejecute.Las obras y edificaciones de nueva creacin, as como sus elementoscomponentes, adems de satisfacer los requisitos de capacidad resistente,deformacin y fisuracin, sern diseadas y construidas de modo quesatisfagan tambin los requisitos de durabilidad, con el objetivo degarantizar su adecuada funcionalidad, esttica y apariencia durante eltiempo de vida tilestipulada, [36], [37].

El concepto de durabilidadest ntimamente relacionado con el de vidatil, quedando condicionado en todas las etapas del proceso constructivo yexistencia de la edificacin. El necesario enfoque holstico, sistmico eintegral conduce a tener en cuentas las etapas principales del proceso. Asaber:

- Proyecto (diseo)- Ejecucin de las obras de construccin- Materiales y componentes- Mantenimiento y otros factores


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Se han realizado diferentes estudios que dan las proporciones (%) deinfluencia de estos aspectos. En la figura 1.2.1 se dan los resultados deestudios realizados en Espaa, citados en [39], con el nico objetivo de serinterpretado de forma general, que pueda servir de referencia de susgrados relativos de participacin.

05

10

15

20

25

30

35

40

45

Proyecto Ejecucin Materiales Mtto. Otros

%

30 43

12 15

Figura 1.2.1 Ubicacin en cuatro aspectos de las causas principales dedefectos que influyen en la durabilidad de las estructuras de hormignarmado, segn estudios realizados en Espaa.

Esta problemtica est muy vinculada a los costos. La ley de Sitter, o Leyde los Cinco,[28 ], muestra claramente que un defecto detectado en la etapa de diseo oproyecto de una estructura de hormign costar cinco veces menos que sise detecta en la etapa de ejecucin, 25 veces menos que si se detecta enla etapa de mantenimiento preventivo y 125 veces menos que si se detectaya en la etapa de reparacin o rehabilitacin de la estructura, lo que a suvez ratifica la necesidad de que los defectos sean detectados y corregidosesencialmente en la etapa de diseo o proyecto de la estructura.


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Figura 1.2.2 Ley De Sitter, evolucin de los costos.

Para comprender el concepto de durabilidad de las estructuras, segn elIngeniero y Cientfico Norteamericano Bryan Matter, citado en [39], hay quesaber responder a dos preguntas esenciales:

a) Durabilidad para qu?b) Durabilidad ante qu?

Atendiendo a la primera pregunta: Durabilidad para qu? se debe

establecer con claridad el concepto de vida tilde la estructura, pues loque se pretende es que la estructura sea capaz de alcanzar un plazo devida determinado. Toda estructura debe disearse (O sea, proyectarse)para alcanzar un plazo de vida til determinado.

La vida til es el perodo de tiempo durante el cual el comportamiento de laestructura se mantendr a un nivel compatible con los requisitos de lasprestaciones para que fue diseada y construida, siempre que sta seaadecuadamente conservada, esto quiere decir que sean respetadas de

forma consecuente las medidas necesarias de mantenimiento preventivo,[36], [37].

El concepto de Vida til debe aparecer ya en la fase de diseo estructural,definiendo los requisitos de seguridad, funcionalidad y apariencia que debetener una determinada estructura durante un determinado perodo detiempo, sin presentar costos inesperados de mantenimiento. Los conceptosbsicos fundamentados en la resistencia frente a las solicitacionesmecnicas se deben hacer extensivos a los de durabilidad, de tal forma


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que se incluyan las solicitaciones de tipo agresivo a las que va a estarexpuesta la estructura.

Hay normalmente cuatro definiciones en los plazos de vida til de unaestructura de hormign armado:

1. La vida til de proyecto, se extiende hasta que empiezan a apareceren la estructura los primeros sntomas de corrosin del acero de refuerzo,producto de su despasivacin: fisuraciones, manchas superficiales dexido, etc. Este es el momento en que se deben hacer las intervencionesnecesarias que permitan alargar la vida til de la estructura.

2. La vida til de servicio, es el tiempo hasta que la estructura pierde yasus condiciones de servicio, o sea comienza a desprenderse elrecubrimiento del acero de refuerzo y esto puede implicar peligros para las

personas.3. La vida til ltima, se extiende hasta que, debido a la corrosin, elacero de refuerzo ha perdido rea de la seccin transversal suficiente paraprovocar en cualquier momento el colapso de la estructura.

4. La vida til residual, que es el tiempo en que la estructura se mantienesin colapsar an despus de haber vencido su plazo de vida til ltima.

La siguiente foto, 1.2.1, [23], puede ilustrar esta ltima etapa, aunqueentendido como caso extremo ya en estado muy peligroso,correspondiente a la losa de techo de una vivienda, presumiblementeperteneciente a esa enorme cantidad que se construyen sin el debidodiseo e incluso sin el personal calificado para su ejecucin y que sepueden encontrar en muchas partes.


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Foto 1.2.1 Losa en vivienda con la vida til totalmente agotada,estando en la etapa de vida til residual.

La situacin mostrada ilustra, aunque en una vivienda uniplanta y por tantosimple como estructura, el hecho de que en la ejecucin de las estructurasde hormign y hormign armado en general, lamentablemente no sonpocos los casos que han resultado de la aplicacin del conocimiento

emprico deficiente e incompleto y por ello constituyendo una malaprctica. Los progresos continuos que se registran en el diseo y latecnologa del hormign necesitan cada vez ms de conocimientostcnicos profundos y de un riguroso sistema de aseguramiento de lacalidad. Estos conocimiento y saber hacer empricos deficientes, son muyfrecuentemente aplicados en la construccin de viviendas porautoconstruccin e incluso en edificaciones multifamiliares y pueden llegara ser muy peligrosos, ms aun cuando se ejecutan estructuras de ciertamagnitud e importancia.

En trminos generales, la relacin economa durabilidad (determinanteen la vida til) en las construcciones debe ser rigurosamente evaluada enforma integral. Bajos COSTOS INICIALES, irracionalmente aceptados,pueden dar por resultado ALTOS COSTOS TOTALES, determinados porla reduccin de la duracin de esos objetos construidos. Retmese aqu laya presentada Ley de Sitter, [28].

En general, es internacionalmente aceptado establecer requerimientos de

tipo cuantitativo en las especificaciones del diseo de las estructuras para


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garantizar una Vida til de Proyecto no menor de un orden de los 50aos. Esta magnitud del tiempo estimado de vida til de proyecto puedeser establecido como un mnimo para edificaciones, pero no para obras deingeniera en las infraestructuras, en las que se exigen normalmente plazosmayores, hasta del orden de los 100 aos.

La segunda pregunta planteada: Durabilidad ante qu? se debeentender referida a la caractersticas y condiciones del Medio Ambientalque rodea a las estructuras. Resulta entonces necesario identificar trestipos fundamentales de deterioro en las estructuras, en particular en las dehormign armado o pretensado:- Por corrosin del acero, de armado o de tesado.- Por ataque qumico al hormign, proveniente del exterior o del interior de

la estructura.- Por acciones fsicas externas

En general, estos deterioro no se presentan aislados, se interrelacionan yadems dependen de muchos y variados factores externos a la estructura,como por ejemplo la humedad ambiental, el nivel de concentracin de lassustancias agresivas capaces de atacar la estructura, la micro localizacinde la obra en el entorno geogrfico e incluso la ubicacin concreta de laestructura dentro de la obra.

En las construcciones con hormign armado y hormign pretensado, cobra

gran importancia tener en cuenta en la fase de diseo los factoresinherentes a la durabilidad:

- La Resistencia Caracterstica a compresin del hormign- El Recubrimiento del Acero de refuerzo o de tesado

Estos dos parmetros inciden directamente en las dimensiones de laseccin.

En las estructuras de acero, sean de laminados en caliente o conformadosen frio, la relacin directa del metal con el Medio Ambiente demanda detratamientos superficiales adecuados para protegerlo de los procesos decorrosin, que constituyen su principal motivo de deterioro y degradacin.

En todos los casos, el diseo ha de tener en cuenta la adecuadaaccesibilidad que permita las labores de inspeccin peridica ymantenimiento sistemtico, incluyendo el mantenimiento preventivo, losque debern ser realizadas mediante procedimientos establecidos.


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1.3- Factores que influyen en la durabilidad de las construcciones.

En general, los problemas patolgicos son evolutivos y tienden a agravarseal transcurrir el tiempo, adems de inducir otros problemas asociados alproblema inicial. Por ejemplo, malas condiciones de uso pueden determinaraumento de las cargas sobre las de diseo, estas aumentan los momentos

flectores y con ello la fisuracin y la abertura de las fisuras, se favorece lacorrosin del acero de refuerzo deprimiendo la capacidad resistente delelemento y su rigidez, con el aumento de las deformaciones ydesplazamientos, (flechas, sea el caso en vigas y losas), y estasdeterminan deformaciones y agrietamientos en paredes y en pisosapoyados sobre esos elementos flexionados.

Entre los principales causantes de los problemas patolgicos que afectanla durabilidad de las construcciones se pueden apuntar:

- Las cargas actuantes sobre la construccin- Agentes del medio Ambiente- La humedad y sus variaciones- Variaciones trmicas- Incompatibilidad de materiales- Fallas del proceso constructivo- Otras

1.3.1- Las cargas o acciones actuantes sobre las construcciones.

Las fuerzas interiores: Momentos Flectores, Fuerzas Cortantes, FuerzasAxiales y Torsiones, pueden producir fisuras en los elementos de laconstruccin, estas constituyen ventanas abiertasa los agentes agresivosdel medio exterior, que producen, por ejemplo, la oxidacin del acero derefuerzo, [14], [15].


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Figura 1.3.1 Representacin esquemtica de las patologas tpicamenteobservadas en vigas de hormign armado fisuradas y afectadas porcorrosin.

Las deficiencias en las estructuras de Hormign Armado suelenmanifestarse mediante fisuras cuya configuracin muestran el tipo desolicitacin que las ha originado en esa zona del elemento estructural. As,la observacin y anlisis de las fisuras en esas estructuras puedenconstituir una gua para determinar las causas de la afectacin que semanifiesta.

Accin de las Cargas Exteriores. Procesos Mecnicos.

La accin de las cargas exteriores, que dan lugar a las fuerzas interiores

como las definidas anteriormente, generan en el hormign armado estadostensionales complejos. Si analizamos un elemento cualquiera de unaestructura de hormign armado, comprobamos que cada una de sussecciones est sometida a una solicitacin simple o, a una compuesta porvarios tipos de solicitaciones simples. Las solicitaciones simples son lasdenominadas de traccin, de compresin, de flexin, de corte y de torsin.

De existir alguna deficiencia en una estructura de hormign armado, stase manifestar en la mayora de los casos a travs de una configuracin de

fisuras que depender del tipo de solicitacin actuando en ese sector.


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Por lo tanto, la interpretacin de las fisuras observadas en una estructurade hormign armado puede guiar, con cierta certeza, a encontrar lascausas del problema. Ver Figura 1.3.1 y Figura 1.3.2, [15].

En base a la experiencia adquirida, se puede afirmar, que en general, soloen pocas ocasiones es una nica causa el origen de un determinado

problema estructural; en la mayora de los casos son varias las causas quelo generan.

Entre las causas ms comunes y en general asociadas a un mayorcompromiso estructural, estn aquellas ligadas a las cargas exteriores. Ladeficiencia puede tener su origen en la etapa del proyecto, la construccino la utilizacin, segn ver a continuacin:

Errores de proyecto:

Omisin de algn estado de carga. Subvaluacin de las acciones de las cargas. Deficiencia en la combinacin de los estados de carga. Modelacin errnea de la estructura resistente, tanto para cargas

estticas como dinmicas. Errores en planos de detalles (longitud de desarrollo, anclaje,

traslapes, planillas de hierros, etctera)

Errores de ejecucin:

Cargas prematuras sobre la estructura. Cargas no previstas en el proyecto. Deficiencias en el transporte y/o montaje de elementos pre

moldeados.

Errores de utilizacin:

Cargas no previstas o superiores a las de diseo Cambios de uso que implican sobrecargas mayores. Maquinarias o instalaciones que generan cargas dinmicas no

previstas.

En los puntos siguientes se analizan las configuraciones de fisurasgeneradas en estructuras de hormign armado por distintas solicitaciones,ya sean simples o compuestas, que surgen como consecuencia de las


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acciones externas, funcionales o ambientales, que se traducen en cargas(estticas o dinmicas) que generan procesos mecnicos.

Figura 1.3.2 Esquema de fisuras tpicas en prticos de Hormign Armadocon diseo, construccin o uso deficiente.

Traccin axial

Este tipo de solicitacin es poco frecuente en elementos de hormign

armado y puede originar, si no se han realizado las verificacionescorrespondientes a los estados ltimos de utilizacin, numerosas eimportantes fisuras, de configuracin perpendicular a las barras de aceroprincipales. Ver Figura 1.3.3, [15]. Estas fisuras se forman prcticamenteen forma simultnea, atraviesan generalmente toda la seccin del elementoestructural y suelen ubicarse en coincidencia con la posicin de laarmadura transversal, como pueden ser los estribos y la armadura dereparticin.


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El hormign posee un buen comportamiento mecnico cuando estsolicitado a la compresin pero no ocurre lo mismo si se lo solicita a latraccin. Las tensiones que puede resistir un hormign traccionado estnen el orden del 10 % de las de compresin. Por esta razn y por ladificultad en contar con un hormign sin fisuras, se desprecia, en losclculos de secciones de hormign armado, la pequea resistencia a la

traccin. Sin embargo esta pequea resistencia del hormign a la traccindebe ser tenida en cuenta en las verificaciones de fisuracin ydeformacin, que forman parte de lo que denominamos estados lmites deutilizacin o servicio.

Existen pocos casos en que un elemento de hormign armado se proyectecon una solicitacin simple a la traccin. Podemos mencionar entre ellos alos tensores verticales en los entrepisos, tensores horizontales enfundaciones y sectores de tanques de seccin circular alejados de las

zonas con perturbaciones de borde, como son la base y la tapa.

Figura 1.3.3 Figura 1.3.4

Compresin axial

Un elemento de hormign sometido a esfuerzos de compresin axial puedemanifestar distintas formas de fisuracin que dependen de su esbeltez ydel grado de coaccin transversal existente en sus extremos.

Estos efectos se pueden observar en los ensayos de laboratorio realizadoscon probetas sencillas de hormign simple. Si se pudiera eliminartotalmente el rozamiento entre las caras de la probeta y los platos de laprensa utilizados para introducir los esfuerzos, la compresin pura que se

obtendra sobre dicha probeta provocara una rotura con fisuras paralelas a


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la direccin del esfuerzo, formando bielas o columnas en esa mismadireccin Ver Figura 1.3.4 a, [15]. Si existe rozamiento, como generalmenteocurre, las fisuras adoptan una forma distinta al estar coartada ladeformacin transversal en los extremos; cuya configuracin se indica en laFigura 1.3.4 b, [15].

En elementos estructurales ms esbeltos se obtienen otras configuracionesde fisuracin, Figura 1.3.5 a, b y c, [15], debido a otros factores como ser laposible heterogeneidad del hormign a lo largo del elemento, distribucinno uniforme de las tensiones de compresin debido a excentricidades delas cargas, etc. Resulta importante indicar que las figuras muestranposibles estados de fisuracin en el momento de la rotura y no encondiciones de servicio. Una configuracin como la indicada en la Figura1.3.5 d, [15], formada por fisuras finas (anchos de aproximadamente 0.1mm) ubicadas juntas en una de las caras de una columna esbelta, estara

indicando una situacin peligrosa debido al pandeo del elementoestructural.

La forma habitual de colapso de columnas de hormign armado es laindicada en la Figura 1.3.5 e, [15], y consiste en un estado de fisuracinmuy fina (fisuras del orden de 0.05 a 0.15 mm), paralela a la directriz delelemento y no coincidente, en general, con la ubicacin de las armaduras.Estas fisuras aparecen en un estado previo a la rotura cuando las cargastienen un valor del orden del 85 al 90 % de la capacidad resistente de la

columna.

Para cargas cercanas a la de rotura en columnas con zunchos en espiral,primero se desprende el recubrimiento pero el elemento puede an seguirresistiendo ms pero a costa de grandes deformaciones.

En la prctica, los anchos de fisuras que pueden aparecer en las columnasen situaciones previas a la rotura, pueden ser mayores si se aumenta laarmadura, en especial la transversal. Es decir, al aumentar el ancho de lasfisuras previas al colapso estamos aumentando su ductilidad y por ende lacapacidad de aviso del estado de agotamiento de la columna. Este es unaspecto muy importante a tener en cuenta ya que las columnas dehormign armado, por su naturaleza, tienen escasa capacidad de aviso yaque presentan una rotura de tipo frgil.

Por su funcin en el conjunto estructural, el colapso de columnassolicitadas a compresin simple, o con pequeas excentricidades, es laprincipal causa de derrumbes generalizados de estructuras.


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Las cargas de compresin concentradas, como por ejemplo la introduccinde la carga de una columna en una base, la introduccin de una fuerza depretensado, etc., pueden generar fisuras de traccin de direccin paralela alos esfuerzos de compresin. El efecto es similar al fenmeno dehendimiento que provoca la rotura de las probetas cilndricas en el ensayodenominado brasileo. Ver Figura 1.3.6, [15].

Figura 1.3.5


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Figura 1.3.6

Flexin y corte

Las fisuras generadas por flexin son las ms frecuentes y, por lo tanto, lasms conocidas. Pueden aparecer a partir de una solicitacin de flexinpura o por una combinacin de flexin y corte. Segn la importanciarelativa de ambos esfuerzos ser la posicin e inclinacin de las fisuras(Ver Figura 1.3.1).

En los casos de preponderancia de las solicitaciones de flexin, seobtienen las configuraciones de fisuracin indicadas progresivamente en laFigura 1.3.7 a, b y c, [15]. En estas configuraciones, la fisuracin por flexinse inicia en la armadura, progresa en vertical hacia la fibra neutra y, enciertos casos, al final se orienta buscando el punto de aplicacin de lacarga detenindose al alcanzar la zona de compresin. En general ycuando la armadura ha sido correctamente adoptada, los elementossolicitados a flexin dominante tienen una gran capacidad de aviso a travsde un cuadro pronunciado de fisuracin lo que le confiere caractersticas deductilidad.

En los casos de preponderancia de las solicitaciones de corte, se obtienen

las configuraciones de fisuracin indicadas progresivamente en las figuras1.3.8.a, b y c, [15]. En estos casos, la fisuracin por corte puede comenzaren el alma de la pieza o en el cordn traccionado, avanzar por sus dosextremos o por el superior, respectivamente, y llegar a afectar toda la alturade la pieza, dividindola en dos partes.

Este proceso puede ser muy rpido dependiendo de la cuanta dearmadura existente, especialmente la transversal. De all la necesidad deadoptar la armadura correcta con el fin de aumentar su ductilidad

permitiendo que se desarrolle ntegramente la capacidad a flexin.


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Las caractersticas principales de las fisuras generadas por flexin paradiferenciarlas de las generadas por corte son las siguientes:

No afectan a toda la altura de la pieza, sino que lleganaproximadamente hasta el eje neutro.

Aparecen en cierta cantidad y bastante cerca entre ellas,

especialmente si el acero utilizado es de alta adherencia. Las fisuras tienden a desaparecer cuando se retiran las cargas que las

generan. Son perpendiculares al eje del elemento y se inclinan en funcin del

valor del esfuerzo de corte.

Figura 1.3.7 Figura 1.3.8

Punzonamiento

Otro tema de inters es el denominado punzonamiento, esfuerzo con ciertasimilitud con el de corte propio de los elementos lineales. A diferencia de lasolicitacin por corte, el punzonamiento se genera en una estructurasuperficial, en general plana, por introduccin de una carga concentradaperpendicular a su plano medio.

Los ejemplos tpicos donde se presenta solicitacin por punzonamiento sonlas plateas de fundacin, las bases aisladas y los entrepisos sin vigas. Lasdeficiencias en la consideracin de esta solicitacin se manifiestan enconfiguraciones de fisuracin como las indicadas en la Figura 1.3.9, [15].


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Figura 1.3.9

Flexin compuesta

Dentro de los casos de solicitaciones de flexin compuesta, es decir piezassometidas simultneamente a un esfuerzo axial y un momento flexor,consideramos dos comportamientos segn la importancia relativa de

ambas solicitaciones.

Cuando se tienen piezas sometidas a momentos flexores significativosjunto con esfuerzos axiales reducidos, es decir piezas solicitadas a flexindominante o gran excentricidad relativa, el comportamiento es parecido alque se presenta en flexin simple, tratado anteriormente.

En cambio, cuando las piezas estn sometidas a un esfuerzo axial decompresin importante y a un momento flexor reducido, es decir piezas

solicitadas a compresin dominante o pequea excentricidad relativa, elcomportamiento es similar al de compresin centrada. En este caso, comoya se ha indicado, se producen fisuras finas y paralelas entre s y a ladirectriz de la pieza. El ancho de las fisuras no supera en general 0.1 mm,y por lo tanto los pilares con excentricidades de este tipo cuentan con pocacapacidad de aviso de su estado cercano a la rotura.

Para el caso de piezas sometidas a un esfuerzo axial de traccinimportante y a un momento flexor reducido, es decir piezas con traccin

dominante, el comportamiento tiene similitud al de traccin axial, ya


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descripto. Si bien no es un caso muy comn, puede presentarse enaquellos tensores horizontales con grandes esfuerzos axiales que tambinactan como vigas que soportan pequeas cargas que le generan flexin.

Torsin

En las estructuras de hormign armado cuando la resistencia a torsin dela pieza no es necesaria para su equilibrio o la de otros elementos ligadosa ella, generalmente no se la tiene en cuenta, solo se contempla unaarmadura mnima, y por tal razn se la considera una solicitacinsecundaria

Es decir, la torsin se considera como secundaria cuando la estructurapuede resistir con aceptable seguridad an en el supuesto de que la rigideza la torsin de uno o ms elementos de dicha estructura sea prcticamentenula. Si esto no ocurre, la torsin pasa a ser una solicitacin principal.

La torsin se presenta casi siempre acompaada por solicitaciones deflexin y corte, generando tensiones tangenciales en la pieza, en formasimilar a las originadas por los esfuerzos de corte. De esto se desprendeque la identificacin de los problemas de solicitaciones de torsin revistean mayores dificultades que los planteados para las solicitaciones decorte.

Es importante mencionar que en la mayora de los casos, las seccionescon mayor solicitacin a la torsin coinciden con la de mayor solicitacin alcorte; de lo que se desprende que en estos casos, la verificacin se hacecontemplando la superposicin de las tensiones generadas por los dostipos de solicitaciones simultneamente.

La torsin en s, genera en las piezas de hormign armado fisuras a 45 encada una de las caras con una configuracin de tipo helicoidal como la

indicada en la Figura 1.3.10, [15]. Este tipo de fisuras suele observarsecuando no se han tenido en cuenta los efectos de la torsin comosolicitacin secundaria o se ha tratado en forma incorrecta la torsin comosolicitacin principal.

En el primer caso no se afectara mayormente la seguridad de laestructura; en el segundo caso, torsin como solicitacin primaria,estaramos ante la posibilidad de falla de la pieza.


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Figura 1.3.10

La Foto 1.3.1, [23], muestra el fallo por torsin de una columna en unedificio de 12 pisos de altura y totalmente prefabricado, en Cuba, porerrores cometidos por el ejecutor de la obra durante la construccin deledificio. No es frecuente poder observar casos reales de este tipo de fallodonde se muestra con claridad la trayectoria helicoidal de la grita de rotura.

Foto 1.3.1 Fallo de columna por Torsin, durante la aplicacin delpostesado en el proceso constructivo.

Impactos

El impacto de un cuerpo sobre una estructura puede tener distintasconsecuencias segn sean las respectivas masas, las deformabilidades y


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la velocidad del elemento que impacta. Las Fotos 1.3.2, [41] y [15], ilustralas consecuencias de impactos de gran importancia.

Fotos 1.3.2 Impactos de granimportancia

Cuando el objeto es pequeo y poco resistente e impacta a baja velocidadlas consecuencias para una estructura rgida sern insignificantes y engeneral solo se traducen en roturas locales o descascaramientos. En casoinverso, es decir objetos de gran tamao y rgidos desplazndose a granvelocidad, pueden provocar daos de consideracin, como ser prdida derigidez, de resistencia, e incluso su colapso.

Los casos ms comunes de daos leves son los impactos de vehculos encolumnas o tabiques de estacionamientos, playas de maniobras odepsitos, donde los elementos estructurales son rgidos y las velocidadesde circulacin son relativamente bajas.

Los casos tpicos donde se producen daos importantes son los impactosde camiones o vehculos de carga en general, sobre elementosestructurales de poca rigidez como pueden ser los tirantes o las defensasde los puentes.

1.3.2-Medio Ambiente.An en condiciones normales, estn presentes elementos causante de

afectaciones patolgicas en el hormign armado, y en las estructuras de


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acero, entre ellos la humedad (agua en sus diferentes estados), oxgeno,sales como cloruros y sulfatos y el dixido de carbono, entre otros posiblesen situaciones especficas.

Agentes del Medio Ambiente.Las condiciones y caractersticas del medio ambiente en cada momento y

lugar resulta determinante para definir aspectos importantes relacionadoscon la calidad del hormign a utilizar, revestimientos a emplear, entre otros.Ante tan importante situacin surge una interrogante: Cmo definir losambientes en cada momento y lugar? Para la debida respuesta, conatencin al tema que nos ocupa, han de considerarse principalmente tresparmetros fundamentales: la humedad relativa, el CO2, y el contenido ytipo de sales.

Estos factores hacen que las condicionales climticas sean ms o menos

agresivas para las estructuras de acero y de hormign armado, adems deen otras.

La Humedad."El estudio de las lesiones en las edificaciones y construcciones engeneral, reviste una gran importancia entre los profesionales relacionadoscon la conservacin y rehabilitacin del patrimonio edificado, dentro de esteuniverso de deterioros y desperfectos, la humedad posee un papel principal

por su importancia y repercusin en el confort de las edificaciones, de ah

la necesidad de estudiar detalladamente los sntomas de deterioros queestn asociados a ella, las causas que le dieron origen y las posiblessoluciones que se pueden aplicar".[1]

La determinacin del origen de una humedad no resulta fcil. Deproducirse un error en la interpretacin, adems del costo de laintervencin, puede ser origen de nuevos ataques.

Humedad por:a- Capilaridadb- El stanoc- La fachadad- Los murose- La cubiertaf- Condensacin

Ataque a:g- El acero en viga (corrosin)h- La carpintera [20]


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Figura 1.3.11 Ilustracin esquemtica de las manifestaciones de laHumedad.

En materias de durabilidad, vida til y rehabilitacin de edificaciones sedebe hace nfasis en la problemtica de la humedad, los tipos y formas enque se pueden prevenir y el importante papel que juegan los diseadores yejecutores de las obras en la prevencin de los procesos patolgicos quepor ella pueden ocurrir en las edificaciones.

La humedad de obra y de los materiales, es quizs poco conocida peroposee una gran importancia en la durabilidad de las obras construidas conhormign y ha jugado un papel importante en aspectos que pueden atribuirla caracterstica de mala calidad de este material. Para poder entender esteaspecto cabe recordar que todo material dispone de una humedad deequilibrio, la que estar en dependencia de la temperatura y la humedadrelativa existente en el ambiente que lo rodea. Por tanto, en ambientes muyhmedos el material absorber el vapor hasta alcanzar la humedad deequilibrio para esas condiciones. En ambientes cuya humedad relativa esbaja suceder lo contrario, el material le ceder agua, para llegar al valornecesario donde establecer el equilibrio entre ambos.


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Cuando la velocidad de transferencia entre el ambiente y el material tiendaa ser cero, se puede decir que se est en presencia de la humedad deequilibrio para ese ambiente, la cual podr ser la ideal o no en dependenciade la afectacin que tengan las caractersticas intrnsecas del material encuestin. Este aspecto se debe tener muy en cuenta en la ejecucin de lasterminaciones finales de paredes, carpintera en blanco etc. Tambin,

vinculada con este tipo de humedad est la relacin agua /cemento y eltiempo de secado de las obras.

Toda agua que se aada en exceso al material, tiende a salir y, en el casode elementos de hormign dejar su huella en su recorrido, convirtindosesta en una va de penetracin de los agentes contaminantes que afectanla durabilidad de las obras, de ah la importancia que posee utilizarrelaciones bajas de agua - cemento.

En el caso de la humedad por absorcin, el agua pasa a travs de losintersticios microscpicos, ayudada por la tensin superficial, generalmentetiene su origen en un foco hmedo, su extensin y trayectoria guarda unarelacin estrecha con el fenmeno fsico de la capilaridad, lascaractersticas de la estructura porosa del material y la temperatura yviscosidad del lquido, [40].

Cambios de temperatura y humedad.Para realizar el anlisis del efecto de los cambios de temperatura y/o

humedad sobre el hormign endurecido, es necesario acotar el enfoque alos rangos habituales que pueden presentarse, excluyendo situacionesexcepcionales como puede ser un incendio y la accin de heladas. Estoscasos se tratan en forma separada.

Analizaremos los cambios trmicos en el rango 3 C a + 70 C y lasvariaciones en el contenido de humedad por procesos de mojado / secadoal aire.

Lo que particularmente interesa conocer es la influencia de los cambiostrmicos invierno-verano y da-noche y los efectos de los procesos desecado y los ciclos de humedecimiento-secado sobre la estabilidadvolumtrica y la posibilidad de fisuracin. Tambin se har mencin al casode los hormigones masivos.

La razn de analizar en forma conjunta estos dos fenmenos es que ensituaciones reales se producen gradientes de humedad y/o temperaturamarcadamente no lineales, cuyo tratamiento analtico y conceptual es

similar.


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Efectos de los cambios en la temperatura y el contenido de humedad sobrela estabilidad volumtrica.

Los cambios de temperatura ocasionan variaciones de volumen, en formasimilar a lo que ocurre con cualquier slido, es decir, se dilata cuando secalienta y se contrae cuando se enfra. Algo similar ocurre con los cambios

en el contenido de humedad: el hormign se hincha cuando se humedecey se contrae a medida que se seca.

En primera instancia, considerando que estos fenmenos se manifiestanen forma homognea en toda la seccin, slo aparecern tensiones si losvnculos, externos o internos, impiden la libre deformacin, tal como seilustra esquemticamente en Figura 1.3.12, [15]. Como vnculos externosse pueden citar otros elementos estructurales vinculados, la friccin (en elcaso de losas apoyadas sobre el piso), apoyos fijos, etc. y como interno, la

presencia de barras de armadura, cambios bruscos de seccin, etc.

La morfologa de las fisuras es simple, son aproximadamente paralelasentre s, sin entrecruzamientos y se orientan perpendiculares a la tensinprincipal de traccin. Dado que el hormign se seca lentamente, este tipode fisuras no aparece sino despus de varias semanas o incluso meses.

Siendo el hormign mucho menos resistente a la traccin que a lacompresin, es evidente que interesa ms evaluar las contracciones quelas dilataciones, pues es raro que un elemento falle porque su dilatacin haprovocado la aparicin de tensiones de compresin excesivas.


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Figura 1.3.12 Fisuracin por efecto de la contraccin impedida.

Prcticamente no hay recursos para evitar la contraccin del hormign,solo puede minimizarse, por lo tanto si el hormign est limitado en sucontraccin, la ausencia total de fisuras es prcticamente imposible.

Con el objeto de aliviar estas tensiones y evitar la aparicin de fisuras,usualmente se disean juntas (de contraccin o de dilatacin) espaciadasconvenientemente.

La carbonatacin del hormign.Este fenmeno se produce cuando el dixido de carbono (CO2)atmosfrico, penetra a travs de la red de poros del hormign, lo queocurre cuando stos se encuentran suficientemente secos, reaccionando


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con la Portlandita (hidrxido de calcio), (OH)2Ca, para formar carbonato decalcio, CaCO3y agua H2O. O sea:

CO2+ (OH)2Ca CaCO3+ H2O

Al reaccionar con la Portlandita, este proceso qumico provoca un fuertedescenso del pH, lo que se puede apreciar claramente con un ensayo muy

simple que es vertiendo en forma de spray una solucin de fenolftalena otimolftalena, que permitir apreciar claramente el frente de carbonatacinque se mantendr en su color original, en tanto que la parte del hormignque se mantiene intacta, por su elevada alcalinidad se tie de color violeta.La Foto 1.3.3, [12], ilustra ese efecto de coloracin.

Foto 1.3.3 Avance del Frente de Carbonatacin en el Hormign.

Reacciones similares a la antes indicadas tienen tambin lugar con otroshidratos del cemento, incluidos el hidrxido de sodio y de potasio.

Los investigadores que estudian los modelos de pronstico del avance delproceso de carbonatacin han podido determinar con suficiente exactitud,que cuando existen condiciones favorables el frente de carbonatacinavanza en funcin de la raz cuadrada del tiempo.Cuando el frente de carbonatacin llega al acero de refuerzo, como baja elpH por debajo de 9 y adems da lugar a una matriz mucho ms porosa,pues rompe la capa pasivante y crea las condiciones para la corrosingeneralizada del acero de refuerzo. Este fenmeno avanza hacia el interiordel hormign a una velocidad que es generalmente proporcional a t1/2,

siendo t el tiempo.


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La lixiviacin.La lixiviacin de los lcalis es un fenmeno que sucede con ciertafrecuencia en las estructuras de hormign horizontales y expuestas, o seasin superficies de proteccin o sin sistemas de proteccin secundaria. Elagua de lluvia, que por lo general de caracteriza por tener un pH ms bajo

y ms an en los lugares donde existe lluvia cida, penetra a travs de laestructura poroso-capilar del hormign y disuelve los lcalis y los arrastra,disminuyendo notablemente la reserva alcalina y con ello propicia lacorrosin del acero de refuerzo.

Ataque por cloruros.La presencia de una concentracin crtica (Cc) de iones cloruro en contactocon la superficie de la armadura provoca la despasivacin del acero y lacorrosin localizada de ste. El valor de Cc depende de diversos factores

tales como: el pH, el contenido de aluminato triclcico (C3A) en el cementoy en casos del contenido de humedad en el hormign.

El valor de contenido crtico de cloruros (expresado como cloruros totales osolubles en cido) generalmente adoptado en la prctica es Cc = 0.4 % enpeso respecto del contenido de cemento en el hormign.

El ingreso de los iones cloruros al interior del hormign puede deberse a lainteraccin con el medio ambiente, al empleo de sales para el deshielo o a

la utilizacin de aditivos y/o agregado conteniendo este tipo de ionesdurante la elaboracin del hormign.

Corrosin de las Armaduras en el Hormign.

La corrosin de las armaduras es un proceso electroqumico que provocala degradacin (oxidacin) del acero en el hormign. Los factores queafectan a este fenmeno estn asociados fundamentalmente a lascaractersticas del hormign, al medio ambiente y a la

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