Revista OBRAS 3 by Humberto Fuchs

EDITORIAL

Cambiar el sentido de la foto en la portada, tiene una explicación; pasar de una OBRA a una REPARACIÓN, tiene un significado. Consideramos que, en este momento específico, las OBRAS de infraestructura del país requieren con urgencia una intervención, como se denomina en patología. Es decir, se debe realizar un proceso de diagnóstico y evaluación profesional, de todo el sistema de infraestructura con que cuenta la nación. Pasando por: la vialidad, la eléctrica, la hospitalaria, la educativa, la aeroportuaria, la de abastecimiento de agua potable, la de drenajes de aguas de lluvia, la de puentes, la de puertos, la ferroviaria, la de recreación, la deportiva, la de sistemas de tratamientos de efluentes, en fin, toda la infraestructura que sirve de soporte a la actividad de un país. Se debe analizar para elevarla al nivel que merece estar. Esa es la razón del tema de portada: ¡LA PATOLOGÍA EN OBRAS CIVILES! Para ello se requiere, además de voluntad, conciencia del valor e importancia. Conciencia que esa infraestructura, es algo más que un negocio. Un país no puede sustentar la infraestructura que lo sostiene, pensando solamente en el bolsillo. En el marco de la celebración del 150 aniversario de la creación del COLEGIO DE INGENIEROS DE VENEZUELA hacemos votos para que el ejercicio de la profesión recupere la dignidad que cada uno de sus colegiados le otorge. “No podemos resolver problemas pensando de la misma manera que cuando los creamos”. Albert Einstein

Editor Humberto Fuchs H. fuchsh@gmail.com

Consejo Directivo Daniel Moreno Humberto Fuchs H. Diseño Gráfico Nilsa Lubo Franco Palermo Fotografía Iván Moreno

Comercialización y Venta Karina Aranzazo Telf. 0414 352.16.65 Zulia Arq. José Arnó Cel: 0414-6350165 Anzoátegui Ing. Rafael Campos 0414-8169642 Departamento Legal Moisés Agreda Fuchs María José Lares

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Contenido Gestión de Calidad

aplicado a la industria 04 EldeKaizen la construcción Manejo de Aguas

07 GEOMETRIAS ARQUITECTONICAS 10 La Patología

de Obras Civiles

Tecnología de Materiales

de desempeño para 14 Especificaciones el concreto durable

Tema de Interes

¿Queremos avanzar con Tormentas de Ideas? ¡Obtengamos primero la Pregunta Correcta!

Planificación y Administración de Proyectos

elaboración de los proyectos vs 16 La la ejecución de las obras. Un enfoque patológico. Patología y Reparación de Obras

Prolongar la Vida 18 Cómo de las Reparaciones de Concreto Tips Constructivos

22 Refuerzo con fibras 02

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Gestión de Calidad

El Kaizen aplicado a la industria de la construcción Mauricio Lefcovich Consultor en Administración de Operaciones y Estrategia de Negocios. mlefcovich@hotmail.com

Introducción Se trate de la construcción de viviendas, edificios, caminos, represas, muelles o cualquier otro tipo de obra, la industria de la construcción convive en gran medida con elevados niveles de desperdicios, además de tratarse siempre de la producción o reparación de construcciones por valores significativos. Es por otra parte una actividad signada por las exigencias en materia de calidad y productividad, con elevados riesgos en materia de accidentes de trabajo, y sometida a los vaivenes de la economía y las finanzas. Es sin lugar a dudas un sector óptimo para la aplicación del sistema Kaizen. Este sistema tiene por objetivo fundamental la mejora continua en todos los aspectos, satisfacción de empleados, obreros y clientes, reducción de costos, niveles de calidad y productividad, tiempos de entrega, reducción en los índices de accidentes, y reducción del plazo de diseño y planificación de obras. El Kaizen pone fundamentalmente el acento en dos aspectos claves, la calidad, entendiendo por tal el cumplimiento satisfactorio de los requerimientos de los clientes y consumidores, y la calidad de vida de trabajo por parte del personal de la empresa, sean éstos directivos o empleados. El logro de la calidad, no sólo permite satisfacer plenamente los requerimientos del cliente, sino que posibilita el incremento de la productividad y la correspondiente reducción de costos, permitiendo así la permanencia de la empresa en el mercado, y asegurando de tal modo los empleos y los beneficios para sus accionistas o propietarios. Características de la industria de la construcción en Latinoamérica Describiremos una serie de factores o condicionantes que determinan bajos niveles de productividad, elevados costos, deficiencias de calidad y elevados tiempos de entrega en la industria de la construcción latinoamericana. Primero: Bajo nivel de polivalencia en el personal obrero, sobre todo debido a los anticuados convenios laborales. Segundo: Ausencia de métodos de mejora continúa. Con el objetivo de la mejora tanto de los procesos, como de los productos o servicios. Tercero: En la industria de las viviendas la ausencia de

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“marca” como sí ocurre para el caso de la industria automotriz, despierta un menor interés en la calidad. Cuarto: Alto nivel de dependencia de factores climatológicos. Quinto: Personal temporario, poco identificado con la empresa y escaso nivel de capacitación. Sexto: Administración mediante gestión de Control, en lugar de una gestión Participativa. Séptimo: Falta de aplicación de herramientas e instrumentos para el control y la reducción de desperdicios y despilfarros, como por ejemplo el Control Estadístico de Procesos. Octavo: Escaso interés por el principal factor de producción que es la mano de obra, la cual está sujeta a un elevado índice de rotación. Noveno: Falta de aplicación de sistemas de incentivos grupales por calidad y productividad. Décimo: Elevado nivel de actividades carentes de valor agregado. Undécimo: Falta de aplicación de Análisis e Ingeniería de Valor, a los efectos de la eliminación de elementos y actividades redundantes. Decimosegundo: Falta de trabajo en equipo. Todos estos son motivos o factores de sobra para entender y comprender los bajos niveles de calidad y productividad, y como consecuencia los elevados costos a los cuales se ven sometida la industria en cuestión en la región ya aludida. Las empresas suelen incrementar notablemente sus beneficios por medio de la reducción en la calidad, confiabilidad, y duración media de las obras, o lo que es lo mismo entregando bienes de un bajo valor agregado. El Gemba Kaizen Ello significa la mejora continua en el lugar de trabajo que involucra a todos. El gemba es el lugar real, el lugar donde los hechos se concretan, en este caso es el lugar donde tiene lugar la obra. Por tal motivo los directivos de la empresa deben presenciar ellos mismos la obra y su cons-trucción, tomando contacto con la realidad, con los que desarrollan las labores y con los problemas que puedan identificarse en las actividades constructivas.

almente el uso de moto elevadores, plumas elevadoras, elevadores y grúas corredizas permiten un traslado más rápido y seguro de material incrementando radicalmente los índices de productividad. 3-Mudas de inventarios. La utilización del kanban, sumado a la contratación de proveedores especiales por línea de materiales en función al coste total (lo cual implica los tiempos de entrega más la calidad de la misma) posibilita trabajar con la cantidad justa de materiales a utilizar periódicamente en la obra, evitando de tal forma los costos o pérdidas originados en costos financieros, custodia de los materiales, pérdidas por humedad o factores climáticos, y los costos por mantenimiento y manipulación de los mismos. 4-Mudas de sobreproducción. Producir más de la cantidad demandada por el mercado para una característica especial de inmuebles origina fuertes costes financieros y de control y mantenimiento de obra. La mejor forma de evitar ello es con un estudio pormenorizado de mercado o bien construyendo a pedido, siendo esto último lo aconsejado por el Kaizen en función del sistema Just in Time. 5-Mudas de procesamiento. Los errores en materia de diseño tanto de obra como de los procesos para su construcción originan fuertes costos producto del desarrollo de actividades sin valor agregado, lo cual provoca múltiples despilfarros y desperdicios tanto de material, como de horas hombre. 6-Mudas de espera. La falta de coordinación, la falta de materiales, la ausencia de materiales en condiciones de ser usada, los tiempos excesivos de preparación, la ausencia de obreros o de supervisores, debido a factores climáticos, y la rotura o falta de máquinas y/o herramientas genera desperdicios por espera. Esto puede superarse mediante la aplicación del SMED (para los tiempos de preparación), del TPM (para evitar la pérdida de tiempo en reparaciones), median-te la selección óptima de proveedores (JIT – para evitar la ausencia de material), y mediante una óptima selección, contratación y dirección de personal. 7-Mudas por fallas o correcciones. No sólo cuenta evitar los errores en la obra terminada, sino también durante el proceso. Es esencial lograr la calidad a la primera evitando procesos correctivos que lleva a la pérdida de materiales y horas hombre, además de costes financieros por los plazos para terminación de la obra y su respectiva comerciali-zación. Hacerlo bien a la primera implica la implantación del TQM (Gestión de Calidad Total), llevando a la participación del personal mediante sugerencias y círculos de calidad, la aplicación de las herramientas de gestión y el monitoreo mediante la utilización del Control Estadístico de Procesos. Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

Gestión de Calidad

En la gestión del gemba es fundamental la aplicación de las 5 S, la estandarización y la eliminación de mudas. Aplicar las Cinco “S” significa desarrollar los siguientes pasos: 1. Separar lo necesario de lo innecesario. De tal forma muchos componentes que estorban las actividades y movi-mientos serán separados. 2. Los elementos o materiales necesarios deberán ordenarse metódicamente, de tal forma de evitar accidentes, controlar la cantidad de material existente y poder tanto ubicar dicho material como así también desplazarlo. 3. Proceder a la limpieza del espacio físico y de las herramientas y maquinarias. Con ello se mejorará la seguridad, y la duración y mantenimiento de las herramientas y máquinas. 4. Limpieza y disciplina de los obreros, que contribuye a su seguridad, y evitar enfermedades. Utilización de cascos, protectores visuales, zapatos con protección, entre otras. 5. Sistematicidad mediante la aplicación metódica de los anteriores pasos. La estandarización implica registrar y aplicar sistemáticamente los mejores pasos para un óptimo resultado en el desarrollo de los procesos y actividades. Este proceso mejorado y estandarizado se someterá posteriormente a nuevos procesos de mejora y estandarización. En cuanto a la eliminación de las mudas (término japonés que significa desperdicio) son plenamente aplicables las metodologías fijadas en el Just in Time por Ohno a los efectos de la identificación, prevención y eliminación de las siete mudas clásicas que son: 1-Mudas de movimientos. Son origen de baja productividad por exceso de movimientos físicos por parte de los operarios, como así también por la aplicación de malos movimientos generadores de bajas productividades, cansancios físicos y enfermedades, e inclusive los peligros de accidentes. Para ello es fundamental la aplicación de los estudios ergonómicos, como así también un estudio de la disposición físicas de los elementos e instrumentos a utilizar. Un buen ejemplo de aplicación de estos conceptos son los alargadores periscópicos utilizados para las tareas de pintado en lugar de la utilización de las escaleras. La utilización de dichos alargadores implica un pintado más rápido, sin necesidad de movimiento de escaleras y baldes de pinturas, y con menores riesgos para el personal. 2-Mudas de transporte. Constituidos por los desperdicios debidos tanto a la falta de planeamiento en el traslado de materiales, como a los métodos a usar. Actu-

Gestión de Calidad 06

Incentivos por rendimientos Lograr una plena participación de la totalidad del personal, tanto de técnicos como de obreros, requiere de incentivos que motiven en ellos tanto el cuidado de los materiales, como de la energía, el cumplimiento de los plazos establecidos, el resguardo y cuidado de las herramientas y máquinas, como así también el enfoque a la calidad de las obras. Ello sólo puede lograrse con personal perma-nente y con un enfoque participativo por medio de círculos de calidad y de sistemas de sugerencias. Ello contribuirá a reducir notablemente los costos. Un personal al cual no le interesa el desperdicio de material, y donde como paradigma los directivos aceptan esos niveles de pérdidas que imputan al costo de las obras, da lugar elevados costos. Además la falta de permanencia de los obreros en las empresas incide negativamente en la Curva de Aprendizaje, de tal forma el alto nivel de rotación de personal impide aprovechar la experiencia acumulada por ellos en determinado tipo de trabajos, a los efectos de reducir los costos, los niveles de desperdicios e incrementar los índices de productividad. Además el manejo de costosas maquinarias, posee-doras cada día de una tecnología más elevada requiere un personal consustanciado tanto en su manejo, como en su cuidado y mantenimiento. Sólo un personal que tenga continuidad laboral podrá ser plenamente participe tanto de la capacitación, como del mejoramiento del trabajo en equipo. Detectando y eliminando mudas Tanto los técnicos como el personal que todos los días está en el frente de trabajo deben estar preparados para comprender el significado de los desperdicios, sus distintos tipos, las causas, la importancia, y la forma de detectarlos, y posteriormente trabajar sobre ellos tanto para su eliminación como para evitar su repetición mediante la labor preventiva. Ella es una forma de mejora continua que permite a la empresa reducir los costos y de tal forma ser más competitiva en los mercados o licitaciones de obras. Una empresa latinoamericana que pretenda sólo participar sobre la base de los bajos costos laborales en el mercado internacional está condenada al fracaso, pues lo que cuenta es el nivel de productividad de la mano de obra, la cual terminará afectando los costos totales. Un cambio de paradigmas Es fundamental que los directivos y técnicos cambien sus paradigmas acerca de la forma en que se desarrollan las labores, los materiales utilizados, la forma de administrar el personal y la forma de comercializar sus obras o servicios. Ya no es admisible pensar en los obreros de la consRevista Técnica de Ingeniería y Construcción

trucción de la misma forma en que se pensaba acerca de ellos hace 20 o 50 años atrás, o inclusive más. La cultura, la sociedad, la demanda y gustos de los consumidores, la economía, las técnicas y la forma de gestionar el personal han cambiado, y quien no cambie para ajustarse a esta nueva realidad no tendrá la capacidad de competir en el mercado globalizado. La era digital no admite continuar con formas de pensa-mientos y administración propios del siglo XIX o primera mitad del siglo XX. Y en ello son también responsables los sindicatos que creyendo defender los derechos de sus afilia-dos sólo los están perjudicando al hacerles participe de una forma de pensamiento y actuación que no son propias de este nuevo siglo. Las modernísimas obras de ingeniería requiere trabajadores y directivos aptos a éstos nuevos requerimientos en lo referente al manejo de nuevos tipos de materiales y de máquinas / herramientas. El costo de éstas últimas ha sufrido un importante incremento monetario en relación a las anteriormente utilizadas, pero generan una mucha mayor productividad, pero a cambio se requiere personal que cuide solícitamente de ellas. Conclusión En un mundo con graves problemas de ecológicos y de recursos, con una incesante demanda de viviendas para una población en rápido crecimiento, el cuidado de los materia-les evitando su desperdicio o despilfarro resulta crucial. Además, los cambios sociales, culturales, políticos y económicos requieren una nueva forma de gestionar las empresas, y por sobre todo una nueva forma de administrar los recursos humanos poniendo un fuerte acento en el liderazgo y la motivación por sobre la supervisión estricta. Todo ello implica la necesidad imperiosa de aplicar en Latinoamérica nuevas formas de gestionar las empresas constructoras, implementando en ellas los sistemas ya en práctica en los países centrales, consistentes en una mejora continua, con participación plena del personal y la implanta-ción de sistemas de monitoreos tendientes al control de la productividad y los costos. Bibliografía a.- Guía para el Mejoramiento Continuo en la Pequeña Empresa – Sergio Castillo Ortiz – Panorama – 1998 b.- Factores de Costos en Construcción – Gustavo Gómez Lara – Trillas – 1992 c.- Costo y Tiempo en Edificación – Carlos Suárez Salazar – Limusa – 1998 d.- El éxito empresarial – Lair Ribeiro – Urano – 1997 e.- Kaizen – Mauricio Lefcovich – www.gestiopolis.com - 2004 f.- Kaizen – La detección, prevención y eliminación de desperdicios – Mauricio Lefcovich -www.ilustrados.com - 2004 g.- Kaizen – La mejora continua y la curva de aprendizaje – Mauricio Lefcovich – www.monografias.com – 2004 h.- Seis Sigma – Hacia un nuevo paradigma en gestión – Mauricio Lefcovich – www.sht.com.ar

Cubiertas, Técnicas y Uso de la Impermeabilización de Aplicación Líquida

Manejo de Aguas

GEOMETRIAS ARQUITECTONICAS: Ing. ALONSO PEÑA, Juan Director de Negocio Polímeros Líquidos de TEXSA, S.A.

RESUMEN Los sistemas impermeabilizantes de aplicación líquida cada día son más utilizados en obras donde la cubierta arquitectónica no solo cierra el edificio por su parte superior protegiéndolo y aislándolo de las inclemencias meteorológicas si no que además se transforma en un espacio que cumple con una variedad de funciones, convirtiéndose en un elemento constructivo complejo de impermeabilizar. En los actuales momentos se presentan diferentes soluciones técnicas innovadoras, impulsadas por el desarrollo de la química en los polímeros líquidos, adecuadas para cada caso, con su correcta aplicación y justificación de uso. Las membranas continuas creadas “in situ” son de fácil colocación y se adaptan a las geometrías más complejas sobre las cuales se colocan instalaciones y equipos vitales para el funcionamiento integral del edificio. Sea en obra nueva como en rehabilitación.

aplicados en forma líquida son sistemas constituidos por productos de composición muy variada, los cuales se aplican sobre la superficie ya sea mecánica o manualmente.

Foto 1. Poliurea Aromática

Foto 2. Poliuretano Alifático

Una vez aplicados, los productos polimerizan dando lugar a un revestimiento de altas prestaciones y de excelente elasticidad en forma de capa adherida, impermeable y duradera capaz de garantizar la estanqueidad del elemento; y lo más importante, su adaptación a la geometría de la cubierta y a la penetración de todos los puntos de difícil acceso en el logro de la impermeabilización.

Los sistemas continuos se han ampliado por el desarrollo de membranas liquidas a base de poliuretanos, poliureas y bitúmenes modificados con polímeros; junto a los ya existentes impermeabilizantes tradicionales, como los de base acrílica y aditivos químicos, que reducen la relación agua/ cemento, minimizando la permeabilidad del hormigón como material, así como también los hidrófugos de masa o de superficie e impermeabilizantes por cristalización.

Los distintos sistemas de impermeabilización de aplicación liquida tienen unas propiedades especificas derivadas de su naturaleza y formulación: elasticidad, resistencia y durabilidad, como también presentan características comunes entre sí derivadas de la forma de aplicación in situ: adherencia, adaptabilidad y continuidad.

La elección del sistema o producto adecuado es condición necesaria pero no suficiente; no sólo se trata de elegir el producto, sino de seguir las Normas Técnicas de estricto cumplimiento para lograr la impermeabilidad y durabilidad de las estructuras.

Actualmente, hablar de impermeabilización implica ampliar el campo de visión hacia el desarrollo y evolución que están experimentando los polímeros y su aporte con soluciones técnicas.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de impermeabilización de cubiertas

ASPECTOS GENERALES

Cada día los polímeros líquidos son más empleados en la impermeabilización de aquellas estructuras en las que la cubierta arquitectónica no sólo cierra el edificio por la parte superior protegiéndolo y aislándolo Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

Manejo de Aguas

de la inclemencias meteorológicas, sino que además se transforma en un espacio que cumple con una variedad de funciones, convirtiéndola de forma creciente en un elemento constructivo cada vez mas difícil de impermeabilizar, ya sea, por la dificultad geométrica que presenta, por exigencias de cada proyecto, de resistencias mecánicas, químicas o abrasivas, que tienen que soportar, o el uso al cual están destinadas en su diseño original o por cambio de uso de dicha edificación.

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU COMPOSICIÓN POLIMÉRICA O BASE QUÍMICA Para hablar de los materiales desarrollados para cada proyecto constructivo, debemos detallar algunas de las diferentes membranas liquidas existentes que componen los sistemas de impermeabilización de aplicación liquida o continua:

Foto 3. Cubierta Técnica en Aeropuerto

Cabe destacar que estas Cubiertas Técnicas debemos tratarlas con sistemas líquidos que garanticen su efectividad los cuales se adaptan a elementos o puntos singulares de difícil acceso tales como áreas de instalación de antenas aparatos de aire acondicionado, chimeneas, conductos y equipamientos ubicados en la cubierta del edificio y de esa manera garantizar el trabajo con una impermeabilizacion lo más adecuada. La rehabilitación de edificios tanto en el sector privado como público cobra especial importancia. Deberíamos sin embargo hablar de “Revitalización de Estructuras” más que de rehabilitación. La mayoría de los sistemas tradicionales de impermeabilizacion exige de la eliminación de la impermeabilizacion dañada existente y de las posibles capas superiores de aislamiento y acabado y por tanto la retirada y eliminación de escombros, mientras que el tratamiento a través de la re-impermeabilización de aplicación líquida, no necesita de ellos, con el consiguiente ahorro en partidas en la ejecución de los trabajos de rehabilitación, y en los tiempos de ejecución. VENTAJAS COMPETITIVAS DE LA IMPERMABILIZACIÓN DE APLICACIÓN LÍWWWQUIDA EN LA IMPERMEABILIZACIÓN DE CUBIERTAS TÉCNICAS • Adaptables a cualquier geometría arquitectónica por compleja que sea. • Completamente adheridos al soporte. • Exentos de juntas y solapes. • Membranas elásticas.

• Capaces de puentear fisuras activas. • Admiten pendiente cero. • Soluciones altamente resistentes, mecánica y químicamente, aportando extremada resistencia a la abrasión y al desgaste. • Soluciones que permiten una rápida puesta en servicio. • Sistemas de proyección mecánica que aportan altos rendimientos productivos.

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• Pinturas a base de copolímeros acrílicos • Membranas a base de poliéster reforzado • Membranas a base de emulsiones bituminosas modificadas con polímeros. • Membranas a base de poliuretanos aromáticos. • Membranas a base de poliuretano reactivo. • Membranas a base de poliuretanos modificados. • Membranas a base poli ureas puras de aplicación caliente. • Membranas a base poli ureas híbridas alifáticas de aplicación en frío. MATERIALES COMPLEMENTARIOS Los materiales auxiliares o complementarios que intervienen en los sistemas de impermeabilización continua se engloban en dos grupos: Los que intervienen en la ejecución de partidas auxiliares, como tratamientos de juntas de dilatación o refuerzos armados de perimetrales, bajantes y puntos singulares en general: • Bandas de refuerzo armado sintético. • Fondos de junta (cordón celular). • Másticos y selladores. • Imprimaciones. Y los que intervienen en partidas complementarias para enfatizar exigencias o requerimiento específicos del proyecto: • Imprimaciones bicomponentes, base epoxi/poliuretano/ polyurea. • Árido de cuarzo corindón / árido de sílice. • “Top coat” a base de poliuretano alifático. • Armaduras de refuerzo sintético.

PROCESO CONSTRUCTIVO: Como proceso constructivo detallaremos “como ejemplo” el protocolo de actuación de un sistema de impermeabilización continua, concretamente es uno de los que engloba más partidas complementarias y partidas especificas de uso, diseñado para la impermeabilización de cubiertas planas aptas para soportar tránsito peatonal.

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• Separadores antipunzonamiento (CBR). • Capa de hormigón de protección. • Capa de aglomerado asfáltico. • Acabado con cerámicas. • Acabado con piedra de río. • Acabado con losas aislantes tipo Texlosa.

Fig. 1 Sistema con Losa Aislante

CUBIERTAS TÉCNICAS Y EXIGENCIAS CASO ESPECÍFICO.

En el caso en particular de las cubiertas técnicas y el uso de la impermeabilización de aplicación líquida, se les exige las siguientes prestaciones. - Excelente estanqueidad frente al agua exterior. - Resistencia a las condiciones climáticas externas y resistencia a los cambios de temperatura. - Durabilidad exigida con el adecuado mantenimiento. - Valor determinado de aislamiento térmico y acústico. - Valor determinado de resistencia al fuego. La utilización de los sistemas líquidos adheridos presentan además una serie de ventajas, tales como: - Sistema completamente monolítico, no presenta solapes, soldaduras, uniones. - Facilidad de impermeabilizar zonas de difícil acceso, con numerosos puntos singulares. - Aplicado sobre un sin numero de soportes, tanto en obra nueva como en rehabilitación y en distintos sistemas constructivos. - Por la excelente polimerización de sus compuestos presenta elevada durabilidad en el tiempo. Este tipo de solución se compone de varias capas o partes integrales del sistema de impermeabilización: 1.- Imprimación que variará en función del tipo de soporte. 2.- Membrana impermeabilizante. 3.- Capa de protección frente a la luz UV o capa de resistencia al transito.

Foto 4. Terraza con Tráfico Peatonal

ESQUEMA DEL SISTEMA TRANSITABLE NO VEHICULAR 1. Soporte resistente y adecuado para recibir sistema de impermeabilización continua. 2. Imprimación como capa promotora de adherencia y barrera. 3. Membrana líquida de creación y aplicación in-situ. Variable en función de las resistencias mecánicas y químicas que requiera cada proyecto. 4. Armaduras intermembrana de refuerzo sintético. 5. Árido de cuarzo corindón como capa antideslizante y maximizadora de la resistencia al desgaste. 6. Top-Coat” a base de poliuretano alifático. Resistente a la intemperie (UV) o al tráfico.

Fig. 2. Esquemas del sistema transitable no vehicular

Foto 6. Alejandría Egipto

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La Patología de Obras Civiles

Ing° José Luis Beauperthuy U. B.R.S. Ingenieros, C.A.

Las estructuras no son inmunes, también se enferman, se accidentan, o se envejecen.

La Patología del Concreto Armado, de Estructuras, o también, de Obras Civiles, es la especialidad de la Ingeniería Civil dedicada al estudio sistemático de las causas, las consecuencias y las soluciones de los problemas de deterioro, fallas o defectos que presentan las edificaciones al momento de su construcción y luego de puestas en servicio. El término es prestado de la Medicina, pues Patología, que etimológicamente viene del Griego Phatos: enfermedad y Logos: tratado, se refiere a la parte de la medicina que se encarga del estudio de las enfermedades en su más amplio sentido.

publicación en español fue el Prof. Manual Fernández Cánovas, en la primera edición de su clásico libro “Patología y Terapéutica del Hormigón Armado”, año 1977. Son recientes aún aquellos primeros años de los 80’ cuando, inspirados en Fernández Cánovas, empezamos tímidamente a emplear el término acá en Venezuela y la gente reaccionaba muy escéptica y a veces jocosa: “¿patología del concreto, qué es eso?”. Ya hoy día, se ha convertido en una especialidad reconocida en el ámbito de la Ingeniería Civil y se ha adoptado como cátedra a nivel pregrado o postgrado en muchas facultades. Igualmente se imparten cursos, diplomados, talleres y seminarios, así como se celebran congresos internacionales y locales de esta novel disciplina.

La importancia de la patología en la industria de la construcción

Luego de la segunda guerra mundial, se emprende en Europa un ambicioso plan de reconstrucción de la infraestructura devastada, en un entorno de escases de materiales de calidad y de mano de obra especializada. Este auge constructivo acelerado y a veces improvisado, al poco tiempo pasó factura, por lo que se hizo imperioso contar con profesionales que se especializaran en el estudio sistemático del gran número de fallas que se presentaron. Se reconoce que fue en Francia, a comienzos de los años 50’, donde por primera vez se adopta el término “Pathologie” para aplicarlo a la ingeniería y construcción. En España se comienza a utilizar esta terminología a finales de la década de los 70’ y uno de los primeros autores en emplear con propiedad esta palabra en una

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Las “enfermedades” en las edificaciones son tan antiguas como su propia historia y es evidente que estos problemas se han atendido de alguna manera a lo largo del tiempo; no obstante, lo trascendente del desarrollo actual de la Patología en la industria de la construcción es que ha permitido concentrar en esta especialidad todos los conocimientos, las experiencias, la metodología de investigación, los procesos en general, que antes se cubrían de forma dispersa o aislada. Es cada vez más creciente la necesidad en Venezuela de contar con profesionales de la ingeniería que se formen en esta apasionante especialidad. Un buen Ingeniero Patólogo debe poseer sólidos conocimientos de estructuras, mecánica de materiales, tecnología de la construcción, pruebas y ensayos tanto de materiales como de sistemas estructurales y lo más importante, la intuición, conocida en el argot médico como “ojo clínico”, esa aptitud para captar prontamente y de forma inte-

Un caso típico de patología de obras civiles se desarrolla normalmente en dos fases: una preliminar y una detallada. La primera tendrá como objetivos obtener información sobre el tipo y la gravedad de los problemas que aquejan la edificación, determinar si es factible recuperarla, la urgencia de actuar y definir, en casos simples, la posible solución. Para casos más complejos, se requiere ampliar el alcance con investigaciones complementarias y quizás intervenciones multidisciplinarias, las cuales se desarrollarían en una segunda fase. En la investigación preliminar generalmente se llega al diagnóstico por un análisis semiológico del caso, es decir, la lectura e interpretación de los signos y síntomas que manifiesta la edificación, sólo a través de una aguda inspección visual, algunas veces complementada con ensayos sencillos y de rápida ejecución. En esta fase es cuando más se necesita del buen “ojo clínico” del ingeniero patólogo. Cuando se requiere una investigación detallada, más exhaustiva, se cuenta con diversas técnicas para verificar las condiciones o estado real de la edificación “in situ”. Éstas se apoyan en ensayos; entre los más usados están la fisurómetría, magnetometría, esclerometría, ultrasonido, potencial de corrosión, extracción de núcleos de concreto o muestras de acero, petrografía, nivelación de precisión y finalmente, se puede recurrir a la prueba de carga, que es la forma más precisa de determinar la capacidad real de las estructuras y el ensayo confirmativo por excelencia de la idoneidad ante cargas gravitacionales.

Prueba de Carga en Puente

¿Cuándo actúa el ingeniero patólogo? ¡Las grietas nos gritan que hay que prestar atención! No hay que perderlas de vista Las fisuras y grietas siempre nos avisan que la estructura está enferma, nos indican que algo anormal sucede. Son el síntoma más común de la mayoría de los problemas o fallas en las obras civiles. No en todos los casos revisten el mismo grado de peligro, algunas son simplemente un problema estético o funcional, pero otras sí reflejan daños o fallas que pueden inclusive representar riesgo de colapso; por lo que nunca se deben menospreciar. Otros síntomas que comúnmente acusan enfermedad son las filtraciones, las deformaciones excesivas o flecha, las vibraciones, los desprendimientos y las manchas o cambios de color en el concreto.

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gral el problema y encaminarse al diagnóstico acertado, don que se va adquiriendo por acumulación de conocimientos y experiencias en diversidad de casos.

Más del 70% de los casos de Patología se deben a errores de proyecto o de construcción

En la mayoría de los casos, las enfermedades de las obras civiles son congénitas, algunas están sentenciadas desde su nacimiento debido a la falta de control, inexperiencia o descuido, ya sea en la concepción, el diseño, en los materiales de construcción o en el proceso constructivo. Un ejemplo actual es la epidemia que se viene presentando en diversas obras en nuestro país por casos de concreto de calidad “no conforme” y que se origina por la dificultad de conseguir materia prima de buena calidad, en especial el cemento y la arena. Últimamente, en el mercado nacional hay poca oferta de cemento y es usual que sólo se consiga el cemento Portland con adiciones (CPCA) cuyas propiedades, que no son equivalentes a los tradicionalmente usados (Tipos I, II y III), aún son desconocidas por muchos contratistas e inspectores de obras. Otra enfermedad endémica, sobretodo en la construcción masiva de viviendas, es la originada por problemas geotécnicos. Cuando el suelo es subestimado o cuando el sistema de fundación no está bien dimensioRevista Técnica de Ingeniería y Construcción

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nado o construido, las edificaciones comienzan a ceder y asentarse. Esto genera distorsiones en la superestructura que usualmente causan daños manifiestos (grietas) en paredes o pisos, pero también pueden lesionar la estructura e inclusive, inducir al colapso de la edificación.

Las sobrecargas, los incendios y los terremotos son unos inspectores implacables que no perdonan los errores La Corrosión, ¡EL CÁNCER DE LAS ESTRUCTURAS!

La corrosión es la principal causa de dete rioro de las estructuras y ocasiona grandes pérdidas económicas a nivel mundial

Los problemas asociados a deficiencias de origen o vicios ocultos por lo general no aparecen al momento, sino que van desarrollándose con el tiempo o afloran súbitamente cuando la estructura es sobre-exigida, como sucede por ejemplo, al ocurrir incendios, terremotos, explosiones, aludes o inundaciones, acciones accidentales de gran poder destructivo que sacan a flote cualquier defecto o deficiencia en la estructura. El riesgo de incendio siempre estará presente, sobretodo en instalaciones industriales y edificios de oficinas. Las estructuras de acero, a menos que cuenten con protecciones muy bien concebidas, tienen un desempeño muy pobre ante el fuego, que generalmente las conduce a una pérdida total. El concreto armado, por el contrario, es más resistente a la acción del fuego, sin embargo, siempre habrá afectación que puede ir desde simples deshidrataciones superficiales, hasta calcinaciones profundas del material, con daños irreversibles en las armaduras de acero. También es común en los incendios que ocurran daños fuera del área del siniestro, inducidos por las distorsiones que ocurren en los pórticos debido a las grandes dilataciones que se producen. Los terremotos son una bomba de tiempo en nuestro país, pues más del 80% de la población vive en zonas de gran amenaza sísmica. Los grandes terremotos no son frecuentes y la memoria muchas veces es corta, pero seguramente se recuerden el de Caracas de 1967 y el de Cariaco de 1997, que de los sismos más recientes han sido los más destructores. Se sabe que estas situa-

ciones se van a repetir. Reducir preventivamente la vulnerabilidad de edificaciones existentes o reparar las que ya han sido afectadas por un sismo es una de las tareas más retadoras para el ingeniero, ya que las soluciones resultan costosas y difíciles de afrontar por los propietarios, pero las consecuencias de no tomar medidas a tiempo pueden ser realmente catastróficas.

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Incendio Estructural

Daños estructurales por incendio

Edificio colapsado por terremoto

El tratamiento inadecuado de la corrosión induce la proliferación de los daños en la estructura

zuela no escapa de esta realidad pues buena parte de los desarrollos habitacionales y turísticos-recreacionales, se encuentran en la región litoral. Muchas de estas edificaciones acusan hoy día serios problemas estructurales por esta causa, los cuales irán incrementándose y por ende su vulnerabilidad. Este problema no sólo se presenta en el ámbito marino, también ocurre en las instalaciones industriales, en las áreas de estacionamiento de edificios (sótanos), en los tanques de agua, áreas de piscina, jardineras, etc. También a causa del fenómeno de carbonatación paulatina, los inmuebles de avanzada edad ubicados en ambiente urbano se ven afectados por la corrosión.

La Patología de Obras Civiles

La corrosión es la degradación que sufren los metales en su interacción con el medio que los rodea. No sólo ocurre en estructuras metálicas, sino también en las de concreto armado. Es un fenómeno de naturaleza electroquímica muy complejo y donde entran en juego muchas variables. En el concreto armado, la corrosión se fomenta principalmente por la facilidad de acceso del oxígeno y la humedad hasta las armaduras, el grado de carbonatación del concreto de recubrimiento y su contaminación con cloruros. El producto resultante de la corrosión, conocido como herrumbre, no es más que óxidos de hierro híper-hidratados, de naturaleza expansiva, que le causan al concreto fuertes tensiones que lo fracturan o desprenden. Las armaduras corroídas van reduciendo su sección útil, a la vez pierden su adherencia al concreto. Todo este proceso es progresivo y va debilitando paulatinamente a la estructura hasta alcanzar su estado límite de servicio, o inclusive, su estado límite de agotamiento (colapso).

De allí que el otro gran reto de la Patología de Obras Civiles será crear la consciencia necesaria en nuestros ingenieros y comunidad en general en materia de prevención, durabilidad y vida útil de nuestras construcciones. En lo particular, esta problemática nos preocupa mucho por lo difícil de su manejo y por el impacto social y económico que representa.

La reparación de daños estructurales por corrosión es una operación muy delicada que requiere de atención especializada. Una intervención inapropiada resulta más bien contraproducente y traerá como consecuencia, por una parte, la reincidencia y propagación del dete-

rioro hacia sectores sanos, y por otra, el riesgo de falla estructural por agotamiento de la capacidad resistente. Lo primero se debe fundamentalmente al desequilibrio electroquímico que se genera al tratar inadecuadamente las cabillas o el concreto afectado, o por una incorrecta aplicación de los materiales de reposición; el riesgo estructural se presenta al intervenir una estructura en condición de debilidad y que para repararla bien se requiere debilitarla temporalmente aún más. La corrosión es una enfermedad endémica de toda construcción ubicada en ambiente marino y ocasiona grandes pérdidas económicas a nivel mundial. VeneRevista Técnica de Ingeniería y Construcción

Tecnologías de Materiales

Especificaciones de desempeño para el concreto durable Durabilidad

Resulta primordial para la industria del concreto desarrollar y potenciar, en lo posible, la aplicación de especificaciones de desempeño. En este trabajo se expone el resultado de la revisión de algunas normas y especificaciones del concreto en varios países y se proponen los pasos iniciales por modificar la práctica actual. A diferencia de una especificación prescriptiva que define a la mezcla de concreto por sus componentes y proporciones, una especificación de desempeño define al concreto por sus niveles de plasticidad y dureza; mismos que garantizan ciertos criterios de comportamiento del material. La diferencia entre ambas puede definirse a través de la Durabilidad. Con las especificaciones prescriptivas, puede lograrse un concreto durable, donde además de los componentes y las proporciones de la mezcla, se pueden establecer las tecnologías de construcción que se sigan en la obra. La especificación de desempeño ideal se define como un conjunto de instrucciones claras, medibles, y ejecutables que corrigen los requisitos funcionales del concreto endurecido y evitan las exigencias de los medios, métodos, materiales componentes y proporciones. Por ejemplo: el único requisito para una columna interior de un edificio dónde la durabilidad raramente es un problema, podría ser la resistencia mínima a la compresión. En cambio, en una losa de puente se podrían incluir entre otros requisitos de durabilidad, además de la resistencia mínima, la baja permeabilidad, la resistencia al desgaste y la mínima abertura de fisuras. Por supuesto, la comprobación de estos requisitos funcionales requerirá que se definan los estudios y criterios de aceptación, necesarios para la precalificación de la

Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

mezcla de concreto antes y después de su colocación. En lugar de una lista de componentes de una mezcla típica para una especificación prescriptiva, se requiere para una especificación de desempeño, una certificación de que la mezcla satisface los requisitos de especificación y que además cumplen con los ensayos de precalificación correspondientes. Adicionalmente, un sistema de especificación de desempeño deberá incluir: • Un sistema de calificación/certificación que establezca los requerimientos de las plantas de producción de concreto (control de calidad y mano de obra). • Productores y contratistas que garanticen que la mezcla sea correctamente fabricada, transportada y colocada. • Suficiente flexibilidad para permitir al productor proporcionar una mezcla que cumpla con los criterios de desempeño y con los requerimientos del contratista. • Requisitos para la aceptación de las pruebas de campo, necesarios para verificar que el concreto cumpla con los criterios de desempeño, así como las instrucciones necesarias para la toma de acciones en el caso en que dichos criterios no se hayan cumplido. En la práctica el proyectista no suele definir las condiciones de exposición en las especificaciones de proyecto, por lo que el contratista o proveedor del concreto deberá inferir los requisitos de durabilidad, lo cual constituye una contradicción que obstaculiza la integración entre los equipos de proyecto y de construcción. En códigos de Australia, Nueva Zelanda, Canadá, Sudáfrica y la Unión Europea se definen las condiciones de exposición por región específica en función de la durabilidad. Adicionalmente, en Australia, Nueva Zelanda y Canadá se establecen especificaciones que se sustentan en criterios de desempeño. En resumen, un acercamiento a los tipos de exposición sería un primer paso para adoptar especificaciones sustentadas en criterios de desempeño para las versiones futuras de cualquier código actual, tal y como lo asumen códigos como los de Australia, Nueva Zelanda y Canadá. En revisiones posteriores, después de haber clasificado el tipo de exposición, sería más fácil agregar las especificaciones de desempeño y eliminar algunas de las prescriptivas. Referencia: Bickley, J.A.; Otón, R.D.; Hover, K.C., “Performance especifications for durable concrete. Current practice and limitations”, en Concrete Internacional, septiembre de 2006.

Temas de Interes

¿Queremos avanzar con Tormentas de Ideas?

¡Obtengamos primero la Pregunta Correcta! Mitch Ditkoff

Hay una razón sencilla, La declaración del problema que se lanzó a los participantes es errónea. Esto no es sorprendente, sobre todo teniendo en cuenta el poco tiempo que tienen la mayoría de los facilitadores en preparar una sesión.

que sucede: la persona que llama a Esto es lo la sesión está por lo general --abrumada, apurada y corriendo de una reunión a la próxima. Sin dar tregua lanza el tema al grupo, pero este es vago o secundario, se trata de un desafío más esencial que sigue siendo Tácito. G.K. Chesterton, uno de los más influyentes escritores inglés del siglo XX, definía el fenómeno con 15 palabras. “No es que no pueden ver la solución,” dijo. “Lo que no ven es el problema”.

O como un sabio dijo una vez, “Cuando una carterista se encuentra con un Santo todo lo que ve son bolsillos”. Si planea realizar una sesión de ideas tan pronto como quiera, Haga su tarea. Tómese el esfuerzo para identificar el problema REAL antes de solicitar ideas. Si presenta la pregunta errónea, ninguna cantidad de generación de ideas va a marcar la diferencia.

A continuación, por supuesto, existe también el fenómeno de la de la parcialidad de la percepción. Lanzar un desafío a una persona de TI, y lo verá como un problema de tecnología. Lo hace a un director financiero, y se verá como un problema financiero. Lo hace a una persona de comercialización y se verá como un problema de marca. Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

Planificación y Administración de Proyectos

La elaboración de los proyectos vs la ejecución de las obras. Un enfoque patológico. Msc. Ing. Francisco Soto Jefe del Departamento de Estructuras de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Carabobo. Especialista en Patología Estructural.

Por todos es sabido que toda obra de ingeniería debe ser desarrollada basada en un proyecto, que involucra a diversas disciplinas como son: Arquitectura, electricidad, instalaciones sanitarias, estructuras, suelos, geología, instalaciones mecánicas, etc.

trucción, podrían ocasionar la llegada tardía de esos planos o especificaciones a la obra, dejando en manos del ejecutor de la misma la solución de los conflictos y pudiendo en último caso alterar la funcionalidad o el objetivo final de la obra.

Dependiendo del tipo de proyecto, si es vial o estructural, sanitario, industrial o de cualquier índole diferente, es necesario que los especialistas del área principal de la obra intervengan de manera precisa para definir los requerimientos de diseño y ejecución de la misma.

Si ocurre que el proyecto tiene incongruencias o que no se han completado los esquemas de revisión definitivos, y se inician los trabajos de construcción en esas condiciones se pueden ocasionar patologías a plazos mayores y que pudieron haberse evitado.

Así, en la ejecución de cualquiera de estos proyectos, cada especialista toma en cuenta no sólo los algoritmos matemáticos y físicos aprendidos en el aula de clases, sino también las Normas vigentes, las condiciones del sitio, las restricciones de proyecto y todas aquellas variables que pueden incidir en que la obra no cumpla la funcionalidad y operatividad para la cual fue pensada.

En el área de las Estructuras esto cobra mayor importancia, dado que son las estructuras las que en definitiva sostienen la edificación, planta o centro comercial, por lo que si estas patologías ocurren de manera interna en las estructuras, como pueden ser pases de tuberías cercanas a nodos, sin la previsión de refuerzo, o una inadecuada colocación de los refuerzos, inconveniente definición de recubrimientos, dosificación del concreto sin previsiones especiales, y así muchas otras especificaciones que incluyen diseños de secciones transversales o especificaciones de ejes, y entonces la consecuencia puede estarse visualizando cuando los acabados se hayan completado y la reparación sea muy costosa.

Para que estas premisas se cumplan, existe siempre una especialidad profesional que priva por encima de las otras en los parámetros de diseño y obliga a las demás a adaptarse a sus requerimientos. Así entonces, si la obra es de edificaciones residenciales o comerciales, generalmente la arquitectura define los lineamientos que deben seguir la estructura, instalaciones y las demás especialidades, si por ejemplo, la obra es de una instalación química como una planta de fertilizantes o de gasolina, la ingeniería de procesos establece las pautas de diseño para que las demás especialidades sigan con el diseño. De todo esto se desprende que la especialidad principal en cada obra debe no solamente establecer los parámetros de diseño principales sino también hacerle seguimiento a las demás especialidades, coordinando los cuellos de botella que puedan existir por pases de tuberías, instalaciones embutidas en losas, etc., y en caso de no darle la importancia que tiene esa coordinación se pueden cometer errores de superposición de espacios por parte los distintos especialistas, y que solo traen como consecuencia tiempos perdidos y proyectos incompletos, pero peor aún, en caso de no detectar esos problemas en una revisión final antes de iniciar la cons-

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Estadísticamente se ha podido estudiar que la incidencia en las patologías está distribuida de la siguiente manera:

Gráfico Nº 1.-Incidencia de las etapas de una obra en la aparición de fallas Fuente: Manual de Rehabilitación de Estructuras de Hormigón. Elaboración: Paulo Helene & Fernanda Pereira

De aquí que la importancia de un proyecto bien ejecutado y revisado es una garantía de reducción de manifestaciones patológicas a futuro. Pero si el proyecto es tan vital para la obra, y aun cuando es ejecutado por especialistas, tiene una incidencia tan alta en las fallas futuras de la misma, entonces es más preocupante la etapa de construcción desarrollada básicamente por personal sin entrenamiento formal, basado en experiencias previas y muchas veces con una insuficiente supervisión en obra. Desde el replanteo de los ejes de construcción hasta la puesta en marcha de la obra, cada etapa responde a requerimientos técnicos específicos que cumplen funciones detalladas y necesarias por lo que todas las etapas tienen su importancia vital y todas estas labores son realizadas por el personal de campo que sin formación especializada trata de interpretar y desarrollar cada una de esas actividades pero sin conocer la importancia relativa de cada una de ellas. Para el caso de las estructuras, desde la selección de los agregados, la dosificación, los métodos de mezclado, colocación, vibrado y curado del concreto, sea este elaborado en obra o suministrado en premezclado, son de máxima importancia en la estabilidad final de la estructura de la cual se espera resista solicitaciones estimadas por el proyectista en función de su uso, ubicación, zona sísmica, complejidad, etc. Y toda la elaboración de este concreto está en manos de obreros y albañiles que sin desmejorar su profesión, muchas veces no entienden la importancia de no colocar agua en exceso en una mezcla por ejemplo. De igual manera la colocación de un encofrado en manos de carpinteros y ayudantes puede desviarse de lo establecido en planos y ocasionar problemas a futuro con las obras de acabado en la albañilería o acabados. Y por supuesto la no menos importante actividad del corte, preparación y colocación del refuerzo de acero en el concreto armado, tan crucial para el comportamiento de los elementos estructurales ante eventos especiales como los sismos.

futuro sobre la obra que se esta construyendo y solo se puede minimizar este efecto de dos maneras básicas: el seguimiento por parte del especialista principal del proyecto de que han cubierto todos los posibles problemas entre cada uno de los otros proyectistas, y una supervisión efectiva del proceso de construcción minimizando la posibilidad de crear soluciones empíricas por parte del personal de campo, actividad para la que no está capacitado. Soslayar cualquiera de estas responsabilidades solo le ocasionará al propietario final costos más elevados en reparación y mantenimiento de su obra final. La ley de los costos de Sitter que se muestra en el Gráfico Nº 2 muestra claramente que los costos de reparación y corrección de fallas en las obras es prácticamente nulo cuando se resuelven en la etapa de proyecto, y pueden alcanzar un 15% y hasta un 20% en la etapa de construcción, incluyendo los mantenimientos preventivos, pero que se vuelven excesivamente onerosos cuando se llega a la etapa de uso de la misma.

Planificación y Administración de Proyectos

Como se puede observar en el gráfico casi el 70% de las incidencias patologías a futuro en cualquier obra, están relacionadas con la influencia del proyecto y la construcción de la obra.

Gráfico Nº 2.-Ley de Costos de Sitter. Fuente: Manual de Rehabilitación de Estructuras de Hormigón. Elaboración: Paulo Helene & Fernanda Pereira

Se concluye entonces que una buena obra de ingeniería está sometida a una ejecución adecuada si existe un proyecto bien coordinado y revisado y una supervisión efectiva en obra del proceso de construcción y en caso de descuidar cualquiera de estas actividades solo se le estará trasladando el problema al usuario final.

Todas y cada una de estas actividades de campo elaboradas sin supervisión adecuada y permitiendo superar los márgenes previstos en el proyecto ocasionarán siempre fuertes manifestaciones patológicas a Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

Patología y Reparación de Obras

Parte II

Cómo Prolongar la Vida de las Reparaciones de Concreto Dr. Jay H. Paul

Resumen Los sistemas de protección del concreto son una parte necesaria y valiosa de cualquier programa exitoso de reparación. Gracias a la tecnología mejorada, así como a las regulaciones gubernamentales, las técnicas están cambiando. El especificador debe estar actualizado con los más recientes desarrollos y evaluar cuidadosamente los productos a la luz de cada proyecto individual. Solamente entonces podrá extenderse la vida útil de las reparaciones y el propietario podrá lograr beneficios en los costos. V.- Sobrecubiertas

Otros sistemas de protección:

Las sobrecubiertas generalmente están adheridas al concreto y agregan un peso proporcional a su espesor, que se debe considerar en el análisis de las estructuras existentes. Puede agregarse refuerzo adicional. Si se instalan para actuar de manera compuesta con la estructura existente, las sobrecubiertas pueden incrementar la resistencia.

a.- Protección catódica

Las sobrecubiertas pueden ser formuladas para reducir la introducción de humedad, mejorar la durabilidad y la resistencia a la corrosión, así como para evitar la intrusión de cloruros. Muchos de los productos disponibles están reforzados con fibras para reducir la contracción plástica. Debido al espesor adicional, la sobrecubierta no ofrece la oportunidad de mejorar el drenaje. Aunque las sobrecubiertas inicialmente puentean las grietas, las grietas en movimiento pueden reflejarse a través de ellas. Con mucha frecuencia, las sobrecubiertas se usan para resaltar la apariencia y son muy efectivas para ocultar las reparaciones que cubren. En esta categoría se incluyen formulaciones para concreto de bajo revenimiento, concreto polimerizado, epóxicos, ciertos metil metacrilatos y concreto modificado con polímeros. Para sobrecubiertas adheridas, es mejor seleccionar un producto que tenga propiedades similares al concreto viejo para reducir al mínimo problemas de compatibilidad. Debido a que muchos de estos productos son cementantes, pueden evitarse fácilmente los problemas de permeabilidad al vapor. Los productos que contienen epóxicos y polímeros deben ser evaluados en cuanto a la degradación potencial por UV.

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El concepto detrás de este método de control de la corrosión es convertir en catódico el refuerzo ahogado en oposición al anódico en el que ocurre corrosión. El acero de refuerzo está eléctricamente conectado a un metal sacrificable que se convierte en ánodo. Esto puede hacerse con energía eléctrica (sistema de corriente impresa) o sin energía (sistema pasivo). Existen varios tipos de sistemas de protección catódica disponibles. (2) La diferencia principal entre unos y otros es el sistema de ánodo y su uso. La protección catódica no reemplaza el refuerzo corroído. Tienen que realizarse todavía todas las reparaciones estructurales requeridas. Actualmente no se recomienda la protección catódica para el concreto presforzado debido a que éste podría volverse frágil con el hidrógeno de los aceros de alta resistencia. Si en la estructura hay refuerzo revestido de epóxicos, debe realizarse una determinación de la continuidad eléctrica para establecer si sería efectiva la protección catódica. La protección catódica solamente está dirigida al control de la corrosión futura. Habrá que usar otras técnicas en cuestiones tales como apariencia, durabilidad y comportamiento del concreto reparado. A diferencia de algunas técnicas y productos que ahora están entrando en el mercado, la protección catódica se ha usado en una u otra forma durante años. Los pilares de puentes se encuentran entre las primeras aplicaciones. La mayoría de los fabricantes pueden pro-

hibidores de corrosión pueden emigrar hasta 40 Mm. en 24 días. (3)

b.- Inhibidores de corrosión

Extensas pruebas han indicado que ambos productos son efectivos para reducir las tasas de corrosión en el concreto contaminado con cloruros. (4)

Se están desarrollando nuevas tecnologías para aumentar o mejorar el arsenal de los sistemas de protección. Entre tales productos se encuentran los inhibidores de corrosión, que se agregan al concreto. Los inhibidores de corrosión sirven para complementar la capacidad natural del concreto para proteger el refuerzo ahogado, formando una capa de óxido pasivante en el acero. Esto ocurrirá normalmente cuando la alcalinidad del concreto se mantenga a un pH de aproximadamente 12. El producto más comúnmente usado contiene nitrito de calcio. La cantidad que se agrega al concreto se basa en los cloruros anticipados a los que el concreto estará expuesto durante un periodo dado de tiempo. Después de haberse empleado exitosamente durante aproximadamente 20 años, este producto es apropiado para usarse en reemplazos completos de losas, así como en sobrecubiertas de concreto para tableros de puentes y plataformas de estructuras de estacionamientos. Recientemente se ha introducido una nueva generación de productos (con dos diferentes composiciones químicas). Éstos se aplican a la superficie del concreto existente y están diseñados para migrar hacia el refuerzo ahogado a fin de protegerlo contra la corrosión futura. Estos productos se conocen generalmente como inhibidores migratorios contra corrosión o MCI (migrating corrosion inhibitors). Un producto basado en la tecnología del nitrito de calcio trabaja de la misma manera que el aditivo que ya está en uso. El otro es una combinación a base de agua de surfactantes y aminosales. El fabricante asegura que emigra como un vapor a través del concreto para formar una película protectora delgada mono-molecular sobre el acero de refuerzo. Ellos aseguran que los químicos in-

Sin embargo, todavía es demasiado pronto para asegurar los beneficios totales que pueden lograrse al incorporar los MCI como parte del sistema de protección. Si en realidad prueban ser efectivos, ellos podrían resolver el problema de “halo” Factores en la selección de la protección

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porcionar, al menos, un registro parcial de aplicaciones similares que ahora se utilizan comúnmente.

Así como uno evalúa la causa del problema antes de seleccionar una técnica de reparación, los requisitos para cada proyecto deben ser determinados y cuidadosamente evaluados antes de seleccionar un sistema de protección. Aunque podrían ser adecuados varios sistemas diferentes, los parámetros que son únicos para una estructura particular podrían hacer más atractivo un sistema que otro. Las implicaciones que un sistema pudiera tener sobre un proyecto particular, incluyendo el potencial de falla y mantenimiento futuro, necesitan ser tomadas en cuenta antes de la selección. Los factores que deben considerarse incluyen: Historial del sistema Cierto número de nuevos sistemas para la protección del concreto casi no tiene un historial de servicio. Aunque los resultados de prueba pudieran ser alentadores, la mayoría de los ingenieros y propietarios se muestran renuentes a incorporar tales sistemas en sus proyectos. Sin embargo, existen circunstancias en que los problemas son tan agudos que únicamente la nueva tecnología podría ser la respuesta. Es crucial que el propietario esté consciente de los riesgos. El ingeniero debe obtener el total consentimiento del propietario para cualquier riesgo que sea aceptable en relación con el uso de un sistema sin un historial demasiado largo. Costos iniciales y de largo plazo El costo es un factor que un propietario no puede ignorar; la mayor parte de los sistemas protectores tiene costos de mantenimiento junto con costos iniciales (por ejemplo, los selladores y pinturas necesitan ser reaplicados, los sistemas de protección catódica deben monitorearse y ciertos componentes se tienen que reemplazar). En algunos casos, el costo inicial puede parecer muy alto. Sin embargo, cuando se evalúan sobre el ciclo de vida del método, su uso en un proyecto de reparación puede ser muy competitivo. Además, si el tiempo fuera de servicio de una estructura es una consideración importante, Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

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el alto costo inicial de un método que extienda el uso de la instalación sin interrupción para reparaciones futuras del concreto bien puede valer la pena. Apariencia final Al igual que con el programa de reparación mismo, los propietarios necesitan saber directa y claramente lo que están comprando; en otras palabras, ¿cómo se verá? La localización de una reparación puede ser de cierta preocupación cuando se consideran varios sistemas de protección. Los ingenieros deben también ver a largo plazo. Ellos necesitan preguntar: ¿Qué aspecto tendrá el sistema después que haya estado en el lugar algunos años? ¿Existen factores ambientales que afecten la manera en que un sistema de protección se comporta a lo largo de los años?

nes de VOC para toda la nación. El objetivo de estas tratamientos es establecer alguna consistencia que permita a los especificadores comparar los productos y las afirmaciones hechas por los diversos fabricantes. (5) Compatibilidad Es muy importante revisar la condición de la superficie al considerar cualquier sistema de protección. Muchos de los productos patentados comúnmente utilizados en las reparaciones podrían tener una química no compatible con los recubrimientos o selladores especificados para usarse sobre ellos. Así pues, el potencial para problemas de compatibilidad debe investigarse nuevamente. Antes de empezar un trabajo de producción, el sistema seleccionado debe probarse en el sitio de la obra.

Acatamiento de las condiciones del compuesto volátil orgánico Para propósitos regulatorios, la Agencia de Protección del Medio Ambiente (Enviromental Protection Agency = EPA) define un compuesto volátil orgánico como “cualquier compuesto de carbón, excluyendo el monóxido de carbono, dióxido de carbono, ácido carbónico, cloruros o carbonatos metálicos y amonio, que participa en las acciones fotoquímicas atmosféricas”. El cumplimiento de las regulaciones actuales del VOC es un factor importante que se debe considerar al seleccionar un sistema de protección.

Existen dos preocupaciones con relación a los VOC:

A) Los fuertes olores desagradables de los productos a base de solventes que se emiten son un problema en espacios interiores escasamente ventilados, y B) La reacción fotoquímica entre óxidos de nitrógeno y VOC que produce ozono. Desafortunadamente, muchos de los productos en los que han confiado los ingenieros en el pasado ya no se encuentran disponibles en sus formulaciones originales. Para satisfacer las regulaciones de varios estados que tienen tales leyes se han introducido en el mercado productos con bajo VOC. Las últimas versiones de algunos de estos productos realmente no tienen un historial aceptable. Una vez más es de importancia crítica que el propietario entienda este dilema. Desde 1991, la EPA, la industria de los recubrimientos y las agencias gubernamentales han estado tratando de alcanzar acuerdos mutuos sobre la limitación de emisio-

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Además, la eficacia de los selladores penetrantes se ve grandemente influida por la presencia de selladores o recubrimientos existentes. La mayoría de los fabricantes requieren la aprobación de un substrato del recubrimiento antes de extender una garantía. La remoción de los recubrimientos existentes es muy costosa, a veces sólo se requiere una remoción parcial que podría dar como resultado ahorros significativos en los costos del proyecto Durabilidad/comportamiento Al evaluar un sistema de protección, el ingeniero debe determinar las expectativas del propietario respecto a la vida del sistema de reparación. Entre otros factores que hay que considerar, están las condiciones ambientales (exposición a lluvias impulsadas por el viento, variaciones de temperatura, lluvia ácida, exposición a dióxido de carbono, etc.), exposición a rayos UV, extensión y naturaleza del tránsito (para plataforma) y el uso de la estructura (los recipientes de agua potable tienen ciertos requisitos regulatorios). Requisitos de aplicación Antes de seleccionar un sistema de protección, especialmente los tratamientos de superficie, existe cierto número de condiciones básicas que necesitan ser satisfechas. Éstas incluyen:

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• Las reparaciones de concreto deben curarse (usualmente 28 días después de completarse). Nota: los fabricantes de algunos productos afirman que pueden instalarse en superficies húmedas y en un tiempo considerablemente menor a 28 días. • Las superficies deben estar secas y sanas. La preparación de la superficie debe implementarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. • Las superficies deben ser relativamente lisas cuando utilicen membranas aplicadas en forma líquida. • Deben considerarse las condiciones de ventilación y la humedad al seleccionar los productos. • Deben considerarse las limitaciones de temperatura durante la instalación al programar el trabajo. No siempre existen las condiciones ideales. La elección de un sistema de protección puede ser influida más por las condiciones de instalación que por otros factores. Por ejemplo, habría que seleccionar productos con una baja emisión de VOC para emplearse en espacios interiores pobremente ventilados, a fin de satisfacer las regulaciones actuales. Sin embargo, este método podría ser más costoso y podría no tener el historial de los productos tradicionales que el ingeniero probablemente ha utilizado exitosamente en el pasado. Otro ejemplo de las influencias que afectan la elección de un recubrimiento sobre una exposición exterior podría ser las limitaciones de las bajas temperaturas. Quizás el programa de trabajo indique que sea necesario aplicar el recubrimiento final en temporada de lluvias. Un factor como éste, que tenga un potencial para un efecto significativo sobre el éxito del proyecto, debería tener prioridad sobre otros parámetros.

Referencias 1. ACI Commitee 546, Concrete Repair Guide (ACI 546R-96), cap. 4, “Protection Systems”, sección 4.1, American Concrete Institute, Detroit, 1996, 26 pp. 2. Ibid, sección 4.3. 3. McGovern, M.,”A New Weapon Against Corrosion”, Concrete Repair Digest, junio/julio de 1994. 4. Strategic Highway Research Program, “Concrete Bridge Protection and Rehabilitation: Chemical and Physical Techniques”, Contract C 1031, Washington, D.C. 5. Factor, D., “A New Weapon Against Corrosion”, Concrete Repair Digest, junio/julio de 1994. *Jay H Paul es responsable del grupo de ingenieros de restauración de Klein y Hoffman, Inc., Chicago, y es miembro de los Comités del ACI 546, Reparación del Concreto, y 515, Sistemas de Protección para el Concreto. Este artículo fue publicado en Concrete International y se reproduce con la autorización del American Concrete Institute y del IMCYC.

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Tips Constructivos

Refuerzo con fibras Comportamiento del concreto reforzado con fibras de acero Referencia El trabajo que se presenta ha sido preparado por personal del Instituto para Materiales de Construcción, Zurich (Suiza) y del Departamento de Física Teórica, Debrecen (Hungría). F. K. Wittel, F. Kun and H. J. Herrmann, Damage Simulation of High Performance Fiber Reinforced Concrete. CDCM 2006 – Conference on Damage in Composite Materials 2006. September 2006. Stuttgart, Germany. http://www.ndt.net/article/cdcm2006/papers/wittel.pdf El estudio busca similar el daño y falla de compuestos de concreto reforzado con fibras de acero de diferentes tamaño y densidad. Las fibras son introducidas aleatoriamente en la matriz de concreto y modifican sensiblemente el comportamiento macroscópico de falla en la medida que se incrementa la capacidad de compresión, tensión, flexión y resistencia al corte. Las fibras introducen mecanismos diversos como la fractura de fibra, fibras como puente, flexión de fibras, despostillaje de la matriz por fibras inclinadas y expulsión de fibras.

· Introduce un material con capacidad elástica. · Las pequeñas grietas adicionan múltiples disipaciones de energía. · Aparecen mecanismos variados de falla. · Incrementa la seguridad y puede conducir a diseños más ligeros. · Incrementa la durabilidad y la resistencia medio ambiental. El estudio busca conocer mejor los mecanismos de falla para un mejor aprovechamiento de estas ventajas. Modelos La teoría clásica de mecánica de fractura es exitosa aplicada al caso de un pequeño número de vacíos importantes. En un medio que se mantiene continuo, las grietas se inician y crecen en una aproximación conocida como de arriba – abajo (top-down). Se trata de una aproximación de nivel intermedio (meso) de difícil sustento ante situaciones más complejas. La estrategia de representación del estudio es una de abajo – arriba (bottom – up). Las partes elementales son organizadas y ensambladas para formar un continuo macroscópico cuyo comportamiento lo determina la dinámica entre los elementos. Es un Modelo de Elementos Discretos (DEM). Modelo de elementos discretos DEM Con este modelo se pueden estudiar fracturas complejas. Se busca una representación natural de la microestructura del material. Introduce una falla microscópica por un sobre esfuerzo local. El modelo corresponde a una matriz frágil con el refuerzo de fibras de material dúctil.

Introducción El refuerzo con fibras cortas orientadas aleatoriamente, influencia en varias formas el comportamiento de los elementos.

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Un modelo DEM tiene estas características.

· Permite desplazamientos y rotaciones finitas, incluso la separación. · Reconoce nuevos contactos automáticamente. · Para materiales granulares, son suficientes modelos de contacto.

Al comienzo, funciona como una red cohesiva, y gradualmente se transforma en una red granular.

Daños y fractura Simulación de daños Se usan umbrales para la deformación longitudinal así como para la rotación en los extremos de las vigas. Simulación de dinámica

Tips Constructivos

· Para materiales cohesivos se consideran vigas (o resortes) que sujetan partículas cercanas. Se forma un modelo viga (resorte) – partícula representada con una red de vigas (o resortes) y un conglomerado de partículas.

Se emplean las leyes básicas de movimiento de traslación y de rotación de Newton. Fractura bajo tensión Se muestran las formas para diferentes densidades de fibra y cargas exteriores. Elementos cohesivos La representación más simple es un resorte como elemento de unión entre elementos vecinos. O mejor, como una viga que admite capacidad de corte y de flexión. Contacto de partículas Las partículas son consideradas rígidas, indeformables e irrompibles, que pueden sobreponerse cuando están en contacto (definiendo así la línea de contacto). Actúan con fricción y amortiguación. Fractura por flexión Se consideran los resultados para soportes en 3 puntos.

Organización de los elementos Es el punto crucial. Redes rectangulares son útiles para materiales anisotrópicos. Triangulares, para isotrópicos. Puede llegarse a un arreglo aleatorio, que es conocido como de polígonos Voronoi.

Proporción de fibras La relación v en la figura, se refiere a la proporción de fibras respecto al número de polígonos (v=1 significa 1 fibra por polígono). Se busca una distribución homogénea. Revista Técnica de Ingeniería y Construcción

noticias 318-11: Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary ACI 318 is a must-have standard for all professionals engaged in concrete design, construction, and inspection, containing the latest code requirements for structural concrete. The companion commentary, in a side-by-side column format to match the corresponding code requirements, provides background information for code provisions. The ACI 318-11 edition features some key changes, including; design requirements for adhesive anchors, reinforcement detailing requirements for seismic application, and much more. Among the subjects covered are: contract documents; inspection; materials; durability requirements; concrete quality, mixing, and placing; formwork; embedded pipes; construction joints; reinforcement details; analysis and design; strength and serviceability; flexural and axial loads; shear and torsion; development and splices of reinforcement; slab systems; walls; footings; precast concrete; composite flexural members; prestressed concrete; shells and folded plate members; strength evaluation of existing structures; provisions for seismic design; structural plain concrete; strut-and-tie modeling in Appendix A; alternative design provisions in Appendix B; alternative load and strength reduction factors in Appendix C; and anchoring to concrete in Appendix D. Más de 20 países a nivel mundial han adoptado la ACI 318 para uso interno. $192.50 (ACI members $116.00); Order Code 31811.EM

ACI 350-06: Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures and Commentary Este CÓDIGO abarca el diseño estructural, la selección de materiales y la construcción de estructuras de concreto para ingeniería ambiental. Estructuras que son utilizadas para trasportar, almacenar o tratar líquidos u otros materiales como desechos sólidos. Esto incluye las estructuras auxiliares para presas, canales. Estas están sujetas a cargas únicas, condiciones severas de exposición y requerimientos restrictivos. Las cargas incluyen a las cargas muertas normales, las vivas, vibración de equipos y fuerzas hidrodinámicas de servicio. La exposición incluye químicos concentrados, ciclos alternados de secado y humedad y descongelado de concreto saturado. Los requerimientos de servicio incluyen líquidos fuertes y gases. Disponible en copia dura o formato PDF en unidades inglesas y también en una versión con unidades métricas (para ordenar la versión en unidades métricas utilice el código 350M06). $178.50 (ACI members $105.00); Order Code 35006.EM

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