CAPÍTULO 4: PROPUESTA DE ESCALA DE GRAVEDAD
4.5. Propuesta de escala de gravedad
4.5.1. Introducción
La escala que se propone tendrá por objeto valorar numéricamente el grado de gravedad de elementos constructivos en edificios, y se requiere que cumpla las siguientes funcionalidades y características:
Sirva para evaluar la gravedad de cualquier tipo de elemento constructivo en edificios (fachadas, vigas, pilares, paredes de carga, etc.)
Facilidad de utilización por parte de los técnicos con resultados comprensibles
Los valores de gravedad obtenidos de elementos constructivos permitan calcular la gravedad del conjunto del edificio, si se precisase
Análogamente se ha considerado adecuado que tenga las siguientes características:
El rango de valores de la escala sea de 0 a 10, como pasa en otras escalas y métodos de valoración (como en el ámbito de la evaluación académica entre otros ejemplos), por ser de fácil comprensión. Igualmente se considera que el número de valores es suficiente para que queden adecuadamente representadas las diferentes casuísticas y grados de gravedad, y no es excesivo porque la diferencia cualitativa entre dos valores consecutivos, todo y ser pequeña, es suficientemente apreciable.
Utilizar el método de valoración ascendente, es decir que el concepto a valorar (grado de gravedad de un elemento constructivo) vaya de menos a más. Así a valores bajos les corresponden bajos grados de gravedad y a valores altos les corresponden altos grados de gravedad. Este método de valoración se considera más comprensible, y es utilizado en numerosas escalas y sistemas de valoración.
La escala empiece por el valor 0 (y no por ejemplo con el valor 1 u otro escalar). Como se ha visto, diversas escalas empiezan por el valor 0.
4.5.2. División del edificio en diferentes sistemas
Con objeto de que el método de exposición vaya de más general a más particular, se explica a continuación la propuesta de división del edificio en diferentes sistemas. Esta propuesta se utiliza para calcular la gravedad total del edificio, y el explicarla ya de inicio ayuda a entender la metodología empleada.
Se propone dividir el edificio en diferentes sistemas que engloben todas las partes que conforman el mismo. Con objeto de dar flexibilidad a la metodología se propone que el número total de sistemas (S) y la definición de los mismos puedan ser elegidos por el técnico que realiza el estudio del edificio, por lo que el método propuesto es de aplicación general.
Cabe decir que en la bibliografía y en los métodos consultados, no existe consenso común a la hora de dividir el edificio en sistemas, y en todos estos casos el número y definición de sistemas que componen el edificio son diferentes. Así son distintos los sistemas del edificio según si el método empleado es la ITE de Cataluña, el método Roche, el método ANAH, etc. Análogamente sucede con la división de sistemas en los puentes, habiendo diferencias según el método empleado.
Dicho esto, con objeto de proponer un modelo concreto a seguir, se ha considerado oportuno proponer una división razonable del edificio en los sistemas que se presentan en la Tabla 4.3.
Sistema Descripción Principales partes constituyentes
1 Fachadas ventanas y otras aberturas practicables, barandillas, Revestimientos, material base, voladizos, cornisas, balaustradas, elementos ornamentales, etc.
2 Estructura vertical Pilares, paredes de carga, cimentación, etc.
3 Estructura horizontal Vigas, entrevigado, bóvedas, arcos, etc.
4 Cubiertas y patios interiores
Tejas, pavimentos en cubiertas planas,
impermeabilizaciones, aislamientos térmicos, claraboyas, paredes y aberturas practicables de patios interiores, etc.
5 constructivos Elementos interiores
Tabiques, paredes interiores, aberturas practicables, pavimentos, revestimientos interiores, etc.
6 Cajas de escalera Paredes, estructura de la escalera, peldaños, barandillas, etc.
7 Instalaciones de saneamiento Bajantes, desagües, canalones, etc.
8 Otras instalaciones Electricidad, agua, gas, ascensores, etc.
Tabla 4.3. Modelo de sistemas a evaluar en la escala propuesta
Como unidad más pequeña a valorar se propone el concepto de zona, que se define como una parte concreta de un elemento constructivo, como por ejemplo una zona de un forjado de vigas de madera, una zona de fachada, una zona de un forjado de vigas de hormigón armado, una zona de un balcón, etc. En la Figura 4.2 se presentan algunas imágenes que representan lo que aquí se denomina zona.
Figura 4.2. Imágenes de zonas de elementos constructivos 4.5.3. Metodología de aplicación de la escala propuesta
El objeto de este apartado es explicar la metodología de aplicación de la escala propuesta. Esta metodología de aplicación, que tiene varias variantes (a, b y c) según el objeto del estudio a realizar, se presenta de forma esquemática en la Figura 4.3.
Como se puede observar en dicha figura, la metodología se inicia mediante el método de asignación directa (AD) en base a las definiciones genéricas de la escala propuesta, a través del cual se asigna el grado o índice de gravedad (G) a zonas j del edificio. En la denominada variante (a), aquí acaba el proceso, lo cual será en los casos en los que el objeto del estudio sea valorar la gravedad de diferentes zonas del edificio, o análogamente, valorar deficiencias existentes en el edificio, pero en que no sea necesario valorar la gravedad global de un sistema o del conjunto del edifico.
El siguiente paso de la metodología, cuando se precise, es valorar la gravedad de uno o varios sistemas, para lo cual existen las denominadas variantes (b) y (c). En la variante (b) se utiliza el método de asignación directa (AD) en base a las definiciones genéricas de la escala propuesta, a través del cual se asigna el grado de gravedad al sistema considerado. En la variante (c) se utiliza un método de cálculo a partir de los valores Gj
que componen el sistema, lo que permite calcular el grado de gravedad G(s) al sistema considerado.
El siguiente paso de la metodología, cuando se precise, es valorar la gravedad del conjunto del edificio, para lo cual existen las denominadas variantes (b) y (c). En la variante (b) se utiliza el método de asignación directa (AD) en base a las definiciones genéricas de la escala propuesta, a través del cual se asigna el grado de gravedad al conjunto del edificio. En la variante (c) se utiliza un método de cálculo a partir de los valores G(s) de cada sistema, lo que permite calcular el grado de gravedad del conjunto del edifico.
La variante (b) se dará en aquellos casos en que en el objeto del estudio sea tal que en el mismo se deba dedicar un tiempo limitado. Algunos de estos casos pueden ser los siguientes:
Estudio global de un área urbana, en que se debe valorar el grado de gravedad de cientos o miles de fachadas. En este caso es razonable determinar el grado de gravedad de cada fachada en base al método de asignación directa.
Intervenciones de urgencia, como por ejemplo de técnicos municipales o bomberos, en casos de graves lesiones con posible riesgo para las personas. En estos casos, si se precisa determinar el grado de gravedad de un sistema o del edificio, es razonable determinarlo en base al método de asignación directa.
La variante (c) se dará en el resto de casos en que se precise determinar el grado de gravedad de un sistema o del edificio.
En los siguientes apartados y secciones que componen el presente capítulo, el orden de exposición es el mismo que el orden de aplicación del método por parte de un técnico, que se ha visualizado en la Figura 4.3. Así, se empieza por presentar la escala propuesta, que es lo primero que utiliza el técnico para asignar grados de gravedad a zonas del edificio, para seguir con el método de cálculo del grado o índice de gravedad de sistema, y acabar con el método de cálculo del grado o índice de gravedad del edifico.
Figura 4.3. Metodología de aplicación de la escala propuesta 4.5.4. Escala Propuesta
Para medir el grado de gravedad (G) se propone una escala que va desde valor 0 (gravedad nula y el elemento constructivo está en perfecto estado) hasta valor 10 (gravedad extrema; no es concebible una gravedad superior; lesión en fase terminal; el colapso se puede producir en cualquier momento).
Fin
Asignación del grado de gravedad (Gj) a zonas j del edificio
Asignación del grado de gravedad a sistema (s)
Cálculo del grado de gravedad de sistema (s), (G(s))
Fin Fin
Asignación del grado de gravedad al conjunto del
edificio
Fin
Cálculo del grado de gravedad del conjunto del
edificio Fin Ni vel z ona Nivel sistema Niv el ed ificio (a) (b) (b) (c) (c)
Método de asignación directa (AD) en base a las definiciones genéricas de la escala propuesta
Método de AD en base a las definiciones genéricas de la escala
propuesta
Método de cálculo a partir de los valores Gj
Método de AD en base a las definiciones genéricas de la escala
propuesta
Método de cálculo a partir de los valores G(s)
En la Tabla 4.4 se define la escala propuesta, explicando en cada grado de forma general lo que significa o representa en aras a reducir la variabilidad entre técnicos diferentes a la hora de asignar valores.
G Gravedad Definición
0 Nula El elemento constructivo está en perfecto estado de conservación.
1 Muy baja Primeros indicios de deterioros muy leves.
2 Muy baja-baja Deterioros muy leves.
3 Baja Deterioros leves. Empieza a ser recomendable revisión de mantenimiento.
4 Baja-moderada Degradaciones de entidad entre leve y moderada. Recomendable revisión de mantenimiento y tratamientos terapéuticos superficiales.
5 Moderada Degradaciones moderadas. Recomendable revisión y tratamientos terapéuticos de entidad moderada.
6 Moderada-alta Degradaciones de entidad entre moderada y grave. Necesarios tratamientos terapéuticos de entidad entre moderada y alta, a medio-breve plazo.
7 Alta
Existencia de lesiones graves, en fase avanzada. Necesarios tratamientos terapéuticos de entidad alta, en breve plazo. Si el elemento evaluado es la estructura general del edificio, o un forjado, empieza a ser recomendable el
desalojo del edificio o vivienda, y/o la toma de medidas provisionales de anestesia estructural, como apuntalamientos o similar.
8 Alta-muy alta
Existencia de lesiones de entidad entre grave y muy grave, en fase muy avanzado. Necesarios tratamientos terapéuticos de entidad alta a muy alta, en
muy breve plazo. Debido a la gravedad de los daños, empieza a ser recomendable la sustitución del elemento dañado. Si el elemento evaluado es
la estructura general del edificio, o un forjado, es necesario el desalojo del edificio o viviendas, y/o la toma de medidas provisionales de anestesia
estructural, como apuntalamientos o similar.
9 Muy alta
Existencia de lesiones muy graves, en fase entre muy avanzado y terminal. El elemento constructivo analizado está tan gravemente afectado, que el tratamiento terapéutico más adecuado es su sustitución. Si el elemento evaluado es la estructura general del edificio, o un forjado, es necesario el desalojo inmediato del edificio o viviendas. Los daños son tan graves, que se
hace difícil tomar medidas provisionales de anestesia estructural.
10 Extrema
No es concebible una gravedad ni un riesgo superior. Existencia de lesiones en fase terminal, y el colapso se puede producir en cualquier momento. El
elemento constructivo analizado está tan devastado, que prácticamente el único tratamiento terapéutico posible es su sustitución. Si el elemento evaluado es la estructura general del edificio, o un forjado, es necesario el desalojo inmediato del edificio o viviendas. Los daños son tan graves, que se
hace muy difícil tomar medidas provisionales de anestesia estructural.
Forma de aplicar
La forma de aplicar la escala es mediante el método de asignación directa en base a las definiciones genéricas que se dan para cada valor de G. Cara a reducir la variabilidad entre técnicos, se plantea formar al potencial técnico usuario de la escala con unos ejemplos de puesta a punto. Estos ejemplos constarían de imágenes de elementos constructivos con los valores de G que les corresponden en base a las definiciones de la escala. En caso de implantación masiva, ello podría acompañarse de curso de formación on-line o presencial.
Evolución de la salud de un elemento constructivo
La utilización de la escala puede permitir determinar numéricamente la evolución de la salud de un elemento constructivo, a través de comparar los valores de G para dicho elemento en diferentes momentos (diferentes valores de t). De esta manera, a través de establecer las correspondientes relaciones entre el valor de G para t0(Gt0), el valor de G
para t1(Gt1),……, el valor de G para ti(Gti), se puede conocer cómo evoluciona la salud del elemento constructivo a lo largo del intervalo
t0,ti .Para valorar con un escalar dicha evolución, se propone utilizar el coeficiente de evolución (Cev), que se define de la siguiente manera:
0 t t ev G G C i (4.1) donde,
Cev= coeficiente de evolución entre los valores de G. Representa la evolución del estado del elemento constructivo en el intervalo
t0,ti Gti = grado de gravedad del elemento constructivo correspondiente a ti
0
t
G = grado de gravedad del elemento constructivo correspondiente a t0
De la expresión (4.1) se deduce de forma elemental lo siguiente:
Si Cev> 1 significa que el estado del elemento constructivo empeora en el intervalo
t0,ti Si Cev< 1 significa que el estado del elemento constructivo mejora en el intervalo
t0,ti (porque se ha realizado rehabilitación, o se ha derribado el edificio y se haconstruido uno nuevo, etc.)
Si Cev= 1 significa que el estado del elemento constructivo no varía en el intervalo
Con el mismo criterio se puede determinar numéricamente la eficacia de un tratamiento terapéutico, mediante la comparación del valor de G antes de la intervención (Gt0) y el valor de G después de la intervención (Gtf).
Mapas y colores
Con objeto de facilitar la visualización de la distribución de gravedades de un elemento constructivo se propone que se puedan realizar mapas con curvas de nivel de las diferentes G que tiene un elemento constructivo, ya sea este una viga, o todo un forjado, etc. Para una mayor visualización, se propone que a cada valor de G se le asocie un color, tal como se muestra en la Figura 4.4.
G 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
color
Figura 4.4.- Propuesta de colores asociados a los diferentes grados de gravedad
Cabe decir que los colores que se proponen en la Figura 4.4 son análogos a los utilizados en diversos campos, como en el Método de Elementos Finitos (MEF), en la Calificación de la Eficiencia Energética en edificios, en la distribución de la pluviosidad en el territorio, etc.
En la Figura 4.5 se muestra un ejemplo de aplicación de la propuesta de colores por gravedades a un forjado genérico. Dicho forjado se compone de vigas y entrevigado, y para el objetivo perseguido en este ejemplo es indiferente el material y tipología de las vigas y entrevigado. En la primera imagen se aprecia el forjado con los distintos valores Gj que se
han aplicado por asignación directa a las diferentes zonas del forjado, en base a las definiciones genéricas de la escala de la Tabla 4.4, y en la segunda imagen se realiza la aplicación de colores propuesta en la Figura 4.4, quedando de manifiesto la utilidad del sistema al facilitar la visualización de la gravedad y de la distribución de gravedades del elemento constructivo analizado, en este caso un forjado.
4.5.5. Consideraciones adicionales según el elemento constructivo evaluado Introducción
Como se ha referido, la escala propuesta es de aplicación a cualquier elemento constructivo de edificios, ya sea fachada, viga de madera, pared de carga de tapia, pared de carga de ladrillo macizo, etc., por lo que las definiciones de cada grado G de la escala que se dan en la Tabla 4.4 son necesariamente de tipo genérico.
En este apartado se explican con más detalle los criterios de asignación de valores
G dependiendo del tipo de elemento constructivo analizado. El objeto de realizar estas explicaciones de más detalle es reducir el grado de variabilidad que pueda haber entre los técnicos en el momento de realizar la asignación directa de valores G. Así, en este apartado se van a realizar las referidas explicaciones adicionales para el caso en que el elemento constructivo sea una fachada. Los criterios que se exponen son parcialmente extrapolables a otros tipos de elementos constructivos.
Figura 4.5.- Ejemplo de aplicación a forjado, de colores asociados a valores de G Fachadas
Aquí se realiza una descripción de más detalle del criterio de asignación directa de valores G, cuando el elemento a evaluar es la fachada de un edificio (Tabla 4.5). Se propone que se tengan en cuenta dos parámetros principales, que son los siguientes:
1. Probabilidad de que se produzca el suceso de interés, que en general será la probabilidad de que se produzca un desprendimiento de fachada, ya sea del revestimiento, o de un balcón, o de una cornisa, etc. Así, según este parámetro, a mayor probabilidad de que se produzca un desprendimiento, corresponderá un valor de G mayor.
2. Energía de impacto que puede producir el desprendimiento. Para ilustrar la importancia de este segundo parámetro se va a utilizar un ejemplo. Supongamos una fachada donde haya un deterioramiento del revestimiento superficial de la capa de pintura, y que exista una muy alta probabilidad de que se produzca el desprendimiento de una parte de la pintura. Claramente en este caso le corresponderá un valor de G muy bajo, tal vez G = 1, a pesar que la probabilidad de desprendimiento es muy elevada. Y es que en este ejemplo, si se produjera el desprendimiento de una parte de la capa de pintura de la fachada y cayera sobre un peatón, no le producirá ningún daño, y como mucho le ensuciará algo, es decir, consecuencias de muy baja relevancia.
En cambio, supongamos otra fachada donde la probabilidad de desprendimiento sea inferior a la del anterior ejemplo, pero que en caso de producirse el desprendimiento caería un elemento de piedra de 5kg desde una altura de 15m. Claramente en este caso le correspondería un valor de G muy superior a la anterior, aunque tenga una menor probabilidad de que se produzca el desprendimiento. Y es que en este caso, a diferencia del anterior ejemplo, si se produjera el
situación de las vigas
G1=9 G2=8 G3=4 G4=5 G6=5 G5=7 G7=2
desprendimiento y cayera sobre un peatón, las consecuencias serían muy graves, al ocasionar víctima mortal.
Así, según este parámetro, a mayor energía de impacto del desprendimiento, corresponderá una G mayor. Para evaluar la energía de impacto, se propone que se tengan en cuenta dos parámetros fundamentales, uno de los cuales es la masa del objeto, y el otro la altura a la que esté situada el objeto, y por tanto la altura desde la que puede caer. Y es que la energía del impacto depende de la masa del objeto y de la altura de la que cae.
En base a lo explicado, se propone la escala que se adjunta en la Tabla 4.5, con unas definiciones más específicas respecto a fachadas que la escala de uso general de la
Tabla 4.4. Lo tratado en este apartado de forma orientativa se trata con detalle en el Capítulo 6, donde se propone un sistema de evaluación de fachadas (SEF), basado en la aplicación de indicadores y funciones matemáticas.
G Gravedad Definición
0 Nula La fachada está en perfecto estado de conservación.
1 Muy baja desprendimiento este sería de entidad muy leve, como por ejemplo parte de capa de pintura.Primeros indicios de deterioros muy leves y superficiales. En caso de producirse algún
2 Muy baja-baja
Deterioros muy leves y superficiales. Puede haber algunas zonas con deterioramiento superficial del revestimiento. En caso de producirse algún desprendimiento este sería de entidad leve, como por ejemplo parte de revestimiento de mortero o similar, de poco grosor y
muy poca masa.
3 Baja
Deterioros leves y superficiales. Puede haber algunas zonas con deterioramiento superficial del revestimiento, grietas superficiales, etc. En caso de producirse algún desprendimiento este sería de entidad entre leve y moderada, como por ejemplo parte de revestimiento de mortero o similar, de poco grosor y poca masa. Empieza a ser recomendable revisión de mantenimiento.
4 moderada Baja-
Degradaciones de entidad entre leve y moderada. Puede haber zonas donde falte el revestimiento, y otras donde el revestimiento esté deformado y agrietado. En caso de producirse algún desprendimiento este sería de entidad entre leve y moderada, como por