In Crescendo. Ingeniería, 2016; 3(2): 22-34 22
Fecha de recepción: 15 de noviembre de 2016 Fecha de aceptación: 28 de noviembre de 2016
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eterminación,
evaluación De laspatologías enmuros,
columnas y vigasDel cerco perimétrico Del muelletasa
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etermination,
evaluation of thepathologies in walls,
columnsanD girDers ofthe fenceperimeter of the
wharf tasa
Ing. Ricardo Yaya Luyo1
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l presente estudio se realizó con el objetivo de determinar las patologías existentes en muros, columnas y vigas del cerco del taller de mantenimiento Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash. Para lograr el objetivo general, nos hemos planteado los siguientes objetivos específicos: determinar las patologías en muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento Tasa; evaluar las patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento Tasa; y obtener el grado de severidad de los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento Tasa. El tipo de investigación es aplicada, no experimental, de corte transversal. El nivel de la investigación reúne las características de un estudio de tipo descriptivo, explicativo y correlacionado. En cuanto al diseño de la investigación, los principales métodos utilizados fueron: análisis, síntesis, deductivo, inductivo, descriptivo, estadístico. Según los resultados obtenidos, el 71 % del área total se encuentra afectado con patologías, del cual el 21,77 % mostraba severidad leve, el 8,44 % moderada y el 42,42 % severa, mientras que el 27,47 % carece de patologías. La patología predominante es la eflorescencia, con un 31,66 % y nivel severo. Concluimos que la edificación presenta grietas de más de media pulgada de espesor; los elementos de cierre más afectados son los muros con 60,47 %, del cual el 33,97 % pertenece a eflorescencias con un nivel severo.Palabras clave: eflorescencia, patologías, evaluación de patologías
a
bstractThe present study was realized by the aim to determine the existing pathologies in walls, columns and girders of the fence of the workshop of maintenance It Appraises, Chimbote’s district. To be able to obtain the general aim, we have appeared the following specific aims: To determine the pathologies in walls of masonry, columns and girders of the fence perimétrico of the workshop of maintenance Appraises. Evaluation of the pathologies in the walls of masonry, columns and girders of the fence perimétrico of the workshop of maintenance Appraises. To obtain the degree of severity, of the walls of masonry, columns and girders of the fence perimétrico of the workshop of maintenance Appraises. The type of investigation is a type applied, not experimentally, of transverse court. The level of the investigation assembles the characteristics of a study of descriptive, explanatory and correlated type. The design of the investigation, the principal methods that were in use in the investigation were: Analysis, synthesis, deductive, inductive, descriptive, statistical, between others. The results were that 71 % of the total area is affected by pathologies; of which 21.77 % with severity slight and 8.44 % moderated and 42.42 % severe and 27.47 % is without pathologies. The predominant pathology is an efflorescence with 31.66 % and with a severe level of severity. We conclude that the building presents cracks of more of a half inch of thickness, the more affected elements of closing are the walls with 60.47 % with pathologies, of which 33.97 % belongs to efflorescences with a severe level.
Keywords: efflorescence, pathologies, evaluation of pathologies.
INTRODUCCIÓN
Nuestra ciudad vive momentos que requieren el impulso de nuevas tecnologías que permitan la creación y desarrollo de una infraestructura sólida y durable. Los muelles en el Perú, debido a su ubicación en un entorno altamente agresivo, presentan diferentes patologías con el paso del tiempo, muchas de las cuales son claramente específicas en este tipo de estructuras.
En el medio marino se aceleran los procesos de corrosión en las estructuras de concreto armado, por la acción directa del mar, la actividad de la brisa y la niebla marinas. No se puede hablar de una causa única del deterioro de las edificaciones. Las fallas que las afectan se producen por múltiples factores: podrían ser consecuenca de un mal diseño del paquete estructural, de la mala calidad de los materiales, de errores en la construcción, de un deficiente sistema de control de calidad en la ejecución, falta de mantenimiento y agentes climáticos, entre otros.
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Por otro lado, es en áreas construidas donde se manifiestan muchos de los problemas de una edificación, lo cual no significa que el problema tenga origen en ellas mismas.
El presente estudio se realizará con la finalidad de determinar las patologías existentes en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa. Por lo anteriormente expresado, el enunciado del problema de investigación es el siguiente: ¿en qué medida la determinación y evaluación de las patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa nos permitirá obtener el estado actual y condición de servicio de dicha infraestructura en funcionamiento?
Para dar respuesta al problema, se ha planteado el siguiente objetivo general: determinación de las patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash.
Para alcanzar el objetivo general, nos hemos planteado los siguientes objetivos específicos: determinar los tipos de patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash; evaluar las patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia de Santa, región Áncash; obtener el grado de severidad, el estado actual y la condición de servicio de los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash. La presente investigación se justifica por la necesidad de conocer cuál es el estado actual y la condición de servicio de los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash.
MATERIALES Y MÉTODOS
Elementos de concreto armado
Son estructuras compuestas de varios miembros, las cuales están sometidas y tienen la función de soportar y transmitir las distintas cargas que actúan sobre ella, hacia la cimentación y, posteriormente, hacia el suelo (Vásquez, 2014).
Columnas de concreto armado
Las columnas de concreto armado son elementos estructurales que soportan tanto cargas verticales (peso propio), como fuerzas horizontales (sismos y vientos), trabajan generalmente a flexo compresión (Villareal, 2011).
Vigas de concreto armado
Las vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseñados para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también ser utilizadas para sostener losas macizas o nervadas. La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado. Las vigas, asimismo, soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos. Por tanto, es conveniente reforzar los tercios de extremos de la viga (Escalante, 2013).
Muros de albañilería
Según Díaz (2014), la albañilería es el arte de construir edificaciones u otras obras empleando, según los casos, piedra, ladrillo, cal, yeso, cemento u otros materiales semejantes. También se puede definir como un sistema constructivo que consiste en la unión de módulos para obtener una unidad constructiva mayor, ya sea de ladrillos, piedra, bloques de hormigón o adobe. El mismo autor sostiene que existen tres tipos de albañilería.
a) Albañilería simple. En ella no se utiliza ningún otro elemento más que el ladrillo y el mortero (puede ser cemento solo con arena y agua o mezclando cemento, cal, arena y agua).
b) Albañilería confinada. Reforzada con pilares y cadenas de hormigón, los cuales enmarcan y se hormigonan contra el paño de albañilería.
c) Albañilería armada. Es aquella en la que se utiliza acero como refuerzo en los muros que se construyen. Tales refuerzos consisten, sobre todo, en tensores (como refuerzos verticales) y estribos (como refuerzos horizontales), que van empotrados en los cimientos o en los pilares de la construcción, respectivamente.
Cercos perimétricos
El muro de cerco delimita un predio de su entorno; demarca totalmente las colindancias (Baselli, 2011).
Muelles
Son estructuras ubicadas a orillas de la playa o el mar, o en riberas de los ríos. Sirven como enlace entre el transporte marítimo y el terrestre (Ramos & Guette, 2012).
Puede definirse como una «Construcción realizada en la orilla del mar o de un río navegable, que sirve para facilitar el embarque y desembarque de personas y cosas, y para el amarre de las embarcaciones» (Canalmar, s. f.).
Ambientes marinos
Es aquel donde el viento crea una atmósfera cargada de sales que afectan las estructuras situadas a varios kilómetros de distancia de la costa, al potenciarse
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los fenómenos de corrosión. En aquella área el concreto se moja con agua de mar, es decir, bajo agua, en las zonas de mareas y de oleaje, y donde quiera que el viento lleve el rocío de agua de mar, el cual puede alcanzar hasta un kilómetro tierra dentro (Alvarado, 2015).
Patologías
Patología procede del griego pathos (‘enfermedad’) y logos (‘estudio’). Se define a la patología constructiva como la rama de la ciencia y técnica de la construcción que estudia los problemas en edificios y obras públicas o en alguna de sus unidades después de la ejecución (Puente, 2007).
Patologías en muros de albañilería
Las patologías en los muros confinados son daños y/o defectos que aparecen en las edificaciones a causa de diferentes factores. Estos pueden ser defectos propios de las piezas, de los morteros o provocados por agentes externos. También pueden aparecer defectos debido a movimientos estructurales, por estar afectadas las cimentaciones u otros elementos constructivos. Tales problemas pueden originarse durante el proceso de fabricación de las piezas, o durante la puesta en obra o durante la vida útil de la edificación (Comesaña, 2015).
Según Comesaña (2015), las patologías más comunes son:
a) Fisuras debido a acciones mecánicas externas
Si la fisura viaja tanto horizontal como vertical o diagonal, entonces se debe a que se han producido movimientos que superan a la resistencia del muro.
b) Grietas debido a cargas puntuales
Cuando una carga puntual (columna, viga de hormigón) supera ese valor, se produce una fisura vertical desde el apoyo puntual hacia abajo. Fisura por apoyo escaso del dintel.
c) Corrosión
Los defectos que se presentan en el muro de ladrillo pueden surgir del ladrillo mismo a causa de un mal diseño o especificación, el uso de materiales de mala calidad, ataques por sulfatos, absorción de agua o cristalización de sales.
d) La capilaridad
Ocurre por la ascensión del agua a través de pequeños poros y capilares muy finos dentro del ladrillo y/o el mortero. El agua puede subir por un muro, por capilaridad de entre 1,5 m a 2 m, donde logra equilibrarse el ascenso del agua por evaporación de esta. Por ello, el tratamiento a aplicar siempre se efectúa por debajo de esta cota.
e) Condensación
Esta condensación se manifiesta en la proliferación de hongos, manchas y olor característico.
f) Las eflorescencias
Son depósitos de sales minerales solubles que aparecen sobre la superficie de una pieza cerámica terminada, por exposición a los agentes atmosféricos. Se forman por la migración de solución salina a través de los poros al evaporarse el agua existente. Presencia solución salina en los muros.
Patologías en elementos de concreto armado
La patología estructural es el estudio del comportamiento de las estructuras cuando estas presentan evidencias de fallas o comportamiento defectuoso (enfermedad), investigando sus causas (diagnóstico) y planteando medidas correctivas (terapéutica) para recuperar las condiciones de seguridad en el funcionamiento de la estructura (Panozo, 2007).
Patologías en construcciones expuestas a ambiente marino (Carles,
2016)
a) Ataques químicos
Se producen a partir de un proceso patológico de carácter químico. Aunque este no tiene relación alguna con los restantes procesos patológicos y sus lesiones correspondientes, su sintomatología en muchas ocasiones se confunde.
b) Ataque por sulfatos
Los sulfatos son compuestos químicos que están presentes en una gran variedad de concentraciones en el suelo, aguas subterráneas, aguas superficiales y aguas de mar.
c) Ataque físico
La problemática patológica se produce a causa de fenómenos físicos como heladas, condensaciones, etc. Normalmente, su evolución dependerá también de dichos procesos físicos.
d) Ataque mecánico
Predomina un factor mecánico que ocasiona movimientos, desgaste, aberturas o separaciones de materiales o elementos constructivos.
e) Hongos
Afectan no solo el aspecto del exterior de las viviendas, sino que, además, retienen la humedad, lo que acelera el proceso de envejecimiento de los muros.
f) Carbonatación
La carbonatación en el concreto es la pérdida de pH que ocurre cuando el dióxido de carbono atmosférico reacciona con la humedad dentro de los poros
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del concreto y convierte el hidróxido de calcio con alto pH a carbonato de calcio, que tiene un pH más neutral.
g) Distorsión
La distorsión es el cambio de alineamiento no deseado en una estructura. Cualquier deformación anormal de su forma original.
h) Desintegración
Una de las condiciones que debe tener un árido para su empleo en la obtención del concreto es que no reaccione con el cemento y dé lugar, en consecuencia, a productos de mayor volumen que posteriormente lo alteren, que al combinarse con los álcalis que contiene el cemento y dan productos expansivos que destruyen al concreto.
i) Filtración
Es la penetración de líquidos, generalmente agua, en zonas no deseadas, lo que produce humedad localizada y degradación de las propiedades de los materiales.
j) Ataque por cloruros
Las estructuras expuestas al agua de mar o a zonas costeras son más vulnerables que aquellas que no se encuentra cerca, ya que los cloruros atacan a las estructuras de baja permeabilidad y que están más expuestas a la corrosión de la armadura y al ataque de los mismos.
La técnica empleada será la evaluación visual, la cual será determinante para iniciar la toma de datos. Se considera como método de recolección de información de la muestra, según el análisis de muestreo.
Por la naturaleza del análisis, el presente estudio reúne las condiciones metodológicas de una investigación de tipo descriptivo, no experimental y de corte transversal.
El nivel de la investigación para el presente estudio, de acuerdo con la naturaleza del estudio de la investigación, reúne, por su nivel, las características de un estudio de tipo descriptivo, explicativo y correlacionado.
La población está conformada por la delimitación geográfica que esta contempla; esta comprende las áreas y elementos propios del taller de mantenimiento del muelle Tasa, por lo que se tomará una muestra y se la dividirá en paños para su respectiva determinación y evaluación de las patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle Tasa, distrito de Chimbote, provincia del Santa, región Áncash.
La técnica empleada será la evaluación visual, la cual será determinante para iniciar la toma de datos. Se considera como método de recolección de información de la muestra, según el análisis de muestreo.
RESULTADOS
Mediante el análisis detallado y el uso de fichas de inspección visual, para el mejor procesamiento de los datos obtenidos en campo acerca de las patologías presentes en estructuras de concreto armado y en los muros de albañilería, para el caso específico del cerco perimétrico del taller de mantenimiento Tasa, obtuvimos los siguientes resultados.
DISCUSIÓN
En los cuadros que presentamos a continuación se expone la discusión acerca de la presente investigación.
Gráfico 1. Porcentaje de las áreas con patologías
según tipo de elemento de cierre. Gráfico 2. Porcentaje de las áreas con patologías que afectan los muros de la albañilería.
Gráfico 3. Porcentaje de las áreas con patologías
In Crescendo. Ingeniería, 2016; 3(2): 22-34 30 INVESTIGACI Ó N OBJETIVOS RESULTADOS CONCLUSIONES Determinación y evaluación de las patologías en los mu ros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del muelle tasa, provinc ia del Santa, región Áncash • Determinar los tipos de patologías en los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del mu elle Tasa, provin cia del Santa, región Áncash . • Evaluación de las patologías en los muro s de albañil ería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del mu elle Tasa, Provin cia de Santa, región Áncash . • Obtener el grado de severidad, el estado actual y condición de servicio de los muros de albañilería, columnas y vigas del cerco perimétrico del taller de mantenimiento del mu elle Tasa, provin cia del Santa, región Áncash . El 71 % del área total evaluada se encuentra afectada con patologías, de los cuales el 21,77 % tiene un nivel de severidad leve, el 8,44 % un nivel de severidad moderado, el 42.42 % un nivel severo, y el 27,47
% se encuentra sin patologías.
La patología que ha tenido el mayor porcentaje desde la muestra 01 a la muestra 09 fue la eflorescencia, con un 31,6 6 %, y con un nivel de severidad severo. La edificación presenta grietas de más de media pulgada de espesor, exponiendo así el déficit en el
proceso constructivo. Los
element os de cierre más afectados fueron los mu ros de albañilería, que están afectados en un 60,47 % del área total con patologías, de la cual el 33,97 % pertenece a eflorescencias con un nivel severo.
en estructuras de ambiente en muelles de la pr ovincia • Identificar el tipo de patologías de las estructuras de concreto expuestas a ambiente marino en muelles de la provinci a de
Sechura, región Piura.
•
Identificar las patologías
más comunes en estructuras de concreto expuestas a ambiente marino en muelles de la provincia de Sechura, región Piura. Del muelle Juan Pablo de Quay, se observaron fisuras superficiales, desconchamientos en los vértices de algunas vigas transversales, corrosión, fractura
de dos pilotes por impacto de embarcación.
El muelle Las Delicias, se encuentra en muy mal estado de conservación. En las
vigas transversales, sobre todo, se pudo
observa r que en más del 70 % d e ellas existe carbonatación, corrosión de armadura, fisuras, rajaduras, desprendimien to de
concreto y manchas de óxido.
Se concluye que el DPA Las Delicias, construido en 1996, tiene mucho s daños a nivel de
estructuras, principalmente vigas longitudinales. El estado
del muelle Juan Pablo de Quay, construido en 1999, es muy bueno. Solo se pueden apreciar
patologías puntuales deb
ido al servicio que presta y por errores humanos,
como por ejemplo
impacto
de
embarcacion
es, que
fracturaron dos pilotes. En el
jirón Amazonas la, patología que pr evalece es la suciedad, con 3,57 %, con un nivel de severidad leve. En la avenida Camino Real, predomina la suciedad ,con 70,82 %, con un nivel de severidad severo. y evaluación de los mu ros de columnas y vigas de cerco perimétrico de educativa n.º 88014 del Santa, a) Iden tificar y evaluar el tipo de patología s de los muros de albañilería, columnas y vigas de concreto del cerco perimétrico de la insti tución educativa n.º 88014
José Olaya, provincia
del Santa, región Áncash . b) Det erminar el estado actual de los mur os de albañilería, columnas y vigas de conc reto del cerco perimétrico de la institución educativa n.º 88014 José Olaya, provincia del Santa, región Áncash . Evaluación de muro s se
encontraron eflorescencias y suc
iedad prevaleciendo la suciedad. Evaluación de column as se encontraron eflorescenci as con severidad leve. En la evaluación de vigas se encontraron las patologías de
suciedad con severidad alto.
En el jirón Amazonas la patología que pr evalece es la suciedad, con 3,57 %, y un nivel de severidad leve. En la avenida Camino Real la patología predominante es la suciedad, con 70,82 % y un nivel de severidad severo.
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CONCLUSIONES
Mediante el análisis detallado y haciendo uso de fichas de inspección visual, para el mejor procesamiento de los datos obtenidos en campo acerca de las patologías presentes en estructuras de concreto armado y en los muros de albañilería, para el caso específico del cerco perimétrico del taller de mantenimiento Tasa, una de las conclusiones a las que se llegó fue que estas estructuras son susceptibles a un sinfín de patologías debido a lo agresivo del ambiente en el que se encuentran y la condición de servicio del taller de mantenimiento Tasa, que se encuentra en pésimas condiciones, al punto que esto impide el uso de la edificación.
1. El 71 % del área total evaluada se encuentra afectada por patologías, de la cual el 21,77 % son patologías con un nivel de severidad leve, el 8,44 % con un nivel de severidad moderado y el 42,42 % con un nivel de severidad severo. El 27,47 % no tiene patologías.
2. La patología con mayor porcentaje, desde la muestra 01 hasta la muestra 09 corresponde a la eflorescencia, con un 31,66 % y con un nivel de severidad severo.
3. La edificación presenta grietas de más de media pulgada de espesor, exponiendo así el déficit en el proceso constructivo.
4. Los elementos de cierre más afectados fueron los muros de albañilería, afectados en un 60,47 % del área total con patologías, de las cuales el 33,97 % corresponde a eflorescencias con un nivel severo.
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Gráfico 5. Porcentaje de las áreas con patologías
Gráfico 6. Porcentaje de las áreas con patologías según nivel de severidad
Área no afectada Área afectada
72,53 %
27,47 %
Sin patologías 27,47 % Leve 21,77 %
Moderado 8,44 %
