Patología de la edificación/Estructuras de fábrica/Muros/Prevención

PREVENCIÓN

       1_ Elementos estructurales
       2_ Eflorescencia
       3_ Fábricas de bloque cerámico de arcilla aligerada
       4_ Efecto de la temperatura
       5_ Muros de piedra
       6_ Filtración de agua
       7_ Acciones sísmicas
       8_ Flexión
       9_ Momento torsor
       10_Esfuerzo rasante

== 1.-.Elementos Estructurales ==

Para evitar las patologías en los elementos estructurales, además de estar bien calculada la estructura ha de estar bien diseñada y evitar posibles errores de ejecución. Una elección adecuada del tipo de estructura y cimentación y un correcto planteamiento reduce la aparición de los daños.

Algunas consideraciones a tener en cuenta tanto en la fase del proyecto como en la fase de ejecución serían:

Evitar la coexistencia de diferentes tipologías de cimentación o el apoyo de la misma en diferentes estratos, para evitar asientos diferenciales que harían trabajar a determinados elementos de forma diferente para la que ha sido diseñada (ejemplo, pilar a tracción) y, como consecuencia, producir deformaciones no previstas.

Evitar los pilares apeados así como las vigas sometidas a torsión (evitar los brochales y las luces grandes de viguetas, de esta forma se evitan momentos torsores mayores en las vigas)

Evitar luces de vigas descompensadas o pilares extremos con vigas de grandes luces, ya que las primeras originas fuerte momentos en los segundos.

Tender a la uniformidad y homogeneidad de distribución estructural.

Para evitar la aparición de fisuras por acumulación de cargas en los voladizos inferiores con cerramientos se deberán construir estos de arriba abajo y calcular el primer voladizo con mayor carga y rigidez, para prevenir la que le puedan transmitir los voladizos superiores.

En voladizos durante la ejecución del encofrado hay que tener en cuenta la contraflecha y retirar los puntales pasados 28 días, para evitar flechas instantáneas y diferidas mayores.

Se deberá comprobar a esfuerzo cortante en las cabezas de las viguetas, sobre todo si no tienen armadura transversal, ya que si supera la resistencia del hormigón y no la de los coeficientes de seguridad se podría producir su hundimiento al someterse a una determinada sobrecarga. Para reforzar un forjado a cortante se macizará la zona de bovedillas adyacentes a las vigas, con hormigón.

Los cercos o estribos de acero para la torsión deberán calcularse independientemente a los de cortante. Si una viga necesita cercos soldados para absorber la torsión y se quiere evitar la soldadura, se pueden duplicar ramas.

Bibliografía: “Prevención y soluciones en patología estructural de la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo.

== 2.-. Eflorescencias ==

Para reducir el fenómeno de las eflorescencias existen las siguientes recomendaciones:

Utilizar ladrillos calificados, según la norma de ensayo, como no eflorecidos o ligeramente eflorecidos.

Impedir el contacto directo del ladrillo con el terreno en las zonas de acopio, para evitar su contaminación con las sales solubles del suelo.

- Se ha de evitar que la obra sea contaminada por sales solubles que provienen de suelos “contaminados” (productos industriales, con escombros o residuos orgánicos o inorgánicos).

- Hay que impedir que en la obra se produzcan filtraciones de agua que mojen la fábrica por diferentes zonas a las normalmente expuestas. Si las eflorescencias no desaparecen durante los 2-3 primeros años y las manchas localizadas no llegan a desaparecer es posible que se esté dando esta situación. Es muy importante, pues, la correcta ejecución de los detalles constructivos, para evitar la entrada de agua.

- En las eflorescencias del tipo I, para evitar la reacción ladrillo-mortero se deberían usar morteros bastardos (cemento-cal-arena), evitar la succión del agua y las sales del mortero mediante el mojado previo de la pieza y en caso de lluvias abundantes proteger la fábrica que esté recientemente ejecutada. Para evitar la absorción de sales del suelo, se han de colocar correctas barreras antihumedad (láminas impermeables, corte capilar, etc.).

- Durante la ejecución de la obra hay que intentar que los ladrillos no se mojen demasiado.

- En época de lluvias fuertes hay que cubrir la obra no terminada y el acopio de ladrillos a pie de obra.

Mediante el ensayo descrito en la norma UNE 67029:1995 EX se puede determinar la eflorescencia en los ladrillos (que para los ladrillos “cara vista” adquiere una mayor importancia):

Muchos de los factores causantes de la eflorescencia son ajenos al propio ladrillo, aunque por ser en este material donde aparecen las manchas, existe una tendencia generalizada a hacerle responsable del problema.

Bibliografía: “El muro de ladrillo”. Fombella R. Hispalyt 1992. “Eflorescencias”. García Verduch, A. Arcilla cocida nº11, Marzo 1981. “Guía para el estudios de velos y eflorescencias en ladrillos de construcción”.

== 3.-. Fábricas de bloque cerámico de arcilla aligerada. ==

Una correcta ejecución de la fábrica así como la consideración de los parámetros adecuados en la fase de proyecto son esenciales para evitar la aparición de daños en fábricas de bloque cerámico de arcilla aligerada, debiendo emplearse las piezas especiales y seguir las recomendaciones del fabricante en el proceso de puesta en obra.

Para evitar la aparición de fisuras en los puntos que hemos indicado en el apartado anterior, que son más susceptibles de ser afectados, deberían tomarse algunas medidas como las relacionadas a continuación:

• Unión muro – forjado:

o Evitar retracciones del hormigón que provoquen empujes del forjado a la fábrica, empleando para ello las dosificaciones correctas (ver ficha nº 45 de retracciones del hormigón), así como un correcto fraguado, y evitando un exceso de finos en el árido o un exceso de cemento.

o Ejecución adecuada de la fábrica: tendeles con espesor uniforme (1-1,5 cm.), empleo de morteros mixtos y humedecer las piezas antes de su colocación.

o Dejar transcurrir un tiempo entre la terminación del muro hasta el hormigonado del forjado.

o Disponer forjados de rigidez suficiente, para lo cual se deberá dimensionar el mismo con un canto adecuado y suficiente para soportar las cargas a las que esté sometido evitando una deformación excesiva y el giro del forjado en el apoyo (que ocasionaría la fisura horizontal a nivel de la cara inferior del forjado).

o Ejecutar zunchos de hormigón correctamente armados que apoyen de forma adecuada en el muro.

o En los bloques del muro de coronación se debería colocar una lámina plástica para que no penetre el hormigón en las perforaciones o utilizar la pieza dintel, que tiene forma de L.

o En los muros de cerramiento se deberá dejar una holgura de 2 cm. rellena con material elástico y resistente al fuego.

• Dinteles:

o Deberán considerarse longitudes de apoyo adecuadas, sin ser excesivas, de forma que evite concentraciones de carga importantes en las jambas. Hasta luces de 1,5 m el dintel apoyará 1/5 de L a cada lado, mínimo 15 cm. en cerramientos y 30 cm. en muros de carga. Para luces > 1,5 m el apoyo se deberá comprobar mediante cálculo

o Cargaderos con armadura y canto suficientes.

o El revestimiento sobre los dinteles se armará con malla de fibra de vidrio, prolongándola al menos 20 cm. por encima del final del dintel y con un goterón en su cara inferior.

o Las zonas donde se prevean concentraciones de carga se reforzarán mediante armaduras de tendel.

• Muros con distinta carga o sección, cargados heterogéneamente, con diferentes materiales:

o Cuando se produzcan cambios de sección en un mismo paño, realizar una junta de movimiento vertical en ese punto y reforzar la zona de encuentro mediante armadura en los tendeles.

o Si se emplean materiales diferentes, en la zona de contacto de uno con otro debería realizarse una junta vertical entre ambos tramos.

o En zonas donde se concentran las cargas, se deberá reforzar la misma mediante armadura en el tendel (dinteles y antepechos, en la formación de huecos, cargas concentradas, etc.).

Bibliografía: “Curso de formación para colocadores de bloque de Termoarcilla®” “Manual para el uso del bloque Termoacilla”.

== 4.-. Efecto de la temperatura. ==

Tanto en proyecto como en ejecución se deberá realizar el estudio adecuado y aplicar unas reglas de diseño para evitar los daños provocados por efecto de la temperatura. Algunas medidas serían:

- Juntas de dilatación o de contracción que absorban los movimientos originados. Se deberá tener en cuenta su disposición según superficie, dimensionado, estudio de materiales de sellado y relleno, etc.

o En la estructura, estas juntas afectarán al edificio en su totalidad (excepto en los cimientos enterrados que no necesitan juntas de dilatación), a las distancias adecuadas y duplicándose elementos estructurales tales como pilares o empleando ménsulas cortas. o En los cerramientos de ladrillo las juntas deberán fraccionar paños a distancias adecuadas (12-15 m), se situarán en las esquinas (si son paños de gran longitud), en quiebros, en encuentros con otro tipo de cerramientos u otros paños de ladrillo sin traba, en prolongaciones de ventanas alargadas... Se realizarán también juntas horizontales en el encuentro entre fábrica y forjado.

o En los muros de sótano se realizarán cada cierta distancia (7 metros) y en puntos singulares como cambios de altura de muro, donde cambie la profundidad del plano de cimentación y en cambios de dirección de planta, teniendo en cuenta además la cuantía mínima de la armadura horizontal.

o En solados, se realizarán subdividiendo la superficie en paños, disponiéndose además entre aquellos que no estén en un mismo plano: entre soporte, mortero y losetas, así como perimetralmente. Se dispondrán en el límite con los muros y alrededor de pilares (las juntas de contracción serán transversales y longitudinales) y se evitarán los puntos angulosos.

- Correcta ejecución de las juntas, con materiales adecuados, limpieza y en su caso, colocación de piezas especiales, impermeabilización de la misma, etc.

o El sellado será compresible e irá sobre un fondo de junta que también será elástico. El ancho de las juntas dependerá del movimiento previsto y de la compresibilidad del sellante; el espesor o profundidad de este dependerá de las características del material y del ancho de junta.

- En caso de fachadas de ladrillo, dotar a las mismas de la independencia suficiente de la estructura para permitir los movimientos de ambos elementos.

- Mantenimiento adecuado: las juntas requieren una conservación e inspección periódica para evitar su degradación y la entrada de elementos extraños. Determinados materiales empleados poseen una durabilidad determinada (por ejemplo la silicona, tiene una durabilidad aproximada de 10 años), con lo que habrá que sustituirlo al cabo de ese tiempo.

== 5.-. Muros de piedra ==

La prevención en muros de piedra será antes que la intervención si bien es cierto que generalmente no es posible la eliminación de los factores externos que atacan la piedra (agua, contaminación ambiental...) por lo que habrá que intentar paliar sus efectos. Se debe realizar una conservación adecuada, lo cual es fundamental, para evitar la acción negativa de los factores climatológicos y medioambientales. Algunas actuaciones a tener en cuenta en el proceso de proyección, intervención o mantenimiento serían:

- La piedra es porosa por lo que se ha de prever una impermeabilización de la misma contra las manchas de agua o grasa mediante la creación de una película protectora y duradera sobre su superficie que repela aquellos elementos que entren en contacto con la misma de manera accidental.

- Las piedras deberán cumplir las siguientes condiciones:

o compactadas, homogéneas y tenaces siendo preferibles las de grano fino

o carecerán de grietas o pelos, coqueras, restos orgánicos, nódulos o riñones, blandones, gabarros y no deberán estar atronadas por causa de los explosivos empleados en su extracción

o deberán tener la resistencia adecuada a las cargas permanentes o accidentales que sobre ellas hayan de actuar. En casos especiales podrán exigirse determinadas condiciones de resistencia a la percusión o al desgaste por razonamiento

o no ser absorbentes ni permeables, no debiendo pasar la cantidad de agua absorbida del cuatro y medio por ciento (4,5%) de su volumen

o no ser heladizas, resistiendo bien la acción de los agentes atmosféricos, deberá reunir las condiciones de labra en relación con su clase y destino, debiendo en general ser de fácil trabajo, incluyendo en éste el desbaste, labras lisa y moldeado. o presentarán buenas condiciones de adherencia para los morteros

o poder resistir sin estallar a la acción del fuego...

== 6.-. Filtración de agua ==

La prevención de la filtración de agua se tratará desde dos frentes distintos:

· Ejecución de un drenaje. · Impermeabilización de la superficie del muro.

Sistemas de impermeabilización

Proteger los muros por su cara exterior (en contacto con el terreno), es la forma más eficaz, desde el punto de vista de la durabilidad de sus componentes, pero es condición indispensable que su cara exterior sea accesible durante la ejecución. La impermeabilización se consigue mediante la aplicación de membranas.

Dentro de estos sistemas debemos distinguir diferentes soluciones:

· Por su constitución: · Laminas, paneles o placas prefabricadas. · Membranas hechas in situ.

· Por su naturaleza química · Bituminosas (LO y LBM-SBS o APP). · De materiales plásticos (PVC, PEC, HDPE, etc.) · De cauchos sintéticos (Butilo, EPDM, etc.) · Minerales, inorgánicos (Bentonitas expansivas)

Todas ellas podrán ir bien adheridas al soporte, adheridas y fijadas mecánicamente o flotantes con fijaciones mecánicas.

Sistemas de drenaje

Su funcionamiento consiste en la captación de agua contenida en el terreno, a través del material filtrante, para canalizarla y evacuarla antes de que llegue a estar en contacto directo con los muros. El drenaje estará compuesto por un tubo perforado para la captación de agua que recogerá y canalizará la misma hasta la red de saneamiento. Este suele estar rodeado por un filtro geotextil para retener la entrada de finos, y sobre este, se rellena la zanja perimetral con material granular no seleccionado y permeable, sellando finalmente con una capa de arcillas que oscile entre 10-15 cms. El tubo dren deberá tener pendiente constante y los cambios de dirección se resolverán con arquetas algunas de las cuales deberán de ser registrables.

== 7.-. Acciones sísmicas ==

Prevención por acciones sísmicas: Hay que tener en cuenta los condicionantes de carácter general:

1. Plantear tipologías edificatorias adecuadas, en función de la zona sísmica en la que se va a construir, valorando aspectos como: altura, edificios colindantes, distribución de masas, simetría, continuidad de la estructura, etc.

Utilizar sistemas estructurales adecuados para las zonas sísmicas, evitando errores de diseño. a. – Emplear materiales de construcción adecuados, tales como aceros de alta ductilidad y hormigones de buena calidad, y una correcta puesta en obra. b. – Soluciones adecuadas de encuentros y uniones para el sistema estructural.

Son recomendables seguir las siguientes reglas de diseño y prescripciones constructivas:

- Evitar construir en laderas con tendencias a deslizamientos - En caso de construir en ladera, evitar la coexistencia en una misma unidad estructural de sistemas de cimentación superficiales y profundos. - Cimentar sobre un terreno de características geotécnicas homogéneas. De presentar discontinuidades, se dispondría de juntas que independizaran unas partes de otras. - Emplear estructuras flexibles en suelos firmes y estructuras rígidas en suelo blando. - Según se desprende del cálculo de cargas sísmicas horizontales, de NTE-ECS, para un mismo tipo de terreno dicha carga sísmica varía en función del ripo de cimentación. Según esto, el orden de adecuación ante sismo de los sistemas de cimentación sería: losa continua, pilotes resistentes a punta, pilotes por fuste, zapatas corridas y, en último caso, zapatas aisladas. - Antes de construir, es conveniente saber si se puede producir la licuefacción del terreno sobre el que se va a apoyar el edificio; debiendo tomarse las medidas oportunas ante suelos susceptibles de licuefacción o bien evitar la cimentación superficial (en caso de ser una capa de tierra pequeña se puede sustituir o tomar como base de cimentación una amplia losa muy rígida que reduzca los daños en caso de producirse el fallo). En concreto no se considerará la resistencia de fuste de pilotes en la zona de éstos colindantes con estratos susceptibles de licuarse durante un sismo, por tanto las puntas de los pilotes deberán profundizar por debajo de las capas licuables. - Debe garantizarse el atado en dos direcciones de los elementos de cimentación. - Recomendaciones específicas para cimentaciones con pilotes, según NCSE-02 art. 4.3.3 - En las zonas de alto riesgo sísmico, se debe reforzar mediante perfiles metálicos o cualquier otro sistema que le proporcione la ductilidad necesaria las chimeneas, para que no se produzca su caída al suelo. - Los sistemas de forjado de hormigón colocado in situ, constituyen diagramas horizontales suficientemente rígidos para transmitir los efectos sísmicos a los comportamientos tanto bajo fuerzas laterales debidas al sismo como bajo efecto de hundimientos diferenciales en zonas de terreno compresible. - En algunos casos, aunque el sistema de forjado sea prefabricado suele colocarse sobre él un firme, en ocasiones reforzado con malla de acero, que ayuda a formar el diagrama. La gran densidad de muros, continuos en toda la altura, suele aportar la rigidez suficiente para movimientos en dirección horizontal. - Intentar introducir la rigidez adicional en el plano de fachada a las estructuras en las que se emplean elementos flexibles de perfiles de acero, para lo cual será necesario que los anclajes entre el marco y el panel sean los adecuados, de no ser así este último saltaría. - Es fundamental lograr la transmisión de fuerzas entre cerramientos y las vigas y pilares que conforman el pórtico. La fábrica de adobe no se debe considerar como portante para solicitaciones del tipo sísmico. - Uno de los aspectos del diseño constructivo más importantes a tener en cuenta para las fábricas son la traba, los encadenados, las armaduras y la vinculación entre muros. Junto con la calidad del material debe acompañarse la calidad del mortero de asiento. Las resistencias tanto a tracción como a compresión del mortero de asiento deben ser compatibles con los ladrillos o bloques para lograr así una relativa homogeneización del elemento estructural completo. - Ya que durante un terremoto, se originan con frecuencia incendios, se deberá proteger la estructura contra ellos, especialmente las plantas de garaje, pues un edificio que ha sido capaz de soportar un terremoto, puede quedar destruido al ser afectados los soportes por las llamas.

== 8.-. Flexión ==

El comportamiento de las piezas sometidas a flexión depende de manera muy importante de la cuantía mecánica de la armadura de tracción, se ha de tener en cuenta siempre en las fases de diseño y cálculo y en la ejecución. En general, se deberá prestar atención a los cálculos y cuidarse la ejecución según el proyecto, evitando errores que puedan suponer daños en nuestra estructura. Durante la ejecución se deberá tener en consideración:

- tiempos de desencofrado / descimbrado correctos - tiempos de curado adecuados - mantener el orden apropiado en la retirada de los puntales y encofrados - que las sobrecargas de obra (acopio de material...) no superen las cargas consideradas para el cálculo.

== 9.-. Momento torsor ==

El momento torsor que origina un voladizo en una viga debe ser soportado por el hormigón, la armadura longitudinal del perímetro y los cercos (que deben estar soldados o con una mayor longitud de anclaje).

Algunas consideraciones a tener en cuenta son:

- Cercos totalmente cerrados por soldadura, no deben soldarse a la armadura longitudinal ya que puede dar problemas de fragilización de la armadura si no es apta para el soldeo.

- Los cercos o estribos de acero para la torsión tienen que ser calculados de manera independiente a los de cortantes, dado que sus áreas son sumatorias.

- Si se quiere evitar la soldadura en los cercos, se pueden construir de dos vueltas.

- En edificios de altura la acción eólica puede provocar la aparición de este esfuerzo, siendo mayor el torsor en las plantas más altas por ser mayor la fuerza del viento, por lo que se deberá tener en cuenta la posible acción de este esfuerzo en los pilares perimetrales.

En el caso de elementos prefabricados, algunas consideraciones a tener en cuenta para los torsores en vigas son:

- No es preciso considerar el torsor de una viga si existe un elemento perpendicular que pueda soportar como flector (de empotramiento) el torsor que no consideramos en la viga.

Esto supone una unión rígida a flexión entre viga y forjado; si no existe, los torsores son de equilibrio y, si la viga a su vez está apoyada en el pilar, volcará por esta causa y si no lo hace es por que puede soportar el torsor reacción, descentrando la reacción en el ancho de su apoyo.

Bibliografía: “Diagnosis y causas de patología en la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo. “Prevención y soluciones en patología estructural de la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo.

== 10.-. Esfuerzo rasante ==

Prevención a elementos estructurales por esfuerzo rasante. Garantizar un comportamiento adecuado de los forjados parcialmente prefabricados, en el que aparecen viguetas prefabricadas junto a hormigones es conseguir que la conexión entre la pieza prefabricada y el hormigón “in situ” sea capaz de transferir las tensiones rasantes derivadas del trabajo conjunto de la sección. En el caso de forjados con viguetas pretensadas, ya que éstas no suelen ir provistas de elementos de enlace (celosías) que colaboran en la transmisión de rasante, deberá confiarse esta transmisión a las condiciones de la superficie de contacto entre los dos hormigones. Las tensiones que pueda transmitir la junta dependerán de las condiciones de ejecución del forjado (limpieza y humedad de la superficie de contacto previamente al hormigonado, compactación del hormigón, etc.) así como de las características superficiales del elemento prefabricado.

Según la EFHE tanto en forjados con viguetas armadas o pretensadas, como forjados de losas alveolares pretensadas con losa superior hormigonada en obra debe verificarse la tensión rasante que solicita la junta entre el elemento prefabricado y el hormigón vertido en obra (cumpliendo con la normativa, EHE).

Las tensiones rasantes van a depender de la rugosidad de la pieza prefabricada, de la resistencia más débil de los dos hormigones y de la cantidad y posición de la armadura transversal, para ellos los fabricantes de viguetas comprueban los esfuerzos rasantes dando a los fabricados la superficie lateral (se debe controlar la rugosidad alcanzada en el hormigón prefabricado) y la armadura transversal necesarias para evitar el fallo en este sentido.

Deberá controlarse la recepción de las piezas prefabricadas, para que las superficies en contacto estén libres de polvo y suciedad, y el estado de saturación de las superficies de contacto.

Para juntas de hormigones vertidos en dos fases, la clasificación de la superficie se aplica a la superficie sobre la que se vierte el hormigón de segunda fase.

En el caso de los forjados de chapa colaborante la resistencia a esfuerzo rasante va a depender de los conectores o pernos de anclaje: número, separación, etc.

Para evitar las roturas de los muros de carga de fábrica de ladrillo por esfuerzo rasante es necesaria una buena adherencia entre piezas y mortero así como la aplicación de cargas verticales que aumenten el rozamiento y por tanto dificulten el deslizamiento horizontal.

Bibliografía: Instrucción para el proyecto y ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados. EFHE. “Cálculo, construcción, patología y rehabilitación de forjados de edificación”. J. Calavera. “Diagnosis y causas en patologías de la edificación ”. Manuel Muñoz Hidalgo. Artículo Forjados (Internet). Luis Vega Catalán. Master en Estructuras de la Edificación. Curso de Especialidad en Estructuras hormigón armado y Curso de Especialidad en Cálculo Estructural.

Bibliografía General:

“Prevención y soluciones en patología estructural de la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo. “El muro de ladrillo”. Fombella R. Hispalyt 1992. “Eflorescencias”. García Verduch, A. Arcilla cocida nº11, Marzo 1981. “Guía para el estudios de velos y eflorescencias en ladrillos de construcción”. García Verduch, A. Instituto Universitario de Tecnología Cerámica de Castellón, 1988. “Curso de formación para colocadores de bloque de Termoarcilla®” “Manual para el uso del bloque Termoacilla”. “Diagnosis y causas de patología en la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo. “Prevención y soluciones en patología estructural de la edificación”. Manuel Muñoz Hidalgo. “Industrialización y prefabricación de elementos resistentes de hormigón”. CEMCO. “Curso de especialidad en cálculo estructural”. UPM. “Evaluación de la capacidad resistente de estructuras de hormigón y métodos de rehabilitación y refuerzo”. Curso INTEMAC. “Los pilares: criterios para su proyecto, cálculo y reparación”.Florentino Regalado Tesoro Instrucción para el proyecto y ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados. EFHE. “Cálculo, construcción, patología y rehabilitación de forjados de edificación”. J. Calavera. “Diagnosis y causas en patologías de la edificación ”. Manuel Muñoz Hidalgo. Artículo Forjados (Internet). Luis Vega Catalán. Master en Estructuras de la Edificación. Curso de Especialidad en Estructuras hormigón armado y Curso de Especialidad en Cálculo Estructural.