Fisuras y Grietas en Un Canal Abierto

FISURAS Y GRIETAS EN UN CANAL ABIERTO

TITULO: FISURAS Y GRIETAS PROBLEMA: FISURAS FISURAS Y GRIETAS GRIETAS EN UN CANAL ABIERTO ABIERTO

Objetivo: •

•

•

Diferenciar los conceptos fundamentales fundamentales de una fisura fisura y grieta Analizar las causas y orígenes físicas y técnicas de las fisuras y grietas observadas en un canal abierto. Plasmar una solución solución adecuada para evitar evitar las evoluciones de fisuras fisuras riesgos medio ambientales.

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INTRODUCCIÓN

El trabajo que se desarrollo sobre fisuras y grietas y su problema de investigación seria aplicada en canales abiertos tiene una amplia investigación en el área de ingeniería de canales la cual se demuestra por muchos factores el tema, en nuestro caso trabajamos lo aproximado y averiguar cuál es su origen físico lo primordial y su origen técnico. Se demostró que su origen está relacionado por tres factores como la elasticidad cambio de temperatura y influencia del flujos turbulentos impuras, en los casos que analizamos por ejemplo de la elasticidad es porque hay actuación actuación de fuerzas flexionantes la cual origina origina un corte a las losas también también se vio que por cambio cambio de temperatura temperatura hay dilatación dilatación de concreto entonces se registrará actuación de fuerzas fuerzas de tracción y compresión que si no diseñamos buenos cunetas o canaletas estaría sufriendo un agrietamiento estas dos temas de elasticidad y por calor serian los más comunes en los concretos armados pero hay un detalle que cuando observamos unas canaletas que fluye aguas turbulentas encontraremos fuerzas actuantes a las paredes losas entonces esta también estaría aportando a las patologías de las concretos, los flujos turbulentos no son aguas puras porque en ellas son traídos partículas de tierra, piedras u otros entonces este objeto es participante a los daños de las losas hidráulicas por por que estaría gastándolo a las las losas poco a poco en el transcurso del tiempo; tiempo; cuando cuando se estudia las razones razones porque porque se fisura fisura una losa de canaleta estaría estaría some someti tido do much muchos os fact factor ores es que que inte interv rvie iene nen n en este este tipo tipo agrie agrieta tami mien ento to ento entonc nces es técn técnic icam amen ente te se ha demo demost stra rado do por por erro errore ress labo labora rale les, s, por por mate materi rial ales es no usad usados os adecua adecuadam dament entee o por fallid fallidos os de algún algún agente agente que que daña daña a concre concretos tos recien recientem tement entee elaborado estos son intervenciones técnicas que esta siempre expuesto cualquier trabajo de concreto armado por eso debe ser supervisado por un ingeniero especializado y así poder realizar una buenas estructuras de concreto. Se ha expuesto en un breve resumen sobre este problema en los siguientes paginas se ha detallado adecuadamente y ampliamente las razones de por qué sufre estas patologías nuestros concretos y también hay algunas soluciones para estés problemas y también como agente colaborador para la protección del medio ambiente.

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FUNDAMENTOS TEÓRICOS 1. Fisuras: 1.1) Definición:

Las fisuras, son roturas que aparecen generalmente en la superficie del hormigón, por la existencia de tensiones superiores a su capacidad de resistencia. Cuando la fisura atraviesa de lado a lado el espesor de una pieza, se convierte en grieta. Las Fisuras en el Hormigón, son roturas que aparecen generalmente en la superficie del mismo, debido a la existencia de tensiones superiores a su capacidad de resistencia. Cuando la fisura atraviesa de lado a lado el espesor de una pieza, se convierte en grieta. Las fisuras se originan en las variaciones de longitud de determinadas caras del hormigón con respecto a las otras, y derivan de tensiones que desarrolla el material mismo por retracciones térmicas o hidráulicas o entumecimientos que se manifiestan generalmente en las superficies libres. La retracción térmica se produce por una disminución importante de la temperatura en piezas de hormigón cuyo empotramiento les impide los movimientos de contracción, lo que origina tensiones de tracción que el hormigón no está capacitado para absorber.

1.2) Tipos de fisuras en canaletas •

Fisuras de retracción hidráulica por contracción de fraguado:

Se producen en losas de canales no muy gruesas y de espesor uniforme (pavimentos, losas de entresuelos y también se ve techos de edificios, etc.) por la rápida desecación superficial con relación a la masa por la acción del sol, la humedad relativa, y especialmente del viento, o por la combinación de ambos, estas fisuras aparecen en la superficie en forma serpenteante, orientadas en cualquier dirección. •

Fisuras de retracción hidráulica por secado lento:

Aparecen en piezas estructurales cuyos movimientos de retracción están impedidos por su empotramiento o -en el caso de los pavimentos-, por su adherencia al terreno. En éstos, si no se les hacen las juntas de contracción con las separaciones adecuadas, aparecen espontáneamente, a intervalos regulares, en dirección normal al sentido de marcha y de un espesor regular. •

Fisuras de entumecimiento:

Son provocadas por un aumento del volumen del hormigón que puede deberse a materiales expansivos incluidos en la masa. Las más conocidas son las expansiones producidas por la

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reacción álcali agregado (Alcali-sílice) que destruyen velozmente la estructura; otras más lentas como el ataque por sulfatos, la oxidación de los hierros de refuerzo o elementos férricos empotrados en la masa del hormigón, y el efecto de congelación y deshielo.

2. Grieta: 2.1) Definición:

Una grieta se deferencia de la fisura en la siguiente forma; la fisura "no trabaja", y si se la cierra con algún método simple no vuelve a aparecer. La grieta en cambio, "si trabaja", y para anularla hay que eliminar el motivo que la produjo y además ejecutar trabajos especiales para "soldarla".

2.2) Tipos de grietas en canaletas •

Grietas paralelas a la dirección del esfuerzo:

Se producen por esfuerzo de compresión. Son muy peligrosas, especialmente en columnas porque "no avisan", ya que son producto de un agotamiento de la capacidad de carga del material, y el colapso puede producirse en cualquier momento. •

Grietas normales a la dirección del esfuerzo:

Indicativas de que éste es de tracción. •

Grietas verticales en el centro de la luz de una viga:

En las secciones de máximos momentos flectores, se originan en esfuerzos de flexión y se deben generalmente a armaduras insuficientes, puestos en canal •

Grietas que rodean la pieza de hormigón:

Con una tendencia a seguir líneas a 45º, son debidos a esfuerzos de torsión y denotan armaduras de refuerzo insuficientes para contrarrestarlos.

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“En la parte de ingeniería lo considerada términos similares (fisuras y grietas) por su trato a estas patologías.”

3. Causas de agrietamiento (fisura y grieta) del concreto hidráulico Existen diversas causas por las que puede llegar a agrietarse el hormigón o más bien a figurarse, algunas de las múltiples causas son:

3.1) Causas en aspecto de la física: •

Fisuras por compresión: Las fisuras de compresión son paralelas a la dirección del esfuerzo.

La separación entre ellas es muy variable y su trazado es irregular debido a la heterogeneidad del hormigón. Las fisuras pueden tener trazados diferentes a los indicados si la pieza está impedida de deformarse en determinadas zonas. Las piezas muy esbeltas sometidas a compresión pueden presentar fisuras muy peligrosas en la parte central de las mismas y sólo en una de sus caras. Estas fisuras, que suelen ser finas y estar muy próximas unas a otras, pueden ser índice bastante claro de la iniciación de un fenómeno de pandeo. •

Fisuras por tracción: Las fisuras producidas por la acción de esfuerzos de tracción presentan superficies perpendiculares a la dirección del esfuerzo. Son fisuras poco frecuentes en el hormigón armado ya que lo impiden las armaduras.

Esfuerzos de tensión:

Deformación longitudinal



a tracción produce un alargamiento sobre el eje "X" que produce a su vez un encogimiento sobre los ejes "Y" y "Z". Este encogimiento es proporcional al coeficiente de Poisson (ν):

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•

Fisuras por flexión: Los elementos estructurales que las soportan se disponen horizontalmente y se llaman vigas o barras. El estante y la plataforma de un puente son ejemplos de este tipo de elementos.

•

Fisuras por cortante: En el caso de esfuerzo cortante simple, como la resistencia a tracción

es muy inferior a la de compresión, las fisuras serán perpendiculares a la tensión de tracción. Las fisuras de cortante suelen aparecer en el alma de las vigas sometidas a flexión y van progresando hacia las armaduras para llegar finalmente hasta los puntos de aplicación de las cargas con lo cual dividirán las piezas en dos partes

•

Fisuras por dilatación térmica: El hormigón se contrae con el frío y con el calor aumenta su

volumen y, con él, su longitud. Si no se determinan estos movimientos en la estructura se llegará, en general, a la fisuración, porque el movimiento no quedará absorbido por una red de juntas debidamente situadas. Como consecuencia de estas omisiones se formarán fisuras en el hormigón.

(Temperatura)-1 ==> ºC-1

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•

Fisuras por la corriente de agua: El concreto diseñado para el flujo del agua (corriente de liquido) soportará un esfuerzo de corte arrastrada por el fluido, obviamente no es un liquido ideal estará afectado por partículas traídas por el agua la cual desgastará pedacillos del concreto del canaleta.

F

c

3.2) Causas en aspecto de la ingeniería: Las causas pueden ser diversas y darse separadas o conjuntamente, vistos en parte de ingeniería:

•

Carencia de control en el sistema de articulación.

•

Exceso de agua en la mezcla de hormigón.

•

Vertido del hormigón incorrecto (mucha rapidez o demasiada lentitud)

•

Evaporación rápida de la humedad,

•

Curado del hormigón defectuoso) corrosión del refuerzo,

•

Falta de vibración al verter el hormigón.

•

Carencia de juntas de dilatación o deficiente diseño de estas.

•

Colocación en suelos arcillosos. Cuando

existe una relación inversa entre agua y resistencia de un

suelo arcilloso. A mayor expansión menor resistencia. Luego si el contenido de agua sigue aumentando, por ejemplo por largos periodos de lluvias o pérdida de la capacidad de absorción del terreno, se pierde rápidamente volumen y el mecanismo se invierte.

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•

Fisuras por corrosión de la armadura: Las fisuras debidas a la corrosión de armaduras y

Consiguiente expansión del óxido son paralelas a la dirección de la armadura. La causa es la corrosión de la armadura, bien por escasez de recubrimiento, bien por falta de capacidad de protección del hormigón. La formación de óxido sobre la barra de acero ejerce presión sobre el recubrimiento provocando su estallido.

4. Reparación de agrietamiento del concreto hidráulico 4.1) En aspecto de la ingeniería: El tiempo caluroso con varios días por encima de los 30º C, los vientos secos sostenidos y la baja presión atmosférica, hacen que la figuración se desarrolle aun antes de haberse secado totalmente el agua de exudación de la superficie del hormigón. Es un caso extremo en que la experiencia indica que hay que dejar que la figuración se produzca, y completar con la terminación normal. Luego que terminó el proceso de fraguado (alrededor de 5 horas después de la terminación y hasta 24 horas después) pueden repararse las fisuras preparando una lechada rica en cemento Portland, con una consistencia que le permita penetrar en las fisuras llenándolas íntegramente; se las rellenará manualmente ayudándose con un cepillo o escoba. Luego que seque este material, se procederá al curado normal de la estructura tal como se tenía previsto. Con este tratamiento, la fisura desaparecerá definitivamente. Dato de fuentes:

(Fuente archivo de un congreso de patología de concretos- Ingeniero Civil: Paulo G. Yugovich) Considerad el diagnóstico que se ha expuesto, recomendamos realizar la “costura” de las fisuras, del siguiente modo: sustitución de los concretos fisurados, apertura de canales en las juntas para la colocación de varillas de acero (recomendamos Ø42mm) cada cuatro hiladas, en el lado externo como en el interno, intercalando las hiladas entre ambas. En cuanto al mortero para la colocación de las varillas, recomendamos que sea un mortero cementicio 1:3 , sin cal . No llenar la junta hasta el borde, dejar unos 2 cm a llenar con el mortero similar al utilizado en la mampostería que se está reparando, a fin de compatibilizar el color y otras propiedades físicas como la absorción y la elasticidad. Si se van a utilizar las mezclas cementicias con cemento de albañilería ó puzolánico aditivado hay que tener cuidado con la calidad del aditivo (Retención de agua), evitar la pérdida de agua hacia los ladrillos y el medio ambiente y asegurarse que la consistencia del mortero sea apropiada con el mínimo de agua posible en la mezcla.

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Fuente de información del comité Grupo de Trabajo del AIP ( colegio de ingenieros del Perú) 

Perfilado y sellado

El perfilado y sellado de fisuras se puede aplicar en condiciones que requieren una reparación inmediata y cuando no es necesario efectuar una reparación estructural. Este método consiste en agrandar la fisura a lo largo de su cara expuesta y llenarla y sellarla con un sellador adecuado (Figura 3.1). Esta es una técnica habitual para el tratamiento de fisuras, y es relativamente sencilla en comparación con los procedimientos y capacitación requeridos para la inyección de resinas epoxi. El procedimiento se adapta mejor a superficies aproximadamente planas y horizontales tales como pisos o pavimentos. Sin embargo, también se pueden perfilar y sellar fisuras sobre superficies verticales (utilizando un sellador no fluido) y superficies curvas (tubos, pilas y postes). El perfilado y sellado se usa para tratar tanto fisuras finas de patrón irregular como fisuras aisladas de mayor tamaño. Un uso habitual y efectivo es la impermeabilización mediante sellado de las fisuras en superficies de hormigón en contacto con el agua o expuestas a presión hidrostática. Este tratamiento reduce la posibilidad de que la humedad llegue a las armaduras o atraviese el hormigón, provocando manchas superficiales u otros problemas. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas epoxi, uretanos, siliconas, polisulfuros, materiales asfálticos o morteros de polímero. Se deberían evitar los morteros cementicios por su potencial de fisuración. Los selladores utilizados en pisos deberían ser lo suficientemente rígidos para soportar el tránsito anticipado. El procedimiento consiste en preparar en la superficie una ranura de profundidad variable, generalmente entre 6 a 25 mm. Se puede usar una sierra para hormigón, herramientas manuales o herramientas neumáticas. Luego la ranura se limpia con chorro de aire, arena o agua a presión y se seca. Se coloca un sellador en la ranura y se permite su curado.

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

Costura de fisuras

Coser una fisura consiste en perforar orificios a ambos lados de la fisura, insertar unidades metálicas en forma de U de patas cortas (grampas o bridas de costura) y asegurarlas con mortero como se ilustra en la Figura 3.3 (Johnson, 1965). Se pueden utilizar costuras cuando es necesario restablecer resistencia a la tracción en fisuras importantes (Hoskins, 1991). Al coser una fisura la estructura tiende a volverse más rígida, y esta rigidez puede aumentar la restricción global de la estructura provocando fisuración en otras partes del hormigón. Por lo tanto, puede ser necesario reforzar la sección o las secciones adyacentes. Debido a que la concentración de tensiones es frecuente, puede ser necesario emplear este método conjuntamente con otros. Los pasos del procedimiento de costura son perforar orificios a ambos lados de la fisura, limpiar los orificios y anclar las patas de las grampas en los orificios, utilizando un mortero que no se contraiga, o bien un sistema adhesivo en base a resina epoxi. Las grampas deben ser variables en longitud, en orientación, o en ambos aspectos, y se las debe ubicar de manera que la tracción transmitida a través de la fisura no se aplique sobre un único plano dentro de la sección sino que se distribuya sobre cierta superficie

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Tabla de Módulos de Elasticidad del concreto Concreto (Hormigon) de Resistencia: 110 Kg/cm2. 2

E =

215000

130 Kg/cm .

240000

170 Kg/cm2.

275000

210 Kg/cm2.

300000

300 Kg/cm2.

340000

380 Kg/cm2.

370000

470 Kg/cm2.

390000

5. Prevención de las Grietas o fisuras en las losas hidráulicas 5.1) En aspecto de la ingeniería: A).En Hormigón: Utilizar hormigón de plasticidad moderada (no más de 12 cm.). Evitar siempre el añadido posterior de agua con amasado suplementario. Si el hormigón debe ser fluido con más de 17 cm. de cono, las proporciones de la mezcla deben modificarse, utilizándose mezclas especiales con super plastificantes que eviten un sangrado excesivo, segregaciones y bajas resistencias. Especificar siempre hormigón aireado para losas al exterior que puedan sufrir heladas. Evitar el uso de cemento de fraguado o endurecimiento rápido en situaciones climáticas desfavorables.

B). En Acabado: No realizar operaciones de acabado si hay agua en la superficie. El nivelado inicial debe de ser seguido de un rápido fratasado. Para un mejor agarre en superficies exteriores, efectuar un acabado con escoba. Si la evaporación es excesiva, reducirla en lo posible para evitar la fisuración por retracción plástica. Cubrir el hormigón con una tela húmeda

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o con hojas de polietileno durante las operaciones de acabado si las condiciones atmosféricas son severas.

C. En Curado: Inicie el curado tan pronto como sea posible, manteniendo húmeda la superficie de los elementos de hormigón. Rociar la superficie con un líquido de curado o cubrirla con telas húmedas al menos durante tres días.

D). En Juntas: Para controlar los efectos de contracción y expansión debido a los cambios de temperatura y/o humedad, deben de construirse, mediante sierra, disco o con herramientas adecuadas, unas juntas de construcción del grueso de la losa, con una separación entre ellas no superior a 30 veces el grueso de la misma. Con frecuencia deben de ponerse las juntas próximas unas a las otras para evitar largas áreas estrechas. La longitud de estas no debe de ser mayor de 1,5 veces el ancho. Las juntas perimetrales deben de incluirse en aquellos sitios donde puedan existir restricciones para los movimientos verticales u horizontales, tales como la unión de muros y suelos, columnas o pavimentos. En este caso deben ser profundas y se construyen insertando algún tipo de elemento barrera para prevenir la adhesión entre la losa y los otros elementos.

E). Recubrimiento de las Armaduras: Las fisuras en el Hormigón Armado debidas a la corrosión de las armaduras por formación y expansión de oxido de hierro, deben evitarse proporcionando el recubrimiento mínimo fijado por normativa.

F). Riego: Abundante riego previo de la base en pavimentos, y de los encofrados en losas de edificios.

G). Agregados: Empleo de agregados previamente humedecidos. Evitar un exceso de finos en los agregados del hormigón.

H). Aditivos: Usar aditivos químicos fluidificantes o retardadores de fraguado que permitan disminuir la necesidad de agua de mezclado y la caída del asentamiento en el Cono de Abrams antes de descargar.

I). Agua: Evitar exceso de agua de mezclado. No echar agua sobre el hormigón para facilitar la tarea de terminación.

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ANÁLISIS DEL PROBLEMA

1)

Desde el punto de vista de la Física:

Tenemos los elementos geométricos más comunes

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Explicaremos y detallaremos por los tres tipos de acción que afectan a un canal y cuneta. Los cuales son los siguientes: _ Por elasticidad _Por Intervención del calor _ Por intervención de la corriente de agua.

Para la sección Trapecio Rectangular: (Diseñada para la carretera)

Ecuaciones de una sección transversal de trapecio rectangular -

Caudal 2

Q

1

5

AR 3 S 2 =

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n

1

A 3 S 2 =

2

⇒

nP 3

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-

Area:

 2b + yz  y   2 

: A = 

-

Talud

(

 c b + y + y 1+ z 2 y = 2 ( 2b + yz ) 5  

-

   

1/ 5

Ancho superfisial:

 2b + yz  y   2 

A = 

•

)

2

T = b + zy

P = b + y + y 1+ z 2

Por Elasticidad:

Analizando la curva de esfuerzo de tensión y deformación unitaria tenemos:

δ FRAGI L

λ

La deformación unitaria es originada por la acción de una fuerza uniaxial sobre una muestra, en este caso en el concreto de una cuneta.

La experiencia muestra que la deformación ocasionado por lar las fisuras no depende de la fuerza aplicada al cuerpo sino de la relación entre la fuerza y el área de la sección transversal en la que está aplicada la fuerza, a este fenómeno también se le conoce como fatiga elástica, tensión elástica o simplemente como tensión.

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Modulo de Young Llamada también MODULO DE ELATICIDAD DE PRIMER GENERO y es una constante física para cada material en este caso específicamente tenemos para el concreto cuyo valor se determina experimentalmente y tiene las mismas unidades que el esfuerzo. Donde la resistencia a tracción del concreto es 2*10 6 N/m2 Resistencia a compresión del concreto es 20*10 6 N/m2 En este caso el cuerpo de las paredes que han sufrido fisuras no recobra totalmente sus dimensiones geométricas ni forma iniciales (que tenían antes de la deformación) En consecuencia las partículas del concreto experimentan una reestructuración irreversible en las nuevas posiciones de equilibrio alcanzado, sin embargo estos canales mantienen sus propiedades cambiando solamente su configuración exterior. Por otro lado, el paso de una partícula, a una nueva posición va acompañado de efectos dinámicos; a este proceso llamaremos deformación plástica.

Por naturaleza del concreto es un material muy competente para compresión, pero de poca resistencia a la tracción. Es inevitable, en consecuencia, que se produzca fisuración en elementos de concreto, ya que esta ocurre cuando su resistencia no es suficiente para soportar los esfuerzos de t racción generados por diversas causas, que pueden ser solicitaciones externas o cambios volumétricos. El fenómeno de fisuración en concreto, sus causas y efectos y la forma de controlarlo es un tema de investigación constante para los especialistas en tecnología del concreto.

•

Por Intervención de temperatura:

Si la temperatura se encuentra entre 5 y 30 grados, se considerara´ temperatura normal caso, contrario estará´ en un estado delicado. Si se en cuenta a mayor de 30 grados el concreto se incrementara de volumen por estar sujeto a las fuerzas de tracción

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Y=

)=

:la deformación unitaria no debe exceder de

= Y=modulo de elasticidad F=fuerza A: area : Variación volumétrica

: Volumen inicial

: Coeficiente de dilatación lineal del material

Para el caso que la temperatura es muy baja de 5 grados el concreto se contraera Y los que actúan son las fuerzas de compresión

•

Por Intervención de corriente de agua

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Sabemos las ecuaciones de una viscosidad de un liquido lo cual demuestra una fuerzas de rose (cortante)

Despejamos la fuerza:

Esta ecuación solo es factible en flujos de regimen laminar (no turbulentos) Si tuvieramos aguas turbulentas que ecuacion seri la muy aproximado para las fuerzas cortantes

FUERZAS DE CORTE

F

Si nuestro Número de Reynolds es: NR > 4000

entonces es un flujo turbulento, la cual podemos aplicar la siguiente ecuación de flujo turbulento:

Esta ecuación se obtenido de los textos de mecánica de fluidos Donde:

-

es viscosidad del líquido fluyente

-

es densidad del liquido fluyente

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es tensión cortante

-

También se puede demostrar así

La diferencia lo hace

la longitud del canal

Ejm: Si: p=1000; v=0.3m/s2; y= 0.40m y l=0.1m

5.625 Nm (es relativo)

2) Desde el punto de vista de la ingeniería: 2.1)

Factor de la carga de los vehículos : Los pavimentos se proyectan para que resistan

determinado número de cargas durante su vida útil. El transito está compuesto por vehículos de diferentes peso y numero de ejes, y a los efectos de cálculo se los transforma en un número equivalente de ejes tipos de 80 KN con el nombre de Esas( Carga de eje simple equivalente) Las diferentes cargas actuales sobre su pavimento producen diferentes tensiones y deformaciones en el mismo. Además diferentes espesores de de pavimento producen y diferentes materiales responden de diferente manera a una misma carga. Divido a esta diferente respuesta en el pavimento las fallas distintas según la intensidad de la carga y las características del pavimento.

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Los esfuerzos de tensión en las capas causan agrietamiento afectando a los canales

2.2)

Factor de insumos en la elaboración de losa:

Para una buena cimentación de concreto bebemos saber elegir los materiales como: _varillas adecuadas y puestas para los tipos de canales. _ Cemento con clinker portland _ Otros cementos con clinker portland _Cemento blanco

_ Aluminoferrito tetracálcico 4CaO A1203 Fe203 C4AF En términos prácticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son los compuestos más deseables, porque al hidratarse forman los silicatoB hidratados de calcio (S-H-C) que son responsables de la resistencia mecánica y otras propiedades del concreto. Normalmente, el C3S aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida.

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El aluminato tricálcico (C3A) es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto. Asimismo, su presencia en el cemento hace al concreto más susceptible de sufrir daño por efecto del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con el uso del cemento. Finalmente, el aluminoferrito tetracálcico es un compuesto relativamente inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia más bien es útil como fundente durante la calcinación del clinker y porque favorece la hidratación de los otros compuestos.

2.3)

Factores ajenos o exteriores a los anteriores.

Los factores externos que influyen en la fisuración de los canales abiertos son agentes que dañan directamente con fuerzas mayores y efectivos como por ejemplo: _ Automóviles cohesionando muros de concreto u otros. _ La población realizando trabajos en las canaletas _ Algún daño del medio ambiente. Como la acción de los sismos en

movimientos horizontales

y verticales.

3) Explicación general: - Las fuerzas internas actuados por la cargas sobre el pavimento se distribuye internamente por debajo de las losas de pista, afectando así a los cunetas a dar origen a las fisuras luego dando

lugar a las grietas.

- Por elasticidad demostramos que las fuerzas internas actuantes en la losa de concreto es es por flexión perpendicular a estas, la cual son fuerzas relativamente afectantes. - Las fatigas son también influencias participantes para una fisuración por son movimientos vibratorios constantes de la tierra, entonces a todo concreto armado estaría afectando y como negar a los de la losa de cunetas o canales de riego. - La intervención del calor en las losas de este concreto son un factor también que ya sea expuesto en el lado de la física este actúa por dilatación de volúmenes y se deduce que cuamdo se encuentra a volumen encogido la losa tiendo a sufrir esfuerzos de compresión que mayor a la del tracción - La tabla Nº 1 muestra los valores del coeficiente de rugosidad de Manning correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de l as calles y berma central.

Tabla Nº 1

1.

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Cunetas de las Calles

Coeficiente de Rugosidad N

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a. Cuneta de Concreto con acabado paleteado b. Pavimento Asfáltico 1.

Textura Lisa

2.

Textura Rugosa

c. Cuneta de concreto con Pavimento Asfáltico 1.

Liso

2.

Rugoso

d. Pavimento de Concreto 1.

Acabado con llano de Madera

2.

Acabado escobillado

e.

Ladrillo

f.

Para cunetas con pendiente pequeña, donde el sedimento

0,012 0,013 0,016 0,013 0,015 0,014 0,016 0,016 0,002

puede acumularse, se incrementarán los valores arriba indicados de n, en:

- Las fuerzas actuantes a las paredes de las losa es relativamente cortante mas no es

ropturante (agrietación) cuando se analiza en flujos turbulentos actuados en canales abiertos. - La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad del material con que se construyan. - La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de Manning. La sección transversal de las cunetas generalmente tiene una forma de triángulo rectángulo con el sardinel formando el lado vertical del triángulo. La hipotenusa puede ser parte de la pendiente recta desde la corona del pavimento y puede ser compuesta de dos líneas rectas. - Las juntas de construcción se colocan en un concreto losa para definir el alcance de las ubicaciones individuales, en general, de conformidad con un conjunto de diseño predeterminado. Deben ser diseñadas para permitir los desplazamientos entre ambos lados de la losa , pero, al mismo tiempo, tienen que transferir a la flexión tensiones producidas en la losa por cargas externas. - Las juntas son apoyos diseñados para dar espacio a las dilataciones del concreto lo cual es necesario para las fuerzas internas actuados por elasticidad.

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IMPACTO AMBIENTAL Las obras hidráulicas rurales afectan al medio ambiente y suponen injerencias en la naturaleza y el paisaje; pueden producir alteraciones de las condiciones marco y por lo tanto vitales, a través: De las construcciones en el agua y en las márgenes, y las intervenciones en el comportamiento natural de flujo, en el régimen freático y en el ciclo hídrico regional que éstas conllevan, así como Del aprovechamiento de los recursos hídricos, basado en las obras citadas, para seres • humanos y animales, para la producción (agricultura, industria) y para los servicios. En la mayoría de los casos, las construcciones hidráulicas rurales, pueden ser al mismo tiempo obras de aprovechamiento y de protección; un pequeño embalse, p. ej., puede servir para el abastecimiento de agua, pero también para la retención de la lluvia, pudiendo por tanto actuar como protección contra las crecidas, así como para la producción de pescado. •

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•

Condición necesaria para que las obras hidráulicas rurales ocasionen un bajo impacto

ambiental y social es que: El planeamiento tenga en cuenta desde el principio todas las condiciones marco con sus consecuencias (también y precisamente aquellas a largo plazo) y que la instalación sea dimensionada basándose en el cálculo fidedigno de la demanda y de su desarrollo, así como de las posibilidades de pago por parte de los beneficiarios Las intervenciones sean reducidas, dentro de lo posible, o los efectos negativos se palien mediante medidas de compensación, y que no sean iniciados procesos irreversibles . •

Medio biológico

Durante la época de lluvias, la vegetación no resulta dañada de forma significativa a consecuencia de los períodos e intervalos de inundación, por lo general de corta duración, en la zona del estanque. El aporte de sedimentos y deposición de materias en los terrenos circundantes y en la auténtica zona central del estanque de retención pueden ocasionar, según el tipo de sedimentos (proporción de humus), tanto perjuicios como ventajas para el crecimiento de las plantas .

La fauna se ve muy afectada por el estancamiento en el estanque de retención, debido a que en la mayoría de los casos dichos estanques de retención se llenan con gran rapidez debido a las copiosas lluvias en cuencas de superficie generalmente reducida, los animales tienen que huir rápidamente del agua ascendente, lo cual es problemático para algunos, e incluso puede llevar a su exterminio. Para los animales que habitan zonas de inundación (sobre todo pájaros), así como para la vegetación estrechamente ligada al agua, las reducciones de los caudales de escorrentía producto de las retenciones transitorias pueden tener consecuencias negativas considerables, las cuales deben ser estudiadas en cada caso particular. Puede ocurrir que los hábitats circundantes resulten desecados. •

Medio físico-geográfico

La construcción de canales de ladera/cauces de evacuación supone una intervención en la ladera o el terreno de trazado. Dependiendo del material del suelo, del método de construcción, así como del tamaño del canal (anchura, profundidad, régimen de aguas), debe asegurarse, mediante la elección de los parámetros adecuados, Que la estabilidad de la ladera no resulte tan perjudicada, como para que se puedan producir deslizamientos de tierra; Que no se produzcan deslizamientos de la ladera y fenómenos de erosión al pie del talud por corrientes de infiltración e incluso derrames de agua en taludes demasiado empinados y/o permeables. Las precipitaciones subsiguientes pueden incrementar los daños considerablemente y ocasionar perjuicios adicionales al erosionar los taludes externos desnudos de vegetación. Por otra parte, las olas provocadas por el viento pueden erosionar la parte interna de los taludes.

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Medio humano

Si la planificación, la ejecución de las obras y la operación son realizadas conforme a las normas de arte, puede partirse de efectos principalmente positivos para el medio humano. Sin embargo, si durante la planificación se realizaron cálculos incorrectos sobre la máxima avenida que se puede esperar (algo que ocurre con frecuencia) debido a una base de datos básicos deficiente, o si el estanque de retención se opera inadecuadamente, pueden producirse inundaciones durante un aumento de las aguas de avenida, ocasionando de este modo daños tanto aguas arriba como aguas abajo.

OPINIÓN –CRÍTICA

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Hay losas hechas de puro concreto y a veces esta ejecuciones de fines no duraderas es decir solo se construyo por construir, debemos saber en lugar poner puro mescla de cemento o en su defecto poner varillas de metal.

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Toda losa de concreto cuando no se cubre con telas mojadas tiende a evaporar el agua que está en su interior la cual da lugar a las fisuras, vistos desde la parte técnica. Como se ve en la figura una losa ya ropturado.

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Toda definición de las causas de dicho patología es mayormente teórico técnico porque al analizar las causas más es por la parte técnica la mano de obra.

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El problema de origen de fisuras y grietas en Canales abiertos de concreto es muy frecuente e inevitable, ya que existen muchos factores como en el manejo de materiales y factores ambientales como geológico ,climático viento y humedad , pero el reto de hombre es escatimar este problema a través del conocimiento de ciertos conceptos físicos como : elasticidad, mecánica de fluidos calor ,etc. que el estudiante de ingeniería debe conocer con rigurosidad.

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La mayoría de las fisuras que se presentan en este tipo de CANALETAS O CUNETAS no tienen implicancia estructural y representan un comportamiento normal del material que no puede ser suprimido, aunque si controlado.

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Hay mucha investigación sobre este fenómeno y se ha encontrado que la magnitud del cambio volumétrico es influida por factores como el diseño de mezcla (relación agua, cemento, tamaño de agregados y otros), la relación volumen/superficie del elemento, el curado, etc.

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Como ya se indicó, al estar restringido el movimiento generado por los cambios volumétricos se producen esfuerzos de tracción que al sobrepasar la resistencia del concreto producen fisuras. Además, la mayor parte del cambio volumétrico, debido a los referidos fenómenos, se da en etapas tempranas donde el concreto no ha alcanzado aún su máxima resistencia a la tracción.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES OBSERVACIONES: •

Se observó que las fuerzas internas que participan en losas de concreto hidráulico son relativos es decir no tienen efecto letal para una fisuración directa lo cual para una losa dañada son la unión de muchos factores.

Influencia del calor (temperatura)

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F Fuerzas internas (elasticidad)

Fuerzas por la acción del flujo turbulento •

Se observó que alguna concretos armados para canaletas se recomienda usar varillas de metal para su mayor resistencia ante factores externos e internos.

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La mayoría de las fisuras en muros y losas son generadas por cambios volumétricos en el concreto y representan un fenómeno común en este tipo de estructuras con muros de concreto. Así también, las fisuras pueden aparecer durante los primeros años de construida de la construcción de CUNETATAS Y CANALETAS. No representan reducción alguna en la seguridad de las estructuras tanto para cargas de gravedad como para cargas sísmicas.

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CONCLUSIONES: •

Se concluye el desarrollo de de dicho tema que la causa principal para estas patologías del concreto son los diseños ejecutados y también los materiales utilizados para su elaboración, por sabemos que las fuerzas o los agentes ya son constantes es decir debemos construir losas contra este elementos dañinos.

dadas, la cual nos garantizara una buena construcción en cualquier proyecto de concreto armado.

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Toda construcción se debe realizar con las normas

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Representan si un problema estético que debe ser informado a los usuarios. Por efectos del cambio de temperatura la mayor incidencia de fisuras se presenta en construcciones de canales en lugares inadecuados. Se podría mejorar esto aumentando el aislamiento térmico en los pisos.

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BIBLIOGRAFÍA

_ serway, Raymond………………………………………………………..Física II _ J. Goldemberg…………………………………………………………...Física general y experimental vol.II _ Ing. Paulo G. Yugovich………………………..……………………….Apuntes de un cogreso de patologia de estruccturas de concreto. _ Ranald Giles-Jack Evett………………………………………………..Mecánica de fluidos _ Páginas Web………………………………………………………………... www.google.com www.fisicanet.com

ANEXO

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Fisuras y Grietas en Un Canal Abierto

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