INFORME PATOLOGÍA ESTRUCTURA DE CONCRETO
PRESENTADO POR: YENNY ADRIANA CARREÑO CÓDIGO (201514891)
PRESENTADO A: JOHANNA BUITRAGO
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA - UPTC ESCUELA CIENCIAS TECNOLOGICAS GRUPO: 554-0 CREAD: YOPAL 2017
INTRODUCCION. La patología estructural es una de las ramas más importantes dentro de la ingeniería civil pues ella se enfoca en el estudio de las lesiones, fallas y afectaciones que aparecen en las construcciones de manera congénita o a través del tiempo. Una de los pilares básicos de la patología estructural es entender que un buen comportamiento de una estructura a través del tiempo va más allá de un buen diseño estructural, arquitectónico, instalaciones hidrosanitarias, eléctricas etc. si no también influye de manera significativa los procesos constructivos, materiales de empleo y su relación con el medio ambiente que lo rodea, factores que a pesar de que una estructura pueda tener unos correctos diseños teóricos, a través del tiempo su comportamiento puede ir presentando falencias que se manifiestan a través de patologías estructurales diversas que pueden atacar desde elementos no estructurales que afectan a la parte arquitectónica, a afectaciones y deterioros a elementos estructurales que pueden llegar a comprometer de manera grave la capacidad sismo resistente de la estructura. Es ahí donde reside la importancia que tiene el estudio de las causas, consecuencias, modos de reconocimiento y alternativas de solución de las patologías estructurales abordadas desde un enfoque práctico y real, pues con la comprensión clara de la relevancia y gravedad de las patologías dentro de estructuras es que entendemos el valor no solo económico sino también de seguridad para la preservación de la vida humana, que tiene un perfecto acoplo entre los diferentes diseños que componen una estructura, calidad de la mano de obra, características de los materiales, interacción estructura suelo de fundación, relación con el medio ambiente que los rodea etc. Como ya se estipulo antes, las patologías estructurales afectan desde proyectos muy antiguos en donde la carencia de materiales adecuados, falta de conocimientos de diseño y constructivo o la interacción entre la estructura y un ambiente agresivo han logrado favorecer la aparición de este tipo de anomalías o afectaciones, hasta proyectos nuevos o relativamente nuevos, lo que quiere decir que ninguna estructura está exenta de la aparición de una afectación de tipo estructural. Es entonces donde las estructuras que adquieren un gran valor histórico por su significado para una cultura, su arquitectura, diseño estructural o simplemente su antigüedad, requieren preservar la estructura o lo que queda de ella, es responsabilidad del ingeniero estructural o patólogo realizar un correcto diagnostico basado en su experiencia en donde establezca las causas y las alternativas de solución pertinentes para lograr preservar las estructuras durante el tiempo.
OBJETIVOS Objetivo General Realizar un informe completo donde se detalle las diferentes patologías que afectan a la vivienda en estudio, así como las posibles causas y soluciones de las mismas.
Objetivos Específicos
Identificar y diferenciar todas las patologías que existen en la vivienda y su respectiva ubicación.
Determinar las posibles causas que originaron la aparición de las diversas patologías.
Determinar posibles tratamientos o métodos que nos permitan reparar o controlar las diferentes patologías de la vivienda.
LOCALIZACIÓN La edificación seleccionada para el estudio patológico no se encuentra ubicada en la ciudad de Yopal pero si cerca de ella, en el sector conocido como vía sirivana, que está ubicado entre corregimientos de punto nuevo y palomas. La estructura se localiza a cinco kilómetros de Yopal.
DESCRIPCIÓN DEL INMUEBLE La vivienda en estudio es una estructura de un dos pisos que tiene una antigüedad de 47 años, la misma que cuenta con un área total de construcción de 75m 2, comprendida por 4 dormitorios, 1 sala/comedor. Adicionalmente existe un baño, una bodega y la cocina en la parte externa de la casa, los cuales no serán considerados en este estudio de patologías.
El material de construcción de la vivienda es ladrillo, la casa se encuentra protegida por una cubierta de teja, la que se encuentra sostenida por vigas y columnas de madera. La vivienda es mixta, ya que combina madera con mampostería, muy común en las edificaciones antiguas, sin embargo para su construcción no se contó con personal calificado, lo cual ha provocado que existan fallas que en la actualidad han producido las distintas patologías que se analizaran a continuación.
PATOLOGÍAS DETECTADAS ELEMENTO: Cubre ventanas PATOLOGÍA: Corrosión uniforme FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En los cubre ventanas de la vivienda pudimos observar que se había producido corrosión, la misma que se encontraba distribuida a lo largo de todo el material, por esta razón llegamos a la conclusión de que se trataba de corrosión uniforme. El hierro de los cubre ventanas se encontraba en un proceso avanzado de corrosión ya que al topar el mismo, se podía ver el color característico de la corrosión impregnado en las manos, sin embargo no presentaba ningún tipo de desgaste localizado del material. Además es importante recalcar que el mismo problema tenían los cuatro cubre ventanas de hierro de la vivienda. CAUSA ESTIMADA: En este caso se ha llegado a la conclusión de que la corrosión se ha producido debido al contacto de los cubre ventanas con la humedad del ambiente y la agresión por parte de los compuestos presentes en el aire contaminado: principalmente cenizas y escorias. La humedad, el deterioro del material debido al paso del tiempo y la falta de limpieza y mantenimiento han generado la corrosión uniforme de los cubre ventanas de la vivienda en estudio. PROPUESTA DE REPARACIÓN:
Primeramente lijamos la superficie con una lija manual o una eléctrica. Luego de que la superficie se encuentre muy limpia y libre del óxido superficial, se pueden aplicar sobre la superficie pintura anticorrosiva, como por ejemplo pintura anticorrosiva a base de poliuretano, disponible en cualquier distribuidora de pinturas en Colombia.
Es necesario darle una buena pasada de pintura, es decir una capa lo suficientemente gruesa cómo para proteger al material del ataque del agua.
ENSAYOS NECESARIOS:
Ensayo con agua destilada para determinar la susceptibilidad de los aceros, a la corrosión fisuran te bajo tensión.
ELEMENTO: Columna PATOLOGÍA: Nudos FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: Se observa que la columna de madera ubicada en el primer piso presenta nudos los cuales causan alteraciones en la resistencia y en las propiedades de la madera. Como son espaciados no causan ningún problema grave. La columna que se encuentra afectada se encuentra en el primer piso y es la única columna de madera en el mismo. La columna también presenta otro tipo de daños sin embargo en este apartado analizaremos únicamente los nudos. CAUSA ESTIMADA: Los nudos se producen principalmente por la existencia de las ramas, unión de una rama con el tronco, o de ramas más pequeñas que estuvieron unidas a la rama principal, lo que significa que ya era un problema que se encontraba en la pieza de madera desde el inicio. PROPUESTA DE REPARACIÓN: La “reparación” sería únicamente un tema estético, ya que este tipo de patología no presenta ninguna
amenaza para la estructura. El tratamiento que vamos a sugerir en este caso es el siguiente Primeramente procedemos a retirar los nudos mediante el uso de una broca o un taladro. Posteriormente procedemos a rellenar el agujero con una pasta hecha de serrín y goma de madera, o también podríamos colocar un pedazo de madera con la misma forma del nudo que acabamos de retirar. Se procede a dejar secar en el caso de colocar el compuesto de goma y serrín, y en el caso del trozo de madera se le clava a la columna tratando de no producir fisuras en la misma.
Una vez terminada cualquiera de las dos opciones, ya podemos barnizar o pintar la madera para disimular la reparación. Como sugerencia en este caso otra solución sería reemplazar la columna por otra que se encuentre en buen estado, ya que la que se encuentra actualmente presenta varias patologías además de los nudos. En caso de elegir esta solución se recomienda realizar el proceso con personal calificado para no afectar el funcionamiento estructural de la vivienda.
ELEMENTO: Viga PATOLOGÍA: fotodegradación FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En la vida de la figura se observa que la madera ha sufrido un daño de fotodegradación, esto provoca que poco a poco pierda todas sus propiedades físicas y mecánicas ya que no cuenta con una protección adecuada. Caracterizada por su color oscuro, hace que la medra se note demasiado seca y se vea propensa a sufrir fisuras u otro tipo de patologías. CAUSA ESTIMADA: La principal causa que ha generado esta patología es el exceso de los rayos del sol que ha recibido, ya que esta se encuentra ubicada al exterior de la vivienda en estudio. La madera expuesta a la luz solar sufre un cambio de la coloración que inicialmente tienda al oscurecimiento en tono marrón. Posteriormente, toma un color grisáceo. La radiación ultravioleta del espectro de la luz solar, degrada los componentes de la madera comenzando por la lignina. Esto se traduce en un oscurecimiento superficial. Si incide el agua de lluvia, los productos resultado de la degradación son eliminado por el agua y queda la celulosa, menos sensible a las radiaciones, adquiriendo la superficie un color blanquecino. Las células externas pueden recubrirse lentamente de mohos, que viven de la humedad de la madera y de los productos de la fotodegradación, dando a la superficie una coloración grisácea o negruzca. En la práctica, el agua y el sol, actúan de forma combinada y se potencian entre si multiplicando los efectos.
PROPUESTA DE REPARACIÓN: En este caso se sugiere la siguiente reparación.
Primeramente lijar o cepillar la sección de la viga hasta eliminar la capa superficial que se encuentra afectada, que normalmente puede ser entre 1 y 13mm. una vez limpia la madera hay dos opciones dependiendo de cuanto disminuyo la sección de la viga, se puede incrementar la sección con un pedazo de madera que se encuentre en buenas condiciones o si la sección no disminuyo significativamente, simplemente pintar utilizando pinturas impermeabilizantes que permitan mantener protegida la madera de los efectos del sol y de la humedad. Pintar cada cierto tiempo para evitar que la pintura se desgaste o desaparezca.
ENSAYOS NECESARIOS:
Ensayo con Aparatos de medición de la velocidad de propagación de ondas a través de la madera . Las oquedades o pudriciones internas producen una variación de la velocidad de las ondas que difiere de la de una madera sana.
ELEMENTO: Cimentación PATOLOGÍA: Falla de confinamiento FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En la columna que se muestra en la figura, mediante inspección visual pudimos determinar que existía una falla de confinamiento ya que se puede notar que el hormigón de la columna se ha desvanecido dejando ver únicamente el escaso acero de refuerzo colocado en dicha columna que estaba formado por varilla lisa de 10mm. Pudimos observar también que existe una especie de socavación, o perdida de material, ya que como mencionamos anteriormente el acero de refuerzo es todo lo que se puede ver.
CAUSA ESTIMADA: En base a la inspección visual y a las características antes mencionadas de la columna, hemos llegado a la conclusión de que las posibles causas para esta patología pueden ser primeramente la escasez de refuerzo horizontal en la columna y también la baja calidad de los materiales (agregados) o mala elaboración del hormigón que se encontraba en dicha columna. PROPUESTA DE REPARACIÓN: Para este caso se sugiere escoger entre las dos siguientes soluciones. SOLUCION 1 Realizar una perforación controlada alrededor del pie de la columna Reforzar horizontalmente con acero de mínimo 12mm corrugado, ya que el existente es liso. Instalar un encofrado alrededor del refuerzo dejando un orificio por donde se pueda introducir el hormigón. Introducir el hormigón y dejar fraguar, se puede introducir un aditivo acelerarte para no poner en riesgo la integridad de la edificación. Todo este procedimiento antes mencionado se recomienda realizar con personal calificado y una vez realizados los estudios necesarios descritos a continuación.
SOLUCION 2 Si la reparación o la ampliación no es viable por el gran deterioro de la cimentación se procederá a la sustitución completa sin tener en cuenta la cimentación ya existente. Se pueden sustituir tanto las zapatas aisladas como las continuas, además también nos queda la opción del puenteado, que consiste en hacer otra cimentación a los lados o en el perímetro de la cimentación existente.
ENSAYOS NECESARIOS: Antes de realizar el procedimiento de reparación numero 2 son necesarios como mínimo los siguientes ensayos. Ensayo de penetración estándar (SPT). ASTM-D 1586 Propósito del ensayo: extraer muestras (alteradas) de suelo representativas y continuas para utilizarlas en los diferentes ensayos de laboratorio en la obtención de parámetros del suelo. Definir estratigrafía del suelo hasta profundidad de sondeo. Obtener en forma indirecta el ángulo de fricción interna Φ, la cohesión “C”, y la Compacidad relativa del suelo, haciendo uso de gráficos de correlación. Detectar estratos críticos (por ejemplo suelos en estado suelto, saturados, rellenos misceláneos; etc.). Contenido de humedad. ASTM-D 2216 Propósito del ensayo: determinar las condiciones prevalecientes de humedad en los estratos de suelo donde se cimentará la estructura, para dar recomendaciones. Determinar filtraciones, flujos de agua subterránea, u otro problema de esta naturaleza. Descripción e identificación de suelos (procedimiento visual manual) ASTM-D 2488. Análisis granulométrico de los suelos. ASTM-D 422. Propósito del ensayo: Clasificar los diferentes tipos de suelos existentes. Limite líquido, límite Plástico, Índice plástico. ASTM-D 4318. Propósito del ensayo: determinar el grado de plasticidad que tiene el suelo, para dar recomendaciones para su control. Clasificación do suelos para propósitos de ingeniería. ASTM-D 2487. Si se opta por la primera opción puede ser suficiente con la descripción e identificación de suelos (procedimiento visual manual) ASTM-D 2488
ELEMENTO: Pared exterior de la vivienda PATOLOGÍA: Fisuras por cargas puntuales excesivas FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En la pared de la vivienda en estudio se pueden observar fisuras por aplastamiento debidas a cargas puntuales excesivas, estas fisuras se encuentran en la parte superior de la pared, son totalmente verticales, nacen en el apoyo y se extienden hacia abajo. Se consideran fisuras por que no atraviesan la pared y son de aproximadamente 1mm de espesor. Estas fisuras no son muy peligrosas para la estructura sin embargo se debe dar un tratamiento adecuado a las mismas para que no se incrementen. CAUSA ESTIMADA: En este caso la principal causa para que se hayan producido estas fisuras es que en la parte superior se encuentra una viga de madera la cual representa una carga puntual que genera aplastamiento sobre la mampostería. Las paredes de mampostería deberían tener una resistencia a la compresión de 30 kg/cm2. Cuando una carga puntual (en este caso viga de madera) supera este valor se produce una fisura vertical desde el apoyo puntual hacia abajo. PROPUESTA DE REPARACIÓN: En este caso la solución sería la siguiente
Primeramente se deben evitar cargas puntuales excesivas, es decir que se debe evaluar la factibilidad de cambiar la viga que se encuentra en la parte superior de las grietas por una que sea de menor sección o que sea menos pesada para evitar que las fisuras se sigan expandiendo hacia toda la pared.
Una vez que se ha solucionado el la raíz del problema, podemos aplicar los siguientes métodos para sellar las grietas y mejorar la estética de la edificación.
MÉTODO 1 Tratamiento superficial La superficie se debe limpiar para retirar cemento, material fino de los agregados y otros contaminantes. Aplicar una capa de mortero adherente de cemento portland o concreto modificado con sustancias químicas (aditivos plastificantes). El proceso de mezcla, colocación y acabado debe realizarse rápidamente, evitando el endurecimiento del mortero o concreto modificado. Realizar curado húmedo durante 24 horas. Esta técnica no es adecuada en caso de fisuración progresiva. METODO 2 Perfilado y sellado Este método consiste en agrandar la fisura, para llenarla y sellarla con un material adecuado. Se usa para tratar tanto fisuras finas de patrón irregular, como fisuras aisladas de mayor tamaño. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas epoxi, siliconas, materiales asfálticos o morteros. Sobre la fisura, se abre una ranura de profundidad entre 6mm y 2.5cm (Dependiendo de la fisura) Pueden emplearse herramientas manuales, neumáticas o una sierra para concreto •
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Se limpia muy bien la ranura, con chorros a presión de aire, agua o arena. Se deja secar. Se llena la ranura con sellador, se enrasa y se deja secar.
METODO 3 Colocación de mortero como mezcla seca (Drypacking) Consiste en la colocación y apisonado de mortero, constituido por una parte de cemento, una a tres partes de arena y muy poca agua, únicamente la suficiente para lograr una mezcla que permita formar una bola con la mano. Existen varios métodos para sellar estas fisuras sin embargo en este caso el procedimiento más recomendado es el tratamiento superficial por ser el más fácil y económico. ENSAYOS NECESARIOS: Ensayo para determinar la resistencia del ladrillo a compresión NTE-INEN-0295 Este ensayo es necesario para saber el límite de la carga puntual (viga) que se le puede aplicar en la parte superior de la pared.
ELEMENTO: Columna y pared PATOLOGÍA: Fisura de piel de cocodrilo en enlucidos FOTOGRAFÍA:
CROQUIS:
DESCRIPCIÓN: Se observa en la pared de un lado de la vivienda fisuras de piel de cocodrilo, estas son superficiales, es decir a nivel de enlucido únicamente y no representan ningún peligro para la estructura, sin embargo son estéticamente inaceptables. CAUSA ESTIMADA: La causa de esta patología se puede estimar que ha sido la retracción del fraguado debido a que se ha utilizado revoque con excesiva agua. Otra causa pudo haber sido que se ha utilizado un cemento inadecuado o se ha aplicado cuando ya ha empezado a fraguar. Otra de las posibles causas puede ser no regar la zona si hace mucho calor y la presencia de impurezas en la arena.
PROPUESTA DE REPARACIÓN: Para solucionar estas fisuras piel de cocodrilo se sugiere realizar el siguiente procedimiento.
Limpiar la zona afectada, lijando o sustrayendo el enlucido mediante el uso de una espátula, hasta que la pared quede totalmente limpia. Aplicar un nuevo enlucido, sin emplear grandes espesores, controlando que en su elaboración se utilicen agregados de buena calidad y una dosificación apropiada evitando el exceso de agua. Controlar el curado del enlucido para que no se produzca retracción del mismo.
ENSAYOS NECESARIOS: Análisis granulométrico de los suelos. ASTM-D 422. Para determinar la calidad del agregado que se va a utilizar para elaborar el acabado
ELEMENTO: Pared PATOLOGÍA: Falta de adherencia por mala calidad de los materiales FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: Se puede observar que en esta parre existe una falta de adherencia entre los materiales, el hormigón prácticamente ha desaparecido por completo dejando los ladrillos separados y propensos a desintegrarse de la pared. CAUSA ESTIMADA: La causa estimada de esta patología puede ser la mala calidad del mortero con el que pegaron los ladrillos para formar la pared. Para que la construcción funcione monolíticamente, sería ideal que tanto el mortero como el ladrillo tuvieran características similares y cumpliesen las mismas características mecánicas. Cuando el mortero posee un alto contenido de cemento, o cuando tiene un exceso de agua, aparecen problemas como falta de adherencia
PROPUESTA DE REPARACIÓN: Una forma de reparar esta patología puede ser siguiendo los siguientes pasos. Retirar los ladrillos de la zona afectada y volverlos a pegar tomando en cuenta las siguientes consideraciones.
Examinar el mortero y su disposición en el muro (coloración, anchura, textura, etc.). Realizar la limpieza de restos de polvo y material disgregado mediante cepillado, aplicación de aire a presión o enjuagado con agua. Humectar el soporte previamente y aplicar el mortero con la suficiente presión como para lograr la compactación adecuada y limpieza posterior.
También una solución más conveniente sería aplicar este proceso pero derrocando toda la pared para no tener más problemas posteriores ENSAYOS NECESARIOS:
Ensayo para determinar la resistencia del ladrillo a compresión NTE-INEN-0295 Este ensayo es necesario para saber si se pueden reutilizar o no los mismos ladrillos extraídos de la pared, aunque de preferencia se deberían usar unos nuevos.
ELEMENTO: Pared exterior de la vivienda PATOLOGÍA: Grieta por flexión FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En esta pared pudimos observar que se ha producido una grieta por flexión, esta se encuentra en la mitad de la pared exterior del segundo piso, tiene su origen en la viga del primer piso y se extiende hacia arriba hasta 1.5m aproximadamente. Esta se considera una grieta debido a que tiene un espesor mayor a 3mm y se puede observar a los dos lados de la pared como se muestra en las fotos anteriores. CAUSA ESTIMADA: Las grietas a flexión generalmente se producen por que el elemento de apoyo a flejado, en este caso la viga del primer piso que está sirviendo de apoyo a la pared probablemente ha flejado y ha dado origen a esta grieta en la mampostería.
PROPUESTA DE REPARACIÓN: Una solución en este caso sería primeramente estabilizar el apoyo (viga) con apuntalamientos o con cualquier otro método para que no fleje más, luego de eso se procedería a reforzar la pared para que no se produzcan más grietas posteriormente, para lo cual se podría utilizar el siguiente método.
Mampostería reforzada interiormente Consiste en distribuir en la pared interior refuerzo horizontal y vertical aprovechando para ello piezas huecas o con formas especiales para alojar el refuerzo.
ELEMENTO: Cubierta PATOLOGÍA: Organismos ( plantas) FOTOGRAFÍA:
DESCRIPCIÓN: En el techo de la vivienda podemos observar que se ha formado un hábitat de organismos vivos como musgos y líquenes, esto ha generado el deterioro general de las tejas. Este problema se presenta a lo largo de todo el techo. CAUSA ESTIMADA: Las causas de la aparición de plantas en el techo de la vivienda son la humedad natural del ambiente, y la falta de mantenimiento del mismo. Los organismos vivos se siguen incrementando también debido a los factores ambientales como lluvias y la proyección de partículas de suelo, lo cual favorece a la proliferación de dichos organismos. PROPUESTA DE REPARACIÓN: Las posibles soluciones para este caso son las siguientes. SOLUCION 1
Limpiar las tejas removiendo manualmente con un azadón, espátula o cepillo la capa de organismos vivos presente en las mismas y extraer de forma manual todas las plantas. Una vez que se ha limpiado muy bien la teja se puede esparcir una solución química que evite que los organismos vuelvan a crecer, sin embargo esto es opcional. Realizar este tipo de procedimiento con relativa frecuencia para mantener las tejas en buen estado.
SOLUCION 2
Sustitución total de la teja, puede ser por otras nuevas tejas o por otro tipo de cubierta como zinc o dura techo.
CONCLUSIONES El presente informe corresponde a la identificación visual de las diferentes patologías que afectan a la vivienda que se encuentra en análisis para después de un estudio e investigación de las diversas patologías poder llegar a la determinación de sus causas y los posibles tratamientos que se le puede dar a cada una de ellas. Se encontró que la vivienda en estudio se encuentra afectada principalmente por los diversos tipos fisuras en la mampostería como fisuras por corte, flexión y por aplastamiento, también se pudo observar bastante desprendimiento de los acabados en las paredes especialmente en la parte de las columnas diagonales de madera. Otro problema no menos importante es la humedad en el exterior y en el interior de la vivienda la cual ha generado patinas en el hormigón y fendas y hongos en la madera. Se recomienda realizar la reparación especialmente de las fisuras y grietas ya que estas pueden generar daños a la integridad de la edificación, también es recomendable realizar un mantenimiento y limpieza para eliminar toda clase de patinas y fendas presentes en la construcción. Evaluar la factibilidad de llevar a cabo las reparaciones mencionadas para cada una de las patologías presentes en la casa pero sin embargo es necesario contratar un especialista que evalúe las fisuras y grietas encontradas en las paredes y las posibles fallas que puedan ocurrir después de este informe. Además para la realización del tratamiento de la vivienda optar por personal capacitado y utilizar el equipo adecuado de manera especial para reparar las patologías estructurales.
BIBLIOGRAFÍA
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[2] C. Broto. (2012, Julio). Enciclopedia broto de patologías de la construcción. (En línea). Disponible en: https://higieneyseguridadlaboralcvs.files.wordpress.com/2012/07/enciclopedia_broto_d e_patologias_de_la_construccion.pdf
[3] Universidad de Coruña. (2008, Febrero). Informe sobre las patologías existentes en una construcción de hormigón armado en ferrol. (En línea). Disponible en: http://www.coag.es/concursosweb/costamella/web/costamella_INFORME.pdf
