“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE”
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DEPART DEPARTAMENTO AMENTO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA ME TODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
TÍTULO: “DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DE MUROMÁS COMUNES EN LAS VIVIENDAD DE MATERIAL MATERIAL NOBLE EN LA CIUDAD DE SULLANA, AÑO 2010”
Tesis Tesis para optar el título tí tulo de: Ingeniero Civil
AUTOR: Sevilla Riboty Guillermo Agustín Pablo ASESOR: Ingº. Rafael Asunción Seminario Vásquez
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PIURA – PERÚ 2010
“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE”
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DEPART DEPARTAMENTO AMENTO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA ME TODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
TÍTULO: “DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DE MUROMÁS COMUNES EN LAS VIVIENDAD DE MATERIAL MATERIAL NOBLE EN LA CIUDAD DE SULLANA, AÑO 2010”
Aprobado por:
PRESIDENTE DE JURADO Ing. Rafael Seminario Vásquez Vásquez
MIEMBRO DE JURADO Ing. Gilberto Réngulo Sanchez Gamarra
MIEMBRO DE JURADO Ing. Miguel Angel Chang Heredia
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Dedicatoria
QUIERO DEDICAR ESTE TRABAJO A MI FAMILIA, POR ACOMPAÑARME EN CADA UNA DE LAS LOCURAS QUE HE EMPRENDIDO Y SER SIEMPRE MIS MÁS FERVIENTES ALENTADORES. ALENTADORES.
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Agradecimientos
PARA PODER REALIZAR ESTE TRABAJO DE LA MEJOR MANERA POSIBLE FUE NECESARIO EL APOYO DE CIERTAS PERSONAS QUE ME AYUDARON PARA PODER LLEGAR HASTA ESTE PUNTO. A MI FAMILIA, QUIENES FUERON MI INSPIRACIÓN Y MI IMPULSO PARA ATREVERME A REALIZAR ESTE PROYECTO. A TODAS LAS DIRECTIVAS DE LA UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE, POR SU APOYO Y COLABORACIÓN PARA LA REALIZACIÓN DE ESTA INVESTIGACIÓN. A LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, POR EL SOPORTE INSTITUCIONAL DADO PARA LA REALIZACIÓN DE ESTE TRABAJO. A LOS JURADOS, POR DEDICAR EL TIEMPO NECESARIO PARA LA REVISIÓN DE ESTE TRABAJO Y POR SU ARDUA LABOR DE EVALUACIÓN. AL INGENIERO RAFAEL SEMINARIO VÁSQUEZ, POR SU IMPORTANTE APORTE Y PARTICIPACIÓN ACTIVA EN EL DESARROLLO DE ESTA TESIS. DEBO DESTACAR, POR ENCIMA DE TODO, SU DISPONIBILIDAD Y PACIENCIA. NO CABE DUDA QUE SU PARTICIPACIÓN HA ENRIQUECIDO EL TRABAJO REALIZADO Y A TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DE UNA U OTRA FORMA, COLABORARON O PARTICIPARON EN LA REALIZACIÓN DE ESTA INVESTIGACIÓN,
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HAGO EXTENSIVO MI MÁS SINCERO AGRADECIMIENTO.
Í
NDICE
INTRODUCCION………………………………………………………………………….7
1.0 .PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN……………………………………..9 1.1. Planteamiento del problema 1.1.1. Problema. 1.2. Objetivos de la Investigación 1.2.1. Objetivo General 1.2.2. Objetivo específico 1.3. Justificación de la investigación
2.0. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL……………………………………………….11 2.1. Antecedentes 2.2. -Bases teóricas de la investigación 2.2.1 Definiciones 2.2.1.1 Propiedades y características fundamentales. 2.2.1.2 Tipos o clases. 2.2.1.3 Usos. 2.2.1.4 Requisitos de calidad
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3.0. METODOLOGÍA. …………………………………………………………………….37 3.1. Tipo y nivel de la investigación 3.2. Diseño de la investigación. 3.3. Universo población y muestra. 3.3.1. Población 3.3.2. Muestra 3.3.3. Muestreo.
3.4. Definición y operacionalizacion de variables 3.5. Técnicas e instrumentos.
4.0. RESULTADOS……………………………………………………………………….44 4.1. Ubicación y determinación del área de estudio. 4.2. Tipos de grietas existentes y su patología. 4.6.2.1. Fichas técnicas 4.6.2.2. Cuadros Estadísticos
5.0. DISCUSION…………………………………………………………………………53
6.0. CONCLUSIONES……………………………………………………………………57
7.0. RECOMENDACIONES…………………………………………………………….58
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8.0. REFERENCIAS…………………………………………………………………….59
9.0 ANEXOS……………………………………………………………………………..60 9.1. Fichas técnicas 9.2. Fichas fotográficas
INTRODUCCION
Una vivienda de mampostería de ladrillos o bloques de hormigón así como cualquier obra en general construida con sistemas tradicionales o no tradicionales, si está bien diseñada y construida no debería tener problemas durante su vida útil. Sin embargo, a veces por un diseño incorrecto, por no construir de acuerdo a las reglas del arte, por efectos climáticos extremos o cambios de las propiedades de los suelos, o bien por un mal uso de la vivienda, pueden aparecer algunas patologías o vicios de construcción. Por otro lado, es en las paredes donde se manifiestan muchos de los problemas en una vivienda, lo cual no significa que el problema tenga origen en ellas mismas. Por ejemplo, si hay un movimiento de suelos o ceden las bases, los muros sufren esa deformación y podrían aparecer fisuras. Si dilata en exceso una losa, se fisura el muro sobre la cual esta apoya. Lo mismo puede ocurrir si trabaja la madera de los techos por no estar debidamente estacionada. Los muros no tienen problemas para resistir esfuerzos de compresión, pero no ocurre lo mismo cuando tienen que soportar esfuerzos de tracción, siendo este el 7
principal origen de la aparición de fisuras. Dado la necesidad de lograr que nuestras construcciones en la ciudad de Sullana se desarrollen con la calidad correspondiente, es necesario evaluar el estado de las construcciones actuales de las viviendas, y
la determinación del numero de
viviendas que son afectadas por alguna patología, y conociendo cual es la patología que mas incide en las viviendas de la ciudad es que podremos evaluar y proponer las recomendaciones correspondientes.
En éste contexto de investigación, decidí centrar mi atención en las Patologías de Muro de Mampostería como una herramienta primaria y sencilla que nos permita reconocer, de una manera rápida y con un buen grado de exactitud, el tipo de patología de muro que afecta a la mayor parte de las viviendas y su consiguiente recomendación para evitar que éste tipo de problemas sigan ocurriendo, y lograr hogares más seguros en el futuro.
Las unidades de vivienda que presentan la mayor cantidad de patologías de todo tipo son aquellas del tipo unifamiliar y autoconstruidas, por lo tanto mi universo de investigación se centrará en éste tipo de viviendas, que a su vez son la mayoría en la ciudad de Sullana.
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1. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
1.1. Planteamiento del problema: La Ciudad de Sullana se encuentra al norte del Perú, muy cerca de la línea ecuatorial, en el centro del desierto de Sechura, y a una altura promedio de 50 msnm, con temperatura promedio de 29º al sol, y con temperaturas que oscilan entre los 17ºC y 41ºC en el marco desértico, llegando a encontrarse temperaturas que bordean los 50ºC en la canícula de Febrero.
En Sullana, como en casi todo el Perú, la mayor parte de las viviendas se han construido en forma empírica, condiciones y capacidad portante,
sin considerar los tipos de suelo, proporción de agua en las mezclas,
calidad, inicio y duración del tiempo de curado según la época en que se construye y la hora de elaboración de los concretos, el concepto de cuantía de acero es algo completamente desconocido para los “maestritos” que se encargan de la mayor parte de las viviendas unifamiliares, y no hablemos de los encofrados, no solo en la calidad de los mismos si no en el tiempo que mantienen los mismos (Tiempos ridículos y peligrosamente cortos). Sumémosle la casi nula y mediocre supervisión de las entidades encargadas de ello (llámese la Municipalidad), etc. Podríamos seguir y la lista no se 9
detendría; pero ése no es objeto de ésta investigación, solo deseo hacer énfasis en la gran cantidad de variables que intervienen en éste problema, el de la mala autoconstrucción, y lo difícil que es el reto. Espero que señalando de manera práctica y adecuada aunque sea uno de los problemas resultantes de ésta mala praxis, ponga mi granito de arena en la futura solución del mismo.
Existen una serie de anomalías conocidas como patologías de muro, que adolecen nuestras viviendas lo que implica que se requiere conocer los tipos de patologías que inciden más en la ciudad de Sullana, habiendo tomado como caso representativo a la Urbanización López Albújar I Etapa, ésta urbanización de la que podríamos decir que es típica de la ciudad, vale decir, se inició con unos módulos muy pequeños , que constaban de una habitación y un baño, y que en los últimos 20 años han sido ampliados a lo largo y alto. Todas ellas fueron construidas de manera empírica, lo que ha implicado toda una serie de patologías en éstas viviendas, especialmente las de muro.
1.1.1. Problema ¿En que medida la determinación y evaluación de las patología del muro más comunes en las viviendas de material noble de la ciudad de Sullana, nos permitirá conocer el estado actual de las mismas?
1.2. Objetivos de la Investigación:
1.2.1. Objetivo General 10
Determinar la cantidad y tipo de patología más comunes en los muros de las viviendas de material noble.
1.2.2. Objetivos Específicos 1. Determinar el tipo de patologías de muro más comunes que se presentan en las viviendas de material noble en la ciudad de Sullana. 2. Determinar la incidencia de éstas patologías en las viviendas de la ciudad de Sullana.
1.3. Justificación de la investigación La presente investigación se justifica por la necesidad de conocer el estado en que se encuentran los muros de las viviendas de material noble de la ciudad de Sullana según el tipo de patologías más frecuente encontradas en dichos muros.
Permite tomar en cuenta los procesos constructivos correctos antes de hacer una vivienda en el futuro.
2. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
2.1. Antecedentes Las fallas y colapsos de los muros se han dado en todos y cada uno de los sismos que ocurren y ocurrieron en el mundo, siendo los elementos más frágiles dentro de un diseño estructural, al estar rodeado de elementos más fuertes y rígidos que ellos, al fallar los cimientos, los muros caen en lo que se llama 11
“efecto dominó”, en donde la caída de uno arrastra a los demás.
INTERNACIONAL
En peligro de derrumbe, las casa de Rincón Guadalupano (México) El fraccionamiento Rincón Guadalupano comenzó a habitarse hace 9 años, 3 años después la mitad de las casas tenía daños estructurales y hasta 2006 el Infonavit había gestionado para que les arreglaran los problemas. Hay 266 familias afectadas que solicitan la reubicación.
En el dictamen que presentó PC se reporta que el fraccionamiento está frente al Cerro de la Cruz, el cual fue minado para obtener la piedra con la que fue construido el Convento de Guadalupe. 12
Además informaron que del cerro bajan cuatro líneas subterráneas de agua y también hay piedra volcánica.
Cientos de familias del fraccionamiento Rincón Guadalupano se encuentran en riesgo, sus casas tienen grietas en las paredes, hay hoyos y hundimientos en el suelo, además los techos han sido apuntalados y en al menos un caso se ha caído.
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NACIONAL
Un ejemplo dramático del colapso de edificaciones de modo masivo se encuentra en el terremoto que asoló a la ciudad de Pisco, en Agosto del 2007.
Los efectos geotécnicos fueron sobrecogedores en este terremoto. Un porcentaje muy substancial de edificaciones colapsadas y estructuralmente dañadas son una consecuencia directa de los efectos geotécnicos no estructurales.
El complejo turístico Las Lagunas, cerca de Lima fue golpeado fuerte, con decenas de las lujosas villas hundidas en el suelo. Esta observación sirve como recordatorio de los peligros de construir en suelo suave cerca de lagos naturales o artificiales que reducen la presión lateral del suelo que de otra forma hubiera reducido la extensión lateral.
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Las estructuras de albañilería se comportaron muy pobremente. Se observaron cientos de casos de colapso de esquinas, agrietamiento diagonal y falla de rotura por corte en puertas y aberturas. El uso de albañilería confinada bien estructurada fue escaso. Donde se utilizó, se comportó bien.
Las estructuras de concreto reforzado bien diseñadas, el principal tipo de construcción en años recientes en Perú, se comportaron bien. Se observaron numerosos casos de daño severo y colapso de estructuras de concreto reforzado debido a lo siguiente: piso blando, columnas sin confinar, conexión débil entre columna y viga, columna corta, patrón discontinuo de carga y diseño arquitectónico inferior que impone demandas variables a miembros.
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Colapso total de la mampostería
2.2 Bases teóricas de la investigación
2.2.1 Definiciones La Patología de Muro se define cómo las diferentes manifestaciones (fisuras, agrietamientos, aplastamientos, etc.) que se presentan en los muros y tabiques de ladrillos ante la presencia de problemas generados por la mala praxis constructiva, ataque de agentes externos (lluvias, sismo, etc.) , mala calidad de las unidades de albañilería, entre otros, las cuales eventualmente pueden ocasionar el colapso de la obra, visto y considerando que en la mayor parte de las viviendas autoconstruidas empíricamente , son del tipo de albañilería confinada, aunque mal concebida y peor construida.
2.2.1.1 Propiedades y características fundamentales
Al observar un muro defectuoso no solo debemos concentrarnos en el efecto en sí mismo, sino que debemos efectuar una pesquisa tratando de lograr la mayor cantidad de datos que nos den una verdadera pista de la causa del defecto.
Una grieta puede tener múltiples orígenes, en muchos casos una rápida mirada será suficiente para determinar el origen de la misma, pero en algunos de los casos no es así, solo tendremos pistas sueltas que iremos uniendo hasta hallar la verdadera causa del problema. 16
En ésta tesis trato de clasificar y analizar las patologías que nos resultarán de más utilidad. Pero sólo la atenta observación, el análisis de los datos disponibles
y
la
experiencia
nos
permitirán
obtener
conclusiones
razonablemente valederas.
No son necesarios terremotos para que aparezcan grietas en un edificio. Las grietas son el resultado de cualquier esfuerzo de cizalladura en una construcción. Milimétricos fallos de cimentación, la vibración producida por una máquina, los portazos, las contracciones y dilataciones producidos por los cambios de temperatura , etc. todos éstos y muchos más factores someten a elementos absolutamente rígidos como los muros, a tensiones que se reflejan en la aparición de grietas, que aunque ocurran en elementos no soportantes del edificio, minan poco a poco la resistencia del muro, haciendo que con el tiempo
crezcan desde fisuras imperceptibles hasta grietas profundas que
pueden amenazar la estabilidad del muro.
2.2.1.2. Tipos o clases de patologías de muro. Previamente, es conveniente definir lo que es una
“fisura” y una
“grieta”. Fisura: Abertura que afecta a la superficie del elemento o a su acabado superficial (revoque).
Grieta: Abertura incontrolada que afecta a todo el espesor del muro.
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Las causas principales de las Patologías de Muro son:
A.- Deficiencia de ejecución y/o materiales B.- Acciones mecánicas externas (cargas y asentamientos Diferenciales) C.- Acciones higrotérmicas D.- Deficiencias del Proyecto.
A.- Deficiencias de ejecución y/o materiales
A-1- Falta de adherencia entre el mortero y el ladrillo Los muros no tienen problemas para resistir esfuerzos de compresión, no ocurre lo mismo cuando tienen que soportar tracciones, siendo este el principal origen de la aparición de grietas y fisuras.
Un trabajo mal ejecutado o construido con materiales de deficiente calidad, dará por resultado un muro de poca resistencia a la tracción y se fisurará ante el menor esfuerzo. A veces puede resultar difícil determinar si la grieta se produjo por un movimiento excesivo de la estructura o por falta de resistencia de la mampostería.
La observación de las mismas nos puede dar algún indicio.
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Si la grieta produjo una separación limpia entre el mortero y el ladrillo, ello es debido a una baja adherencia entre el ladrillo y el mortero posiblemente por falta de humectación del ladrillo o por problemas en la elaboración del mortero. (Fig1).
Si hay falta de adherencia fácilmente aparece la grieta entre ladrillos.
.A.2.- Morteros mal elaborados La consistencia del mortero de asiento debe ser adecuada para lograr una mezcla trabajable. Debe sin embargo evitarse un mortero con exceso de agua pues se corre el riesgo de que escurra por las juntas y que además se produzcan contracciones de fragüe que provoquen fisuras.
Cuando el mortero es débil aparece fácilmente la grieta en el mortero. (Fig2).
Si el esfuerzo es demasiado grande y la adherencia es buena se rompe el mortero y/o el ladrillo (Fig. 2 y 3)
Se recomienda seguir las instrucciones de los fabricantes de cementos y morteros.
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A.3.- Falta de traba en las esquinas Se denomina “aparejo” al orden o traba de colocación de los ladrillos. La forma habitual es la denominada “soga” en donde hay un solape de ½ ladrillo entre hilada e hilada. Cuando se trata de esquinas con ángulos diferentes a 90º los ladrillos suelen ser cortados a inglete marcándose una grieta en la arista del ángulo. Debe construirse de manera que todos los ladrillos queden trabados especialmente en las esquinas Fig 4.
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A.4.- Uniones a paredes existentes 21
Debe respetarse la traba de los ladrillos. Para ello será necesario hacer un dentado en la pared existente o construir una junta. (Fig. 5).
Fig. 5
A.5.- Contracción de fragüa Si los morteros de asientos tienen mucho espesor y son muy ricos en cemento se producen fuertes contracciones de fragüa, que en algunos casos pueden llegar a romper el ladrillo o producir fisuras. La rajadura sigue el contorno del mortero aproximadamente por el centro del mismo.
B.- Acciones mecánicas exteriores
Es la causa más que produce las grietas más claras y abundantes. Estas acciones se transforman en esfuerzos que pueden ser de tracción, corte o rasantes. Las acciones de compresión raramente producen fisuras.
Las acciones mecánicas pueden ser muy variadas, por lo que conviene agruparlas en una serie de tipos, de acuerdo a si el movimiento es de la estructura de soporte o del movimiento propio del elemento.
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B.1.- Asentamientos diferenciales de los cimientos Los suelos arcillosos varían su resistencia a la compresión según su contenido de agua. Con la humedad natural (aprox.18%) tienen muy buena resistencia pero a medida que aumenta el contenido de humedad también aumenta su volumen al tiempo que disminuye la resistencia llegando al valor limite del 26% (limite plástico). Luego va disminuyendo su volumen y se licúa a partir de 35%.
Al aumentar su volumen, el suelo ejerce una presión que ronda en los 4 Kg. / cm2 Como las cargas que lo muros portantes transmiten al suelo están en el orden de los 2 Kg. / cm2 puede ocurrir que la acción del suelo supere a las cargas empujando la estructura hacia arriba.
Si la humedad continúa aumentando el suelo pierde volumen y resistencia produciéndose el fenómeno contrario. Fig. 6
En la medida que los asentamientos sean parejos el problema no es demasiado grande, los inconvenientes se magnifican cuando existen asentamientos diferenciales o humedad del suelo no pareja.
El exceso de humedad puede provenir de: agua de lluvia que cae por los desagües del techo, falta de vereda perimetral, cañerías rotas, etc.
También se producen rajaduras en donde existen elementos constructivos de distinto peso (Ej. Chimeneas).
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En los cimientos que ceden en forma puntual, como ocurre al romperse un caño, o desagües que aflojan el terreno, las grietas pueden ser verticales o en forma de “V” invertida sobre el eje del asiento, o ligeramente inclinados en algunos tramos por los esfuerzos del corte. En otros, la base de apoyo se deforma aumentando su longitud.
Según como y donde sea ese aumento aparece la grieta.
Si la pared es muy larga y apoya sobre un terreno débil puede resultar que no se llega a formar un arco de descarga por estar muy alejados los puntos de arranque. En consecuencia la grieta que se produce es horizontal, coincidente con una hilada en la parte inferior. 24
En la figura 7 se detallan algunos casos típicos.
B.2.- Cargas puntuales Las cargas concentradas pueden provocar aplastamiento.
Los aplastamientos se manifiestan con una grieta vertical acompañada de ramificaciones laterales como las indicadas en la Fig. 8. Si la carga está aplicada en un extremo pueden aparecer fisuras a 45º.
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Las cargas verticales estén distribuidas o concentradas pueden ocasionar el pandeo del muro.
El pandeo es un fenómeno complejo que depende de la esbeltez del muro (Cuanto más alto y delgado se dice que es más esbelto y mayor es la posibilidad de pandeo).
También depende de su vinculación a columnas y losas en su perímetro y de la excentricidad de las cargas.
Al deformarse un muro por pandeo aparecen grietas y fisuras horizontales, abiertas en una de las caras y cerradas en la otra. El pandeo se produce en muros delgados que soportan grandes cargas.
Fig. 8
B.3.- Cargas uniformes sobre muros de sección variable variable 26
Una carga uniforme aplicada sobre un muro cuya sección presenta una variación de espesor puede ocasionar que el muro de menor espesor sufra mayores deformaciones con la consiguiente aparición de una rajadura vertical entre ambas. Se recomienda en esta zona colocar una junta. Fig. 9 a.
B.4.- Muros sometidos a estados de carga muy diferentes En la Fig. 9 b se describe un caso muy habitual en donde el muro de la casa está so metido a un estado de carga muy distinto del cerco contiguo que no recibe carga alguna.
Ambos muros se deformarán de distinta manera produciéndose rajaduras. En este caso también se recomienda independizar los muros mediante una junta vertical.
B.5.- Deformaciones en vigas y techos 27
Estos defectos son raros en las estructuras bien calculadas, pero suelen verse cuando se construyen muros sobre losas aligeradas, viguetas o lozas macizas sin tomar las precauciones del caso.
Donde apoya un muro debería reforzarse la losa colocando dos o tres viguetas juntas, o construyendo una viga, pues de no hacerlo la deformación de la losa puede ser importante.
Consideremos ahora una estructura de hormigón de un edificio de departamentos, que desea cerrarse con tabiques de mampostería. Esta estructura puede deformarse debido a contracciones de fragua, viento, o simplemente al cargarse.
Las deformaciones (Flechas) pueden producir aplastamientos en la parte superior de la pared y grietas en la inferior. En el centro pueden aparecer fisuras por pandeo. Estos efectos pueden ocurrir en forma simultánea o independiente. Fig. 10a
Supongamos ahora que en un edificio se produce un asentamiento de parte de su estructura.
El sistema que estaba en equilibrio se altera produciendo tensiones como las de la Fig. 10b, que generan esfuerzos rasantes, de tracción y compresión a 45º con generación de grietas Fig. 10 y 11.
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Si la adherencia entre viga y columna o muros no es suficiente los esfuerzos tangenciales pueden producir otras fisuras Fig. 10b
B.6.- Apoyo en los extremos En los entrepisos de losas aligeradas o macizas y viguetas, debe tratarse que el apoyo sea al menos 2/3 del espesor del muro. También deben utilizarse lozas de techo de altura suficiente pues caso contrario la losa tendrá poco espesor y será muy elástica produciendo rotaciones con grietas y aplastamientos en el apoyo.
Además un apoyo insuficiente produce una excentricidad grande en las cargas que favorecen el pandeo. Fig. 12 29
B.7.- Aberturas Las aberturas debilitan el muro por que las cargas verticales que actúan sobre el dintel no son transmitidas al suelo por este paño sino por los paños laterales generándose esfuerzos diferenciales que pueden originar grietas como las indicadas en la figura 13.
A veces si la deformación del dintel es importante, la resistencia a la tracción de la mampostería es superada ocasionando rajaduras en forma de arco.
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C.- Acciones higrotérmicas
C.1.- Empuje entre muros adyacentes Las variaciones de temperatura y humedad provocan contracciones y dilataciones.
Cuando la mampostería dilata puede producir empujes sobre elementos vecinos dando lugar a fisuras en los mismos, las paredes que miran al Norte y Oeste dilatarán más que las otras pudiendo producir empujes y fisuras verticales. Fig. 14.
C.2.- Grietas por contracción térmica 31
Al enfriarse un muro se contrae siendo sometido a un esfuerzo de tracción. Estas grietas son generalmente verticales, pues si bien la contracción es uniforme en todas direcciones, el peso propio de la estructura contrarresta la deformación en sentido vertical.
La ubicación de las grietas pueden variar según las condiciones de vínculo lateral. Si hay anclajes en sus extremos las grietas aparecen cerca de los mismos, si no hay anclajes aparecen mas o menos centradas.
Como dato ilustrativo el coeficiente de dilatación térmica de la mampostería cerámica es 0,5x10-5 m/m ºC.
C.3.- Movimientos horizontales
C.3.- Movimientos horizontales
Las acciones higrotérmicas provocan movimientos básicamente horizontales pues los verticales como ya dijimos, resultan contrarrestados por el peso propio del muro.
En la figura 16 se ven algunas patologías típicas.
D.- Deficiencias de proyecto 32
La mayoría de los materiales de construcción cambia de tamaño debido a los cambios de temperatura, humedad o cargas a los que son sometidos.
Estos movimientos aparentemente pequeños causan tensiones que pueden producir agrietamientos.
Para evitarlos deben idearse diseños que minimicen acomoden o prevengan estos movimientos.
Juntas, fijaciones y refuerzos de acero son algunos de los sistemas generalmente empleados con el objeto de resolver estos problemas.
El coeficiente de dilatación térmica del ladrillo es aproximadamente la mitad del hormigón y del yeso. Respecto de los metales es tres veces menor.
En los materiales cerámicos el cambio de volumen al saturarse con agua es parecido al del hormigón pero no es reversible.
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Esto quiere decir que el ladrillo después de haberse mojado abundantemente previo a su colocación no cambia más de volumen aunque se seque o moje posteriormente.
En cambio el hormigón al secarse disminuye su volumen y al mojarse aumenta. Las diferencias de propiedades de los materiales requieren un cuidadoso análisis y es causa de algunos problemas. 34
Todas las patologías vistas anteriormente pueden evitarse si se tienen en cuenta algunos detalles en el proyecto.
D.1.- Uniones constructivas mal resueltas A veces desde el proyecto se diseña la unión de dos unidades constructivas distintas (Ej. Pared y columnas, encuentro de dos paredes en esquina de distintas características etc.) pensando que al aplicarles un mismo acabado superficial se logrará que ambas trabajen como un solo conjunto.
Es muy improbable de que esto ocurra y el resultado será la aparición de grietas, pues cualquier movimiento de la columna será transmitida a la mampostería.
D.2.- Falta de juntas de contracción/dilatación. Las juntas deben ubicarse a una distancia tal que los movimientos de contracción/dilatación no superen la cohesión interna o resistencia de la mampostería a la tracción horizontal.
D.3.- Falta de limitación en la flecha. Los reglamentos estructurales establecen flechas como un porcentaje de las luces. Es conveniente considerar las flechas en valor absoluto si las luces son grandes.
Las estructuras de mampostería son rígidas por lo que se aconseja que las cimentaciones lo sean también. Como norma general no deben admitirse flechas superiores a 1/1000. 35
D.4.- Muros de cerramientos excesivamente débiles. Hay que evitar muros de cerramientos muy delgados y largos, o con instalaciones gruesas embutidas.
Deben tomarse precauciones, especialmente en la instalación de agua caliente pues los plásticos y metales tienen elevados coeficientes de dilatación térmica.
También los metales deben estar protegidos porque la corrosión provoca aumentos importantes de volumen dando lugar a grietas que a su vez permiten el paso de mayor humedad acelerando el proceso.
2.2.1.3 Usos Las unidades de mampostería tienen limitaciones que hay que respetar, debemos ser cuidadosos en el proceso constructivo. Las cargas a que son solicitadas no deben sobrepasar a las normas establecidas, y tampoco darle a los muros usos que no les corresponden (muros de contención, noques, etc.)
Una vivienda debe durar como mínimo 50 a 80 años. Los ladrillos son uno de los pocos materiales de construcción que puede mostrar obras de más de 1000 años de antigüedad que todavía conservan todo su esplendor. A modo de ejemplo podemos citar la Gran Muralla China, Monumentos de la Antigua Roma y la Ciudad de Venecia con sus críticas condiciones higrotérmicas.
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Una vivienda de mampostería bien diseñada y construida no debería tener problemas durante su vida útil, sin embargo a veces por falta de conocimientos, o usos y costumbres no se construyen de acuerdo a las reglas, y surgen los problemas.
2.2.1.4 Requisitos de calidad Con cargo a extenderme más en el tema, conforme avance la investigación, podemos inferir de modo inmediato que los parámetros que más influyen en una buena calidad de la obra de mampostería son básicamente los siguientes:
- Buena calidad del ladrillo
- Buena calidad de la mano de obra
- Buen diseño del mortero
- Un proyecto ingenieril bien calculado
Con éstos parámetros en armonía, la obra resultante será de buena calidad, con la consiguiente seguridad y durabilidad deseadas.
3.- METODOLOGIA
3.1.- Tipo y nivel de la investigación La investigación del presente estudio
es del tipo descriptivo, no 37
experimental, de corte transversal.
Es descriptivo porque describe la realidad, sin alterarla.
Es no experimental porque se estudia el problema y se analiza sin recurrir a laboratorio, se desarrolla in situ, con la teoría disponible, fruto de la experiencia de casos similares.
Es de corte transversal porque será para el periodo diciembre 2009- febrero 2010
3.2.- Diseño de investigación Se efectuó siguiendo el método del muestreo aleatorio simple, en la que se determina la calidad y condición de la patología en las estructuras de la edificación. Este diseño se grafica de la siguiente manera:
M ------------------- O ------------------ A M = Muestra O = Observación A = Análisis Para muestrear las viviendas en la ciudad de Sullana se seleccionaron las casas utilizando el método de muestreo aleatorio simple en cada manzana , determinando así
las viviendas a muestrear, limitando mi área de
investigación a la Urbanización López Albújar, I Etapa, por considerarlo un 38
buen exponente del estado actual de las obras civiles unifamiliares en Sullana.
Los lotes son de 6.00 x 25.00 mts., asentados en terreno arenoso del tipo eólico, de mala gradación (SP) con una capacidad portante que oscila entre 0.5 y 1.00 Kg/cm2, según la profundidad a la que se excave (mínimo 0.9 mts de profundidad).
Todos son módulos muy pequeños, con muros de soga, y las ampliaciones son autoconstruidas o construidas empíricamente por terceros, siendo la estructuración del tipo Albañilería Confinada, no hallando casi ninguna columna o viga estructural, solo de amarre. En las calles sólo han colocado afirmado compactado.
Los cimientos, aunque bien dimensionados, están pobremente elaborados, no resultando adecuados para edificar segundos pisos, cosa que sí se ha hecho en varios casos, con sus consecuencias respectivas.
Las casas están construidas una pegada a la otra, observándose en muchos casos muros medianeros.
La mayoría de las casas no están tarrajeadas, o solamente la fachada, lo que facilitó mi trabajo de observación. Abunda el solaqueo pintado.
La densidad de casas es elevada por manzana. 39
Todas éstas características son, a mi juicio, las que las hacen elegibles para un muestreo de investigación que luego haré extensible a la ciudad de Sullana, en otras palabras, son una muestra típica del tipo de vivienda y modo constructivo de la mayoría de las casas de material noble se Sullana.
3.3. Universo o población y muestra
3.3.1 Universo o Población Nuestro universo está conformado por viviendas de la ciudad de Sullana. Enmarcadas en el perímetro de lo que comprende La Urbanización López Albújar I Etapa.
3.3.2. Muestra Se seleccionaron de tal manera que de todas las manzanas de dicha urbanización se seleccionen viviendas tipo, en calidad y cantidad, debiendo cumplir con las siguientes cualidades. -Similitud con el universo. -Participación de todas las calles. -Participación de todas las manzanas.
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41
42
43
3.3.3. Muestreo Se seleccionaron de modo que todas las manzanas de las calles de
la
urbanización referida estén representadas, y para ello se tendrá el ordenamiento de la información en estratos de primer orden completamente al azar.
3.4. Definición y operacionalizacion de las variables
CUADRO DE OPERACIONALIZACION DE VARIABLES 3.5. Técnicas e instrumentos. Variable
Patologías de muros más comunes en las viviendas de material noble de la ciudad de Sullana
Definición conceptual
Dimensiones
Definición operacional
Determina la extensión y tipo de daño de los muros de las viviendas de material noble, evaluando adecuadamente los diferentes tipos de agrietamiento y su presencia cuantitativa, en la ciudad de Sullana.
Agrietamiento Variabilidad en de muros, en Tipo, grado de las viviendas a presencia y Investigar. ubicación de los agrietamientos de las estructuras en los muros.
Indicadores
Tipo de agrietamiento: Vertical, Horizontal, Oblicuo Grado de presencia del agrietamiento en cantidad: Leve Moderado y Severo Ubicación de la grieta: En claros En vanos En encuentro de muros. En columnas. En Sobrecimientos 44
Se utilizó la Ficha Técnica (Anexo) como instrumento de recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido, y como herramienta una cinta métrica y un calibre Vernier, para medir largo y ancho de las grietas, respectivamente, conjuntamente con una observación con ojo experimentado. Se realizó vivienda por vivienda.
4. RESULTADOS
4.1. Determinación y Ubicación del área de estudio.
Como ya mencioné, tomé como muestra la Urb. López Albújar I Etapa (Plano Nro. 1), urbanización que arrojó, para fines de toma de datos, los siguientes resultados:
Número de Manzanas: 23
Número de calles:
13
Número de casas:
512
(Ver plano Nro. 2)
Con ésta información determiné que 50 casas, casi el 10% del total de viviendas, sería el número a investigar, teniendo en cuenta que deben quedar representadas todas las manzanas y todas las calles de dicha zona. (Plano Nro. 3). 45
4.2 Tipos de grietas existentes y su patología. De las 19 patologías principales de muro que se enunciaron en el capítulo 2.2.1.2, solamente tuvieron una presencia significativa seis de ellas, a saber:
Patología Nro. 1 Falta de adherencia entre mortero y ladrillo,y mortero en mal estado, patología hallada en el 92% de las viviendas.
Patología Nro. 2 Falta de traba en las esquinas, hallada en el 100% de las viviendas.
Patología Nro. 3 Uniones a paredes existentes, halladas en un 98% de las viviendas
Patología Nro. 4
Asentamiento Diferencial, halladas en un 70% de las
viviendas.
Patología Nro. 5 Muros sometidos a cargas muy diferentes, halladas en el 80% de las viviendas.
Patología Nro. 6 Aberturas, halladas en el 94% de las viviendas.
DIAGRAMAS DE PATOLOGIAS 46
PATOLOGÍA Nº 1
FALTA DE ADHERENCIA ENTRE MORTERO Y LADRILLO, Y MORTERO EN MAL ESTADO
47
PATOLOGÍA Nº 2
FALTA DE TRABA EN LAS ESQUINAS
48
PATOLOGÍA Nº 3
UNIONES A PAREDES EXISTENTES
49
PATOLOGÍA Nº 4
ASENTAMIENTO DEIFERENCIAL
50
PATOLOGÍA Nº 5
MUROS SOMETIDOS A CARGAS DIFERENTES
51
PATOLOGÍA Nº 6
ABERTURAS
52
Las otras patologías tuvieron una brusca caída en cuanto a su presencia cuantitativa (cantidad), siendo las mismas del orden del 10% o menos. Casi todas las grietas tenían un ancho de 6 mms. o menos, lo que nos indica que no ha habido desplazamientos, hundimientos aplastamientos o deslizamientos importantes, es decir, no afectan su capacidad portante, sea cual sea ésta.
La deformación horizontal leve de una estructura, si bien no afecta casi nunca su capacidad resistente, si genera diversas lesiones en elementos constructivos no estructurales, con consecuencias económicas consiguientes.
4.2.1 Fichas Técnicas. Usando las Fichas Técnicas, mostradas en el Anexo, recabé datos de la presencia de las grietas halladas y su tipo en cada casa visitada, datos que posteriormente evalué y me permitió diagnosticar la patología adjunta.
En ésta ficha técnica, podemos ver, fácilmente, el tipo de grieta, su ubicación, grado de presencia cuantitativa de dicha grieta, y la patología que aquella implica.
53
El tipo de grieta: Está designada por su inclinación con respecto a la horizontal, son de tres tipos: Horizontales Oblicuas Verticales
Ubicación de la grieta: Mostrado en los recuadros superiores de la ficha, nos indica dónde fue hallada la misma, a saber: - En el claro, o sea, en el centro del muro o sus inmediaciones. - En los encuentros de muros (esquinas o continuaciones). - Vanos de puertas y ventanas - Columnas, siempre de amarre. - Sobrecimientos, cuando la grieta lo atraviese.
Grado de presencia: Es el número de grietas, mostrada como un rango, del mismo tipo, halladas en determinada ubicación. Durante la investigación, encontré que habían grietas en todas las casas estudiadas, con un máximo aproximado de seis grietas por cada patología, de donde, por proporcionalidad simple, llegué a los siguientes rangos:
Presencia Leve (L): de 1 a 2 grietas
Presencia Moderada (M): de 3 a 4 grietas
Presencia Severa (S): de 4 a 6 grietas. 54
55
56
4.2.2.- Cuadros Estadísticos
PATOLOGÍA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
PORCENNº CASAS TAJE 92 46 46 92 50 100 49 98 4 8 35 70 3 6 1 2 40 80 4 8 1 2 47 94 0 0 0 0 0 0 6 12 6 12 0 0 5 10
Como se puede apreciar, son sólo seis las patologías que merecen ser tratadas por ser, con mucho, las más frecuentes.
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5. DISCUSION Una vivienda de mampostería de ladrillos o bloques de hormigón así como cualquier obra en general construida con sistemas tradicionales o no tradicionales, si está bien diseñada y construida no debería tener problemas durante su vida útil. Sin embargo, a veces por un diseño incorrecto, por no construir de acuerdo a las reglas del arte, por efectos climáticos extremos o cambios de las propiedades de los suelos, o bien por un mal uso de la vivienda, pueden aparecer algunas patologías o vicios de construcción. En Sullana, como en casi todo el Perú, la mayor parte de las viviendas se han construido en forma empírica, sin considerar los tipos de suelo, condiciones y capacidad portante, proporción de agua en las mezclas, calidad, inicio y duración del tiempo de curado según la época en que se construye y la hora de elaboración de los concretos, el concepto de cuantía de acero es algo completamente desconocido para las personas que se encargan de la mayor parte de las viviendas unifamiliares, lo que aumenta el riesgo de encontrar viviendas con patologías. Dado la necesidad de lograr que nuestras construcciones en la ciudad de Sullana se desarrollen con la calidad correspondiente, es necesario evaluar el estado de las construcciones actuales de las viviendas, y
la determinación del numero de
viviendas que son afectadas por alguna patología, y conociendo cual es la patología 58
que mas incide en las viviendas de la ciudad es que podremos evaluar y proponer las recomendaciones correspondientes.
El estudio se centró en las Patologías de Muro de Mampostería como una herramienta primaria y sencilla que nos permita reconocer, de una manera rápida y con un buen grado de exactitud, el tipo de patología de muro que afecta a la mayor parte de las viviendas.
Las unidades de vivienda que presentan la mayor cantidad de patologías de todo tipo son aquellas del tipo unifamiliar y autoconstruidas, por lo tanto el universo de la investigación fue éste tipo de viviendas.
Existen una serie de anomalías conocidas como patologías de muro, que adolecen nuestras viviendas lo que implica que se requiere conocer los tipos de patologías que inciden más en la ciudad de Sullana, habiendo tomado como caso representativo a la Urbanización López Albújar I Etapa, ésta urbanización, se inició con unos módulos muy pequeños, que constaban de una habitación y un baño, y que en los últimos 20 años han sido ampliados a lo largo y alto. Todas ellas fueron construidas de manera empírica, lo que ha implicado toda una serie de patologías en éstas viviendas, especialmente las de muro.
Todos son módulos muy pequeños, con muros de soga, y las ampliaciones son autoconstruidas o construidas empíricamente por terceros, siendo la estructuración del tipo Albañilería Confinada, no hallando casi ninguna columna o viga estructural, solo de amarre. En las calles sólo han colocado afirmado compactado. 59
Los cimientos, aunque bien dimensionados, están pobremente elaborados, no resultando adecuados para edificar segundos pisos, cosa que sí se ha hecho en varios casos, con sus consecuencias respectivas.
Las casas están construidas una pegada a la otra, observándose en muchos casos muros medianeros.
Parto del problema de que dice que es posible tener una idea general y razonablemente acertada del estado de los muros de una vivienda, en éste caso de la ciudad de Sullana, observando las patologías de muro más comunes, en otras palabras, prestando atención a los agrietamientos y con un ojo entrenado, aunado a la experiencia, podemos dar un diagnóstico temprano y rápido de los problemas que aquejan a éstas viviendas.
Es claro que se trata de un diagnóstico primario, sujeto a una posterior verificación más concienzuda, pero nos permite estar alertas y tomar medidas ante el problema hallado.
Se inspeccionaron un total de 50 viviendas, contabilizando en cada una las grietas encontradas.
Se utilizó la Ficha Técnica (Anexo) como instrumento de recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido, y como herramienta una cinta métrica y un calibre Vernier, para medir largo y ancho de las grietas, respectivamente, 60
conjuntamente con una observación con ojo experimentado. Se realizó vivienda por vivienda.
De las 19 patologías principales de muro que se enunciaron en el capítulo 2.2.1.2, solamente tuvieron una presencia significativa seis de ellas, a saber:
Patología Nro. 1 Falta de adherencia entre mortero y ladrillo,y mortero en mal estado, patología hallada en el 92% de las viviendas.
Patología Nro. 2
Falta de traba en las esquinas, hallada en el 100% de las
viviendas.
Patología Nro. 3 Uniones a paredes existentes, halladas en un 98% de las viviendas
Patología Nro. 4 Asentamiento Diferencial, halladas en un 70% de las viviendas.
Patología Nro. 5 Muros sometidos a cargas muy diferentes, halladas en el 80% de las viviendas.
Patología Nro. 6 Aberturas, halladas en el 94% de las viviendas.
Usando las Fichas Técnicas, mostradas en el Anexo, recabé datos de la presencia de las grietas halladas y su tipo en cada casa visitada, datos que posteriormente evalué y me permitió diagnosticar la patología adjunta.
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En ésta ficha técnica, podemos ver, fácilmente, el tipo de grieta, su ubicación, grado de presencia cuantitativa de dicha grieta, y la patología que aquella implica.
6. CONCLUSIONES.
1. La mayor parte de las viviendas en Sullana tienen problemas en sus muros.
2. La mayor parte de los habitantes tienen un nivel bajo de ingresos y no le dan mucha importancia o no pueden costear un mantenimiento efectivo para sus viviendas.
3. La tasa de agrietamientos en las viviendas es muy alta y todo indica que el proceso de deterioro seguirá.
4. No hay mucho que se pueda hacer por las viviendas ya construidas excepto obras de arte, pues estructuralmente están dañadas de manera permanente, las causas que los originó no han desaparecido, y es muy caro o difícil que desaparezcan, salvo alguna que otra excepción.
5. El tipo estructural de Albañilería Confinada tiene su sustento en la buena calidad de la albañilería y las bases, hallándose ambas características presentes de modo mediocre o malo en el proceso constructivo de las viviendas en ésta ciudad. 62
7. RECOMENDACIONES.
1.
Desarrollo de reglas de fácil cumplimiento que se basen, sin complica-
ciones, en estructuras simples pero seguras ante eventos catastróficos, incluyendo las previsiones para el refuerzo de los cimientos.
2.
Implementación de procedimientos de autorización de construcción es-
trictos, donde se debe incluir el control continuo de todas las construcciones y las penalidades concurrente con viviendas no conformes y en falta. Las Municipalidades tienen la palabra.
3.
Mejorar sustancialmente la calidad de la factura de los ladrillos artesa-
nales, de los cuales están hechas la casi totalidad de viviendas en Sullana.
4.
Respaldar todo lo anterior con estructuras legislativas rigurosas y mar-
cos de adherencia claros y monitoreo continuo, realizado por Ingenieros Civiles serios y con experiencia.
63
5.
Educar a los maestros de obra y los albañiles, en todas sus categorías,
para que tengan una mayor y mejor destreza en su campo. Los métodos actuales son caducos, anticuados y, en muchos casos, erróneos.
8. REFERENCIAS
1.- Juan B. Pérez Valcárcel - “Sistema de análisis de patologías por Muro” http://pmb.apatgn.org/opac_css/index.php?lvl=author_see&id=133
2.- Eduardo Guardín S. - “Patologías habituales en Construcción http://www.arqa.com/index.php/esa/cursos-seminarios/patologias-habituales-de-laconstruccion.html
3.- Univ. De la Rioja - “Eliminación de la patología de muro” http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2104399
4.- Francisco Serrano A. - “El lenguaje de las grietas” http://www.concretonline.com/pdf/07construcciones/art_tec/patologia39.pdf
5.- Instituto de la Vivienda-Chile - “Diseño y aplicación para evaluar Patologías” http://redalyc.uaemex.mx/pdf/258/25805108.pdf 64
6.- Alcaldía Mayor de Bogotá - “Guía de patologías constructivas“ http://www.sire.gov.co/portal/page/portal/sire/componentes/EvaluacionDanos/docume ntos/Descargas/Capitulo1.pdf
ANEXOS 65
