Patología de edificaciones en Edificios tipo túnel en Caracas

El término patología, ampliamente usado en el contexto de la medicina, se define como el estudio sistemático de los defectos o enfermedades con el objetivo de encontrar sus causas, síntomas y tratamiento. Esto aplicado al estudio de los edificios, utilizando una metodología y una práctica forense ha dado lugar a la patología de las edificaciones.

Sin embargo la patología de las edificaciones debe tener un enfoque holístico de comprensión de los edificios. Esto se refiere al conocimiento de cómo los edificios están diseñados, construidos, utilizados y modificados o remodelados, así como los diversos mecanismos que afectarán a los materiales con los cuáles han sido construidos. La patología de las edificaciones va muy de la mano con la calidad de las mismas, y si se trata de viviendas la presencia de defectos en dichas construcciones generará un posible peligro para los ocupantes. Sólo por mencionar un ejemplo, recientemente el Banco Interamericano de desarrollo (BID) ha afirmado que en México el 70% de las viviendas no tienen la calidad adecuada para habitarse y para su ejecución deberían utilizarse tecnologías constructivas asequibles y eficientes.

El presente estudio de investigación se centrará en un sistema estructural muy difundido en Venezuela denominado sistema tipo túnel. Este sistema emplea como elementos principales los muros de pared delgada de concreto, dado que son elementos resistentes a cargas de gravedad y de sismo y con losas de entrepiso también poseen un espesor similar a las paredes. Como refuerzo se utilizan mallas electrosoldadas.

Figura 1 Edificaciones tipo tunel en Caracas

Si bien es cierto que este sistema nació como una solución para acelerar los tiempos en la construcción de las viviendas de los estratos sociales bajos, por ser más económico al industrializar la construcción; hoy en día en Venezuela, como en muchos países de Latinoamérica, su uso se ha extendido a todos los niveles, por ejemplo se utiliza en residenciales destinadas para familias de nivel socioeconómico alto, como se apreció en el barrio caraqueño de Colinas de la Tahona. Los muros y las losas poseen casi el mismo espesor debido a que son vaciados de forma simultánea usando un solo encofrado en este proceso. Los encofrados tienen la forma de una U invertida como se observa en la figura 2, y se colocan uno junto al otro de tal modo que al verter el concreto se forman tanto los muros como la losa de entrepiso de manera monolítica. Desde la losa de cimentación se colocan unos zócalos o resaltes, los cuales servirán de referencia al encofrado y constituyen el inicio de los muros.

Figura 2. Sisetma de encofrado tipo Tunel de FICS Venezuela en obra en construcción

En este encofrado los paneles verticales poseen de una estructura que soportará en su parte superior una platea de trabajo y en su parte inferior posee gatos mecánicos que regulan la altura y logran un aplomo correcto. El panel con su estructura descansa sobre consolas que se fijan al muro, ya realizado, mediante tirantillas pasantes alojadas en los agujeros resultantes de la fase anterior. Mientras en un edificio se está desencofrando, este encofrado se va colocando en el edificio adyacente, y mientras esto ocurre se va armando las mallas en el primer edificio.

Las mallas de refuerzo son generalmente tomadas de tres o cuatro tipos para cada obra, dos o tres para los muros dependiendo de la altura del edificio y una para la losa. También se colocarán refuerzos extremos, los cuales son refuerzos colocados en cada extremo de los muros y forman lo que se podría ver como una especie de columna de acero que va continua a lo largo del edificio, realizándose empalmes en cada nivel.

Como sostuvo el Prof. Marinilli, docente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela, “este sistema usualmente se ha empleado en edificaciones de hasta 4 pisos de altura, y en edificios de tipo social construidos masivamente y mas aún en los últimos 5 años por el boom de la industrialización en la construcción en el país”. También afirmó que hay muchos edificios tipo túnel en Venezuela, particularmente en la ciudad de Caracas y sus ciudades satélites, como son Guarenas y Guatire.

Este mismo experto sostuvo que este sistema si es bien concebido, ejecutado y mantenido seguramente se comportará de manera adecuada para cualquier tipo de solicitaciones. Aunque también admitió que por el mismo sistema de encofrados empleado ocasiona que sean edificios muy rígidos, muy resistentes en la dirección corta donde están los muros portantes y muy flexibles y muy poco resistentes en la otra dirección.

Figura 3. Alta rigidez lateral en la dirección corta o longitudinal y poca rigidez lateral en la dirección transversal.

Figura 4. Diferencia de rigidez lateral en las dos direcciones ortogonales principales

Es importante conocer la parte constructiva de este sistema debido a que en esta investigación nos centraremos en las patologías encontradas durante el proceso constructivo de la obra gris. Estos defectos encontrados se deben a una o varias causas, las cuales no se desarrollaran en esta primera etapa de la investigación. Para ello se centró la investigación en la inspección de algunos edificios en construcción para luego en un futuro proponer alternativas de solución.

Las principales patologías detectadas se presentan a continuación:

1. Rotura de elementos estructurales

Se ha notado la presencia de la rotura de elementos estructurales, como son las losas de entrepiso, al parecer, para la instalación de las tuberías de las diferentes instalaciones de las edificaciones. Esto ocasiona una zona de debilitamiento de toda esa área de la losa, desde el punto de vista estructural, pues el acero de refuerzo de la malla pierde continuidad al estar cortado, así como por la junta fría que se producirá en la zona de interface con el concreto nuevo, a colocarse en ese lugar, y por donde se producirán filtraciones.

Figura 5. Rotura de losa de entrepiso para el paso de tuberías de instalaciones.

2. Mala instalación de la malla electrosoldada

Con se puede observar en la figura 6, la malla quedó muy cerca a la superficie y el concreto se agrieto en esos sitios por falta de recubrimiento. Al llover pasa el agua por las fisuras, dado que la malla ha sido mal instalada. A esto se suma el hecho que la malla ya comenzó el proceso de corrosión, debido a la presencia de agua, humedad y el medio ambiente.

Figura 6. Mala instalación de malla electrosoldada

3. Segregación en la base del muro

En la base de los muros, donde van ubicados los zócalos o resaltes, se ha encontrado la presencia de segregación del concreto, como se muestra en la figura 7.

Figura 7. Segregación en la base de los muros

4. Presencia de segregación y oquedades

Se exteriorizan segregación y oquedades, los cuales son vacíos o huecos en los elementos al momento de fraguar, cuando se presentan algunas de estas situaciones: Durante el recorrido del hormigón colocado, existencia de obstrucciones como acero de refuerzo mal distribuido o excesivo, tuberías embebidas, cajas eléctricas; cuando la mezcla no es lo suficientemente trabajable; o cuando una falta de atención de la compactación o vibrado. En la figura 8 se puede observar el fondo de una escalera de concreto sumamente deteriorada por la presencia de oquedades y la exhibición del acero longitudinal de refuerzo, el cual ya ha comenzado su proceso de corrosión.

Figura 8. Segregación y presencia de oquedades en el concreto del fondo de una escalera

También la figura 9 se muestra un gran hueco en la parte superior de un muro de concreto que al asentarse, fraguar y colocarse el concreto superior, queda el vacío.

Figura 9. Hueco en un muro de concreto.

En la figura 10 se puede observar una gran oquedad en el talón de un muro. Justamente los talones de los muros son las zonas donde se concentrará la resistencia a momento flector de dichos elementos. El trabajo de reparación de esa zona se muestra complicada debido a que no es sólo rellenar con hormigón fresco el gran hueco, sino que hay que remover toda la zona fofa e inestable del hormigón y además aplicar un epóxico puente de adherencia para pegar el hormigón viejo con el hormigón nuevo.

Figura 10. Gran oquedad en el talón de un muro.

5. Soplado de concreto en muros

El soplado o inflado del concreto en los muros es debido a la presión que ejerce el hormigón fresco y colocado sobre los paneles del encofrado y que ésos no han podido resistir. Esto trae consigo que una vez desencofrado el muro no esté aplomado y deba recurrirse al picado, como se observa en la figura 11, lo cual genera impacto en la estructura y la utilización de recursos de mano de obra así como el consiguiente empleo de mezcla cementicia para su enlucido.

Figura 11. Picado sobre área de pared para disminuir soplado

6. Humedad en obra

La presencia de agua en la obra como se observa en la figura 12 origina una serie de problemas y complicaciones. El exceso de humedad, causado por el aumento de la humedad ambiental, la condensación, fugas o procesos constructivos, constituye una de la más extendida causa de daño por deterioro y decadencia de los edificios. Esto se debe porque incrementa el ataque químico y biológico en los materiales con los cuales están construidas las edificaciones.

Figura 12. Humedad en losa de cimentación

Además existe un principio básico para el logro de una estructura durable consiste en obtener, en la medida de lo posible, el máximo de aislamiento respecto al agua.

7. Fisuras

La fisuración afecta la apariencia de la superficie del concreto y por lo tanto su calidad estética, sobre todo si se trata de concretos arquitectónicos o expuestos a la vista. La presencia de fisuras y grietas da la sensación de inseguridad estructural y de riesgo por falla de elementos o colapso de la estructura. Dependiendo de las condiciones de exposición, la presencia de fisuras y grietas pueden ser una invitación al deterioro prematuro. En la figura 13 se presentan algunas fisuras de contracción plástica presentadas en losa de entrepiso.

Figura 13. Fisuras de contracción plástica presentadas en losa de entrepiso

El estudio de las fisuras es importante debido a distintos puntos de vista de:

a) La adherencia mecánica que debe existir entre el acero y el concreto.

b) La resistencia frente a los esfuerzos del cortante

c) El ataque químico al concreto, por penetración de sustancias agresivas,

d) La corrosión de las armaduras por penetración de oxígeno.

8. Moho

El moho es un tipo de hongo microscópico, de entre 3 y 100 micras. Los tipos más frecuentes encontrados en viviendas son el Aspergillus, Cladosporium, Penicillium y Alternaria. Presentan diversos colores, claros, como el blanco o el rosado, u oscuros, como los verdosos, pardos, grises o negros, dependiendo de la cantidad de micelio. Las esporas del moho se encuentran en el aire, y en casi todas las superficies pero requieren una fuente de humedad para poder crecer.

Un aspecto importante de los hongos de superficie, es que durante su crecimiento pueden causar daños mecánicos por acción de las hifas que penetran la microestructura del concreto, y alteraciones químicas debidas al desprendimiento de ácidos orgánicos e inorgánicos y otras sustancias químicas que producen. Las características más evidentes y notorias de su presencia en una superficie de concreto son:

a) La formación de manchas de coloración macromorfólica diferente (verdes rosáceos y ceniza oscuro)

b) Desagradable olor a moho que impregna el medio ambiente.

El ataque es debido fundamentalmente al pH resultante, habiéndose encontrado que la acidez de los fluídos tomados del hongo fresco da un pH de 1.9 para el "Poria Vaporia" y de 2.8 para el "Merulius Lacrymans". Los fluídos provenientes del "Poria Vaporia" contenían ácidos orgánicos, incluyendo ácidos cítrico y oxálico. Ambos hongos pueden penetrar en el concreto 30 mm en un período de 3 a 4 meses.

Figura 14. Moho presentado en fondo de losa de entrepiso por humedad

9. Junta fría

La junta fría es una discontinuidad resultante de la demora en la colocación del concreto por un tiempo prolongado que impide la unión eficaz de dos capas o porciones sucesivas del materia. Esto se evidencia en la Figura 15.

Figura 15. Junta fría en muro de concreto