Patología causada por daños Principios básicos para el reconocimiento de una patología estructural Proceso de reconocimiento para solucionar la patología Análisis previo: Patología según el material Tipos y causas de deterioros en estructuras de concreto. Patología y soluciones en estructuras de concreto Tipos fisuras causadas por fuerzas externas, problemas de diseño o de ejecución Fisuras causadas por problemas con las armaduras

1. Tipos de daños que sufren las estructuras
Instituto Universitario Politécnico
«Santiago Mariño»
Extensión Porlamar
Mantenimiento
Profesora: Ing. Fanny Rodríguez
Porlamar, Julio de 2016
Realizado por:
Yalorde Gomez C.I:24766197
Sección: 1A

2. Patología causada por daños
Las patologías causadas por daños, son las que se manifiestan en deformaciones, desplazamiento
o ruptura de los elementos durante y/o luego de la incidencia de una fuerza o agente externo a la
edificación. Los daños pueden ser producto de la ocurrencia de un evento natural, como un
sismo, una inundación, un derrumbe, entre otros. Pero también pueden aparecer daños en las
estructuras causados por el uso inadecuado de las mismas, por ejemplo el caso en el que la
edificación es obligada a soportar un peso superior al que fue concebido inicialmente
(sobrecarga). Los daños muchas veces son inevitables, pero se pueden disminuir; no podemos
impedir que ocurra un evento natural, pero sí podemos hacer que éste no se convierta en un
desastre. Se deben concebir estructuras menos vulnerables, evitando los defectos en el diseño,
materiales y construcción, seleccionando la ubicación adecuada para la edificación, respetando
los criterios de diseño, y muy especialmente, empleando un poco el sentido común.

3. Principios básicos para el reconocimiento de una patología
estructural
Para iniciar cualquier tipo de investigación patológica a una estructura siempre se deben tener
presentes los antecedentes históricos de la misma. Estos antecedentes permitirán a los
investigadores tener una idea más clara de cuáles son las causas por las que se pueda estar
presentando dicha patología en la estructura. A continuación se hacer referencia a los aspectos
que se deben tener claros al inicial un estudio patológico:
- Sismos: Los movimientos telúricos ocurridos durante la vida útil de la estructura.
- Proceso constructivo: Dependiendo de la forma en que estén dispuestos todos los elementos que
componen el sistema estructural primario de las edificaciones, se logrará de una forma más
acertada diagnosticar las causas y de igual forma dar las recomendaciones para el tipo de
intervención que se le deba realizar a la estructura afectada.
- Estado de los materiales: En la calidad y la forma de cómo sea su composición se podrá
determinar por medio de modelación y cálculos matemáticos los parámetros mínimos de
resistencia que tiene la estructura.
- Entorno: Depende de la geografía, topografía, características ambientales donde se encuentra
ubicada la estructura y de todo su entorno, el que permita que por diferentes causas (físicas,
mecánicas o químicas) se puedan estar presentando los síntomas para una patología estructural.

4. Proceso de reconocimiento para solucionar la patología
La ejecución de una reparación puede tener como posible procedimiento de reconocimiento, una
técnica que emplea cinco etapas.
1. Encontrar deterioro. Es precisa la advertencia del deterioro antes de que sea demasiado tarde. Es
imprescindible saber qué buscar y cómo hacerlo, para descubrir los deterioros, los que se ven y los que
no se ven.
2. Determinar la causa: Es la etapa más difícil de todas y la más importante.
No significa detectar la causa específica, sino eliminar posibilidades hasta quedarnos con algunas y así
escoger un método de reparación, ya que muchas veces es difícil detectar la causa.
No hay reglas ni métodos elaborados para determinar causas de los deterioros.
Cada caso es particular y debe ser objeto de un diagnóstico.
La experiencia permite un esquema de principios, como las fisuras en muros de cimentación, se
forman en diagonal; la pasta de cemento sometido a ataques de sulfatos tiene un aspecto
blanquecino y mate. Las fisuras por corrosión de armaduras forman una línea recta paralela
equidistante y dejan aparecer huellas de óxido.
Sugerencias. Pasos de estudio:
• Inspeccionar la obra
• Observarla con mal y buen tiempo
• Compararla a otras construcciones próximas y analizar lo anormal.
• Estudiar el problema. (Tomarse tiempo en el mismo)
• Estudiar la solución.

5. 3. Evaluar la resistencia de la obra en su estado actual : En general la obra examinada está en
servicio. Por tanto resulta importante determinar cuanto antes el posible uso sin peligro o si
conviene reducir el mismo.
La evaluación de la resistencia de una obra dañada resulta importante. Aunque estos casos no
son los más comunes, se debe considerar como un ejemplo, que muchas veces los deterioros se
presentan en recubrimientos que si bien no participan directamente en la resistencia, ayuda a la
protección contra por ejemplo la corrosión de los aceros, que en caso de una alto grado del
mismo puede poner en colapso a la estructura.
Existen métodos de planteamiento de los problemas.
• Método del porcentaje preestablecido
• Análisis real de tensiones
• Pruebas de carga
4. Evaluar las reparaciones: En esta etapa es cuando se producen las decisiones en cuanto a:
• Progresión de los deterioros
• Tomar medidas de conservación de la obra en su estado actual sin reforzarla
• Reforzar la obra
• Como caso extremo la decisión de abandonar la obra, debido a que los deterioros son de gran
importancia.

6. 5. Elegir y proponer un método de reparación:
Se trata de elegir el procedimiento menos costoso que sirva para obtener el fin perseguido se
debe tener en cuenta las siguientes consideraciones:
• Se debe considerar el conjunto de gastos, que comprende inicial, conservación e interés.
• Para realizar bien una reparación, esta debe hacerse con cuidado y reflexión.
• En caso de pocos daños y aislados se podrán realizar reparaciones aisladas.
• es preciso asegurar que la reparación impedirá el progreso del deterioro, sino habrá que tomar
medidas de seguridad de reparación.
• Si la obra se ha debilitado se debe devolver la resistencia inicial.
• Es preciso asegurar que las reparaciones, no dificultaran seriamente el uso de la obra.
• Se debe prever que no se dañen otras obras o parte de la misma.

7. Análisis previo: Patología según el material
Existen tres vías principales que deberán contemplarse en todos los casos siempre que sea
posible:
• Inspección visual. Deberá afectar a toda la estructura accesible, debiendo hacerse un
reconocimiento de la estructura del edificio (luces, secciones, tipología de los perfiles,
arriostramientos, etc.), de los sistemas de unión (geometrías de las uniones, disposición de los
enlaces, dimensiones de algunos elementos como longitudes y gargantas de soldadura, etc.) y
de los posibles defectos o disfunciones que pueda presentar la estructura (deformaciones,
corrosión, etc.).
• Toma de muestras y ensayos destructivos .Inspección referente a la toma de muestras, catas y
ensayos destructivos. Busca principalmente determinar mediante ensayos de tipo organoléptico,
mecánico y químico las características físicas (composición, densidad, resistencia a compresión,
resistencia a tracción, módulo elástico, etc.) de los distintos materiales que forman parte de la
estructura. Ensayos no destructivos. Pretende obtener la mayor cantidad de información posible
con la menor afectación posible a la estructura mediante radiografías, líquidos penetrantes,
ultrasonidos, pruebas de carga estáticas, ensayos dinámicos, etc.

8. • Ensayos no destructivos: La inspección mediante ensayos dinámicos, basada en la lectura
de la respuesta que presentan las estructuras al vibrar de manera libre o forzada, ha crecido
de manera importante los últimos años gracias a la capacidad de este tipo de ensayos para
facilitar información geométrica y mecánica de las estructuras así como detectar en algunos
casos sus posibles daños o patologías. La principal ventaja que presentan los ensayos
dinámicos es la posibilidad de realizar un número elevado de medidas en un margen de
tiempo razonable, así como repetir las mediciones cuantas veces sea necesario.

9. Tipos y causas de deterioros en estructuras de concreto.
Al observar un concreto defectuoso no solo debemos concentrarnos en el efecto en sí mismo sino
que además debemos tratar de lograr recabar la mayor cantidad de datos que nos den una pista
sobre la verdadera causa del defecto.
Una fisura puede tener múltiples orígenes, en algunos casos una rápida mirada será suficiente para
determinar el origen de la misma, pero en la mayoría de los casos no es así. Solo tendremos pistas
sueltas que debemos ir uniendo a fin de hallar la verdadera causa.
Grieta: Abertura incontrolada que afecta a todo el espesor.
Fisura: Abertura que afecta a la superficie del elemento o su acabado superficial (revoque).
Los orígenes de las mismas son:
• Deficiencia de ejecución y/o materiales.
• Acciones mecánicas externas (cargas o asentamientos del terreno). Los esfuerzos son de
tracción, corte o rasantes.
• Acciones higrotérmicas.
• Deficiencias del proyecto.
• Fisuras en revoques. Si bien no son patologías estructurales directas, pueden ser la manifestación
de una patología estructural o ser origen de una patología.

10. Patología y soluciones en estructuras de concreto
En una estructura de concreto se pueden encontrar las siguientes patologías
Carbonatación.
En la hidratación del cemento (reacción entre el cemento y el agua) se forman, entre otros, cantidades
importantes de Ca(OH)2, llamado también portlandita, que otorga al conjunto un carácter
eminentemente básico y que oscila entre 12 y 13 en valores de Ph (protector de la armadura).
Con el tiempo, el CO2 de la atmósfera pasa a través de los poros del hormigón, se combina con los
compuestos químicos de éste, principalmente con el hidróxido Cálcico, y llega a formar carbonatos
cálcicos, siguiendo la conocida reacción de adormecimiento de cal aérea.
La transformación progresiva de los hidróxidos cálcicos en carbonatos cálcicos provoca el descenso del
carácter básico hasta valores de Ph de 8 a 9, incluso inferiores, que hacen desaparecer la protección
química que supone el pH básico (12-13) de cara a la corrosión de las armaduras.
La corrosión se produce a lo largo de toda la superficie de la armadura y esto implica el consiguiente
aumento de volumen del acero y, posteriormente, la aparición de grietas en el elemento constructivo.
Hay que hacer constar que la carbonatación comporta una serie de mejoras que serían excelentes si se
tratara de un hormigón sin armar.

11. Estas características favorables son la mayor resistencia mecánica del hormigón, el aumento de la
impermeabilidad superficial y mejor comportamiento respecto a las disoluciones agresivas.
Para diagnosticar elementos de hormigón sospechosos de presentar carbonatación, se suelen
emplear diversos métodos: desde una simple inspección ocular, a la utilización de análisis químicos y
microscópicos.
Para detectar, a primera vista, las patologías causadas por la carbonatación será necesario buscar
en principio manchas de óxido y grietas longitudinales que sigan la dirección probable de la
armadura.
La manera más clara de detectar esta patología es mediante un procedimiento químico, basado en
la reacción de la fenolftaleína con el hidróxido cálcico.
Solución: Se repicará el hormigón dañado por medios mecánicos o manuales hasta la zona de la
armadura. Si la patología está muy avanzada se tendrá que plantear algún sistema de refuerzo.

12. Aluminosis.
Se trata de la transformación de determinados aluminatos cálcicos hidratados, cristalizados de forma
hexagonal y de estructura metaestable, en otros aluminatos cálcicos hidratados cristalizados en
forma cúbica. Este fenómeno comporta una pérdida de la resistencia del hormigón y un aumento de
la porosidad. Estas patologías serán más o menos graves en función del contenido de cemento por
metro cúbico utilizado, de la relación agua/cemento inicial, del proceso de fabricación y del
proceso de curado. Los elementos constructivos afectados por ésta patología son los forjados
formados por viguetas autoresistentes o pretensadas y sin chapa de compresión.
La gravedad del problema se concentra en todos aquellos locales susceptibles de recibir
humedades, como pueden ser los techos bajo cubierta, los forjados sanitarios y todos aquellos
locales que se llaman locales húmedos. Las lesiones aparentes en las viguetas son fisuras y grietas y
manchas de óxido. Para detectar un problema de aluminosis se deberá someter a un análisis químico
una o varias muestras, que determinen la existencia o no de cemento aluminoso, además de otros
ensayos como la difracción de rayos X que sirve para detectar el grado de transformación la
porosidad.
Solución: Consiste en el refuerzo de aquellos elementos que se hallan deteriorados. Además de los
refuerzos es conveniente realizar una rehabilitación general de los elementos comunes del edificio
(fachadas, medianeras). Al objeto de lograr la máxima protección y la eliminación de humedades.

13. Piritas:
La utilización de áridos contaminados con piritas para la confección de hormigones, provoca una
patología en los elementos de hormigón realizados in situ, consistente en la total desintegración de
los elementos que se encuentran en contacto con el exterior.
Solución: Protección del hormigón visto mediante un tratamiento a base de morteros con resinas u
otros que impidan el contacto con el aire de la cara externa del hormigón.
Fisuras:
Se originan durante el proceso de fraguado (secado) del concreto. Están relacionadas con
defectos en la fabricación o puesta en obra de la mezcla del concreto, el medio ambiente y
transcurrir del tiempo influyen en la evolución y comportamiento de estas lesiones. Son fisuras
prácticamente naturales en las edificaciones. Pueden ser reparadas con tratamientos
superficiales, como sellados e inyecciones de resinas (siempre y cuando no sea muy tarde).

14. No son grietas estructurales. Deben tenerse en cuenta porque pueden facilitar la corrosión de las
armaduras, o perdurar en el tiempo, pero en sí no representan un riesgo estructural.
• Secado superficial del concreto
Causas: Acción del aire seco y/o del sol sobre el concreto mientras se seca.
Características:
• Son fisuras pequeñas, de 2 a 4 centímetros de longitud, algunas pueden llegar hasta 10 centímetros.
• Generalmente aparecen en grupos, pueden formar como especies de nidos.
• Aparecen durante las primeras horas de vaciado el concreto.
Posible solución: Se evitan haciendo un buen curado del concreto, humedeciéndolo adecuadamente
en el proceso de secado. Por ser fisuras estéticas, pueden ser selladas.

15. • Retracción.
Causas: El concreto disminuye su volumen porque al fraguar se va evaporando el agua. Este cambio
volumétrico, si la estructura tiene las dimensiones limitadas, puede generar la fisuración del concreto.
Características:
• Son frecuentes e importantes en zonas secas o con mucho sol.
• Aparecen tardíamente, en meses, incluso años.
• Pueden tener formas de polígono irregular, pero también pueden aparecer paralelas unas a otras.
• Su longitud varía entre pocos milímetros y más de un metro, y su separación puede ser de pocos
milímetros o de hasta 3 metros.
• Comienzan como fisuras de poca profundidad, pero pueden convertirse en fisuras cuya
profundidad sea importante.
Posibles soluciones: No suelen tener riesgo estructural.
Deben colocarse juntas de retracción que permitan expansiones y contracciones del concreto,
especialmente en elementos de grandes
superficies.
Colocar mallas de acero, que aportan el acero mínimo para evitar grietas por retracción y
temperatura.
Las fisuras delgadas pueden Cicatrizarse, las gruesas se solucionan con inyecciones de resinas epoxi.

16. • Los cambios de temperatura, ciclos de lluvia y secado, de frio y calor.
Causas: Estas grietas se originan debido a la retracción de la capa superficial del concreto,
mientras que el resto del concreto mantiene un volumen constante.
Características:
• Se manifiestan como grietas en forma de telaraña.
• Se forma una especie de red de grietas muy delgadas y de poca profundidad (rara vez superior
a 3mm) con poca separación entre ellas.
• Es común encontrar este tipo de agrietamientos aleatorios en elementos que están expuestos a
la intemperie.
Posibles soluciones: Estas grietas son algo antiestéticas, pero por tratarse de grietas superficiales no
afectan la integridad estructural del elemento.
Si la grieta está estable (muerta), se reparan con inyecciones de resinas epóxicas o sellantes en
seco, o haciendo ranuras y sellándolas. Para grietas activas (vivas) se recomienda consultar a
expertos.

17. • Asentamientos o deslizamientos del concreto durante las primeras horas luego de su colocación.
Causas: Movimiento del encofrado. Desplazamientos de la armadura
Características: Frecuentes en las esquinas de huecos de muros y en uniones viga-columna o placa-
muro, cuando el concreto es vaciado conjuntamente.
Posibles soluciones: Durante el vaciado, se debe permitir el asentamiento del concreto fresco.
Durante la ejecución de la obra, colocar pequeñas armaduras en las esquinas superiores de puertas
y ventanas.

18. Tipos fisuras causadas por fuerzas externas, problemas de diseño o
de ejecución
Se originan por problemas o errores en el proyecto o en la ejecución de la estructura. También por la
acción de cargas externas. Corresponden a patologías graves. Son grietas que pueden y deben
evitarse con un diseño y uso adecuado de la estructura. Son fisuras que no pueden ser “maquilladas” o
arregladas de manera superficial. Se hace necesaria la intervención de personal experto y calificado
para la corrección y reparación de las fallas.
Son grietas con importancia estructural. Se debe tener cuidado con estas fisuras, porque son síntomas
de un mal comportamiento estructural.
Cargas excesivas.
Causas: Flexión, compresión, tracción...
Características: Son grietas que generalmente causan alarma. Pueden indicar que el concreto ha
sobrepasado su capacidad resistente.
Posibles soluciones: Se recomienda hacerle un seguimiento a la evolución de la fisura para corroborar si
se trata o no de una situación de alarma. Es conveniente llamar a un experto para que realice la
comprobación

19. Fisuras por flexión.
Causas: Son causadas por el exceso de carga en el elemento, que le origina una cierta flexión.
Al quitar la carga, generalmente desaparecen.
Características: Inicialmente aparecen en la parte inferior de las vigas, luego evolucionan casi
verticalmente y cuando llegan al centro de la viga, se curvean. Evolucionan con lentitud.
Generalmente aparecen varias y juntas entre sí.
Posibles soluciones: Se debe apuntalar el elemento y reforzarlo. Es indispensable llamar a un
experto.

20. Fisuras por cortante.
Causas: Aparecen cuando la estructura es sometida a fuerzas cortantes, como las impuestas
por un sismo. Son muy peligrosas.
Características: Habitualmente aparecen luego de evento sísmicos. Se presentan pocas, y casi
siempre aparece una sola por cada elemento afectado. Evolucionan muy rápidamente,
afectan la armadura. Generalmente son grietas que forman un ángulo de 45°.
Posibles soluciones: Se debe evacuar inmediatamente la edificación. Llamar urgentemente a
expertos, bomberos y protección civil. Apuntalar y reforzar el elemento.

21. Fisuras de compresión.
Causas: Se originan cuando el elemento está sometido a fuerzas que lo comprimen
excesivamente.
Características: Son peligrosas porque comúnmente aparecen en las columnas y evolucionan con
rapidez. No son fáciles de identificar, generalmente aparecen varias fisuras agrupadas y en sentido
vertical. Cuando ocurre pandeo de la columna, aparecen algunas fisuras horizontales y al lado de
ellas, otras verticales.
Posibles soluciones: Se debe consultar a expertos, ya que está comprometida la integridad de la
estructura y de sus ocupantes. Los daños graves en columnas implican la inutilización de la
edificación.

22. Fisuras por torsión.
Causas: Generadas cuando el elemento sufre efectos de torsión
Características: Se parecen a las fisuras por cortante. Se pueden distinguir por el sentido de
inclinación que presenten en dos caras opuestas del elemento. Estas grietas se generan en un
sentido en una cara de la viga, y en la cara opuesta se manifiestan en el sentido opuesto.
Posibles soluciones: Igual que las fisuras por cortante.

23. Fisuras por tracción
Causas: Concentración de tensiones
Características: En las losas de entrepiso se pueden observar largas grietas a lo largo o ancho
de la losa. En paredes se manifiestan como grietas inclinadas a partir de esquinas de dinteles
de puertas y ventanas
Posibles soluciones: Llamar a un experto para conocer el nivel de peligrosidad

24. Fisuras por asentamientos del terreno.
Causas: Fundaciones mal diseñadas o mala compactación del terreno en uno de los apoyos,
pueden provocar movimientos diferenciales excesivos. Si el movimiento es pequeño, el
problema será estético. Si se produce un importante asentamiento diferencial, la estructura no
sea capaz de redistribuir las cargas.
Características: Se forman grietas cercanas a la columna cuyo apoyo se ha asentado, son
fisuras inclinadas que apuntan hacia el lado del terreno que no se ha deformado. En casos más
graves se puede observar la grieta y el descenso de la esquina.
Posibles soluciones: Se necesita reforzar las fundaciones, es indispensable la intervención de
ingenieros expertos

25. Asentamientos por presencia de suelos expansivos (como arcillas)
Características: Si el asentamiento es hacia el centro de la estructura, tienden a formarse grietas
en las losas inferiores de cada piso o plantas bajas, y en las esquinas de ventanas. El caso
contrario es más peligroso, cuando el suelo que está por debajo del centro de la estructura se
hincha, y las esquinas se levantan. Las grietas se producen con mayor intensidad en las losas
superiores o plantas altas, y en las esquinas de ventanas.
Posibles soluciones: Pueden evitarse mediante una preparación adecuada del terreno y un
diseño apropiado del piso y fundaciones. Intervención sobre las propiedades del suelo para
mejorar su comportamiento. Altos costos. Necesaria implicación de personal capacitado.

26. Tensiones tangenciales
Causas: Deslizamientos relativos entre elementos, por ejemplo entre column-apared, pared-
pared, viga-pared.
Características: Se forman grietas verticales u grietas oblicuas en la unión de las columnas con
las paredes, que son juntas débiles de mortero. Si el deslizamiento ocurre viga y pared, se
observan fisuras horizontales en la zona de encuentro.
Posibles soluciones: Consultar con expertos para conocer el estado de gravedad de la fisura.

27. La corrosión de un metal es un proceso electroquímico que requiere un agente
oxidante, humedad y flujo de electrones dentro del metal; se producen una serie de
reacciones químicas en la superficie del metal y cerca de la misma.
Se originan por problemas relacionados con el acero del concreto armado.
Generalmente intervienen procesos corrosivos. Corresponden a patologías que pueden
llegar a ser muy graves si no se corrigen a tiempo. Influyen los elementos agresivos del
ambiente y la deficiente calidad del diseño o ejecución del proyecto. Cuando la lesión es
antigua, se requiere la ayuda de expertos para corregir las fallas.
Son grietas que generalmente, tienen incidencia estructural.
La corrosión debe atenderse con tiempo suficiente para evitar la disminución de la
resistencia del elemento. Los errores relacionados con las armaduras en la ejecución, deben ser
necesariamente evitados.
Fisuras causadas por problemas con las armaduras

28. Corrosión en la armadura.
Causas: Por escasez de recubrimiento, o por la falta de capacidad de protección del concreto.
El agua penetra y se forma óxido, que va formando una capa sobre la armadura, la cual va
creciendo y ejerciendo presión sobre el recubrimiento hasta romperlo y formar la grieta
Características: Las fisuras aparecen de manera longitudinal a las barras de acero. Pueden llegar
a tener grosores grandes (de hasta 1mm) Generalmente aparecen para las barras de las
esquinas. Pueden provocar el descascaramiento del concreto.
Posibles soluciones: Detener la reacción química cortando los suministros de oxígeno o humedad.
Usar concretos de baja permeabilidad. Aumentar el espesor del recubrimiento. Realizar un
tratamiento anticorrosivo en los sectores afectados, sacando la capa de concreto que se
encuentra floja, limpiando el acero para eliminar el óxido y colocando una capa anti óxido,
luego se pinta el sector con pintura adherente para unir el material nuevo con el viejo y se coloca
una capa con mortero de cemento.