El estudio de humedades en un edificio es fundamental para ponerle solución, ya que esta es una de las peores patologías que se pueden presentar en un edificio. Además de encarnar un problema en sí mismas y ser causa de un IEE desfavorable, a lo largo del tiempo terminan provocando lesiones en los elementos constructivos como muros, cimentaciones y cerramientos, e incluso problemas de salubridad.

Una patología a tener en cuenta: humedades en la construcción

Además de provocar un informe sobre patologías de humedades negativo, la presencia de humedad en las estancias de un edificio va más allá de un problema estético. Como recoge la OMS en sus guías de calidad del aire, es un factor de riesgo que contribuye a desarrollar o agravar enfermedades respiratorias y dolores articulares.

En el caso del hormigón de los edificios, por ejemplo, un ambiente de humedad excesiva provoca que el material comience a desarrollar diversas patologías que si no se detectan y tratan a tiempo y convenientemente pueden desembocar en la necesidad de ejecutar importantes acciones de saneamiento, refuerzo y rehabilitación. Y es que la humedad es una de las patologías del hormigón.

Pero no sólo el hormigón sufre los efectos nocivos de la humedad. Otros elementos, en ocasiones con importancia estructural, como pueden ser las estructuras de madera o de metal, también aceleran su deterioro cuando sufren un ambiente con exceso de agua. Las maderas se deforman y pudren y los metales desarrollan fenómenos de oxidación y corrosión. Así, ambos merman sus propiedades mecánicas, con el peligro que eso conlleva. De nuevo, la humedad es también una de las patologías de las estructuras metálicas.

Un diagnóstico de humedades acertado, fundamental en el tratamiento

El primer paso para comenzar el tratamiento de las humedades en los edificios es efectuar un correcto diagnóstico del problema. Localizar el origen de la humedad y el problema que la causa es fundamental a la hora de tratarla. Quitando las zonas húmedas que temporalmente pueden existir en una obra nueva o un episodio de humedad accidental, pueden diferenciarse tres causas principales a la hora de clasificar una humedad.

Humedad por capilaridad

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial y su cohesión, y que les permite ascender o descender cuando entran en contacto con un sólido, independientemente de la fuerza de la gravedad. Ejemplos gráficos de este fenómeno son el empapado de una esponja o de un terrón de azúcar.

En el caso de los muros y tabiques de un edificio cercanos a terreno con mucha humedad o zonas inundadas, el agua asciende por capilaridad hasta cierta altura. Este efecto suele presentarse en zonas inferiores de la edificación como sótanos, garajes o plantas bajas. La solución a este tipo de humedad suele pasar por realizar impermeabilizaciones con barreras físicas o químicas en las zonas afectadas.

Humedad por filtración

Se producen normalmente por un problema de impermeabilización en el encuentro de dos elementos de la construcción o por una rotura o desgaste que facilita una vía de entrada al agua del exterior. En este caso la prevención juega un papel importante, ya que es interesante realizar inspecciones técnicas antes de la época de lluvias.

El remedio más habitual consiste en reparar los desperfectos y restablecer la impermeabilización o instalar una nueva en el caso de que no existiese.

Humedad por condensación

Un ambiente excesivamente húmedo en combinación con la existencia de puentes térmicos que provocan puntos fríos en la estancia es la causa de este tipo de humedades. El agua contenida en el aire se condensa en estos puntos fríos dando lugar a manchas y desperfectos, habitualmente, en las paredes.

La humedad ambiental se soluciona mediante una ventilación correcta de la estancia, ya sea natural o forzada, que renueve el aire eliminando el exceso de humedad. Eliminar los puentes térmicos pasa por realizar un correcto aislamiento de la envolvente, que además redundará en un gasto más eficiente en climatización al evitar los intercambios frío/calor con el exterior.

Hablando de humedades, un diagnóstico certero y una rápida actuación son fundamentales para que el impacto sobre la edificación sea mínimo. En Ingenieros Asesores tenemos amplia experiencia en este campo con muchos casos de éxito que nos avalan. Pregúntenos sin compromiso.

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Lejos de ser una rareza, actualmente se tramitan multitud de reclamaciones por defectos en la construcción de edificios e inmuebles, incluso en los de relativamente poca antigüedad, debido a diferentes patologías en edificaciones.

A lo largo de nuestra experiencia, en Ingenieros Asesores hemos comprobado que la mayoría de estos defectos se desencadenan a raíz de una deficiente fase de proyecto y ejecución de la obra que afecta directamente a la durabilidad de los materiales y provoca estas patologías.

Patologías en edificaciones más comunes según la sintomatología de la estructura

Podemos clasificar las patologías estructurales en edificaciones que pueden aparecer en función de los síntomas que presentan:

Humedades.
Fisuras y grietas.
Corrosión y deformaciones.

Si no son denunciadas por medio de los propietarios o usuarios del inmueble, las patologías en las edificaciones suelen ser detectadas en el momento de la Inspección Técnica de Edificios (ITE). La ITE es un examen, que con el objetivo de la prevención de siniestros, han de pasar todas las edificaciones con una determinada antigüedad, normalmente fijada por las administraciones locales.

Humedades como síntoma de una patología

Las humedades representan uno de los contratiempos, desgraciadamente, más comunes detectados en edificios, en especial en los destinados a viviendas. Además es en estos casos donde aparte de los desperfectos estéticos también inciden en las condiciones de salubridad y habitabilidad.

Sus causas no suelen ser evidentes y necesitan de un diagnóstico y análisis exhaustivo para determinar su origen y posterior solución. Entre las causas más comunes se encuentran:

Humedades por filtraciones de agua por fachadas y techumbres.
Humedades de origen freático natural por capilaridad o filtración desde el subsuelo.
Humedades localizadas en paredes y techos debido a la existencia de puentes térmicos.
Humedades causadas por fugas o roturas de tuberías, desagües, sistemas de calefacción…

Fisuras y grietas en edificaciones

Otro de los síntomas que más comúnmente se dejan ver en edificios con patologías son las grietas y fisuras en estructuras de hormigón. Estas avisan de una de las principales patologías del hormigón, junto con la carbonatación y la aluminosis.

Las grietas que pueden aparecer en fachadas, tabiques, columnas y vigas representan, más allá de un fallo estético y de un aviso de que algo puede no ir bien, una puerta de entrada a agentes externos que aceleran el deterioro de la estructura de hormigón.

Además, cuando este tipo de desperfectos aparecen en zonas expuestas, como fachadas, suponen un problema de seguridad ante el riesgo de desprendimientos de partes del edificio como las siguientes:

Cornisas.
Molduras.
Revestimientos.
Aleros.
Cantos de balcones.
Terrazas.

Por lo tanto, este es también uno de los apartados que más comúnmente provocan la redacción de una ITE desfavorable.

Corrosión y deformaciones en estructuras

En lo referente a las estructuras metálicas que están expuestas al aire, como pueden ser las que conforman el armazón de una nave industrial tradicional, encontramos síntomas de patologías de estructuras metálicas provocadas principalmente por agentes externos como:

Oxidaciones y corrosión.
Abrasiones por rozamientos.
Deformaciones por sobrecargas o impactos.

Pero también existe otro tipo de patologías que evidencian sobrecargas y fatigas no tan fáciles de identificar y prevenir. Por ejemplo, rara vez se advierte la aparición de holguras y estrías en las estructuras, lo que convierte a los programas de inspecciones técnicas en una herramienta fundamental a la hora de prevenir accidentes.

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RoBétArmé es un proyecto en el que Ingenieros Asesores a través de la fabricación aditiva busca avanzar en el ámbito de la Construcción 4.0 automatizando la aplicación de hormigón proyectado sobre infraestructuras mediante sistemas robóticos, gemelos digitales y sensores IoT.

El objetivo es el poder habilitar un ecosistema tecnológico que facilite la construcción colaborativa a través de dos tipos de sistemas robóticos que abarcan desde la inspección y modelado de la infraestructura hasta la aplicación de hormigón proyectado. Estos dos sistemas consisten en:

Un sistema robótico IRR para modelar rápidamente y con alta precisión (Inspection Reconnaissance Robot) la necesidad de refuerzo estructural a través de las barras metálicas utilizadas en hormigón reforzado.
Un segundo sistema robótico SFR de hormigón proyectado y de acabado (Shotcrete finishing robot) para abordar la aplicación autónoma de hormigón proyectado y el acabado superficial durante la fase de construcción.

Los objetivos y retos del proyecto son:

Desarrollar una plataforma robótica de principio a fin para la construcción y mantenimiento autónomo de infraestructuras de hormigón.
Desarrollar un sistema de modelado a través de la inteligencia artificial y sensórica.
Crear un esquema de control y colaboración entre robot-humano a través de un gemelo digital.
Aplicar el proyecto en el sector de la construcción europeo.

Ingenieros Asesores se encargará de liderar toda la sensórica para los modelados y construcción de los gemelos digitales que se aplicarán en los sistemas robóticos.
Recientemente nuestro equipo junto con el resto del consorcio europeo que conforma este proyecto se ha desplazado a Grecia para exponer el avance sobre la implantación de la sensórica IoT y la toma y gestión del dato.

Más de 15 empresas además de Ingenieros Asesores de 11 países de la UE participan en este proyecto. Durante los próximos meses se irán publicando los avances de un proyecto de innovación que busca revolucionar las técnicas de construcción y mantenimiento de estructuras con hormigón.

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El método de los elementos finitos (MEF), también conocido como Finite Element Method (FEM) en inglés, es un procedimiento numérico pensado para su uso en software informático. En el ámbito de la ingeniería y la construcción es muy utilizado para el cálculo de resistencia de materiales y estructuras.

¿Cómo funciona el método de los elementos finitos?

La dinámica de funcionamiento del análisis por elementos finitos o FEM es dividir un problema, a priori muy complejo, en un número de elementos limitado a partes más pequeñas y más sencillas de analizar y así poder encontrar una solución global.

¿Cómo se puede aplicar el método en una estructura industrial? Subdividiendo la estructura en partes más pequeñas o elementos, de manera que puede convertirse un problema complejo en un número definido de problemas más sencillos.

De esta manera puede estudiarse el comportamiento físico de cada elemento y así después predecir cómo será el comportamiento en conjunto de todos ellos, es decir, de la estructura que se está estudiando.

Ventajas del método de los elementos finitos

MEF es un método de trabajo que aporta algunas ventajas frente a los estudios tradicionales como:

Disminuye la necesidad de realizar ensayos sobre prototipos.
Aumenta la capacidad para resolver problemas que antiguamente eran irresolubles.
Reduce notablemente el tiempo de desarrollo de los proyectos.
Permite un análisis estructural en detalle.

Casos prácticos donde Ingenieros Asesores ha aplicado la simulación FEM

 

Análisis y simulación de un silo de escoria de hormigón armado. El estudio de estructuras y depósitos de almacenamiento de materias primas como silos y depósitos es un ejemplo de aplicación de la simulación FEM. Previamente a su construcción puede realizarse un estudio y simulación de cómo va a responder la estructura ideada frente situaciones habituales como, por ejemplo, la plena carga de material.
Análisis patológico estructural del colapso de un depósito. También puede aplicarse sobre depósitos ya construidos tiempo atrás y en funcionamiento. El estudio estructural se realiza teniendo en cuenta su estado actual, incluyendo posibles patologías, de manera que pueda predecirse dónde pueden presentarse los problemas y cuán cerca están de producirse.
Certificación estructural de una bancada. Justo antes de que una estructura entre en funcionamiento está el momento de la certificación. En el caso de una bancada para instalar equipos de aire acondicionado de gran tamaño y peso, hay que garantizar que podrá soportar la carga sin venirse abajo. Y si hubiera probabilidades de que así sucediera, localizar sus puntos débiles para poder solucionarlo.
Cálculo y simulación de cinta transportadora. Los cambios de normativa pueden llegar a obligar a modificar una estructura para cumplir los nuevos estándares. La estructura que da soporte a una cinta transportadora puede modelarse completamente para su análisis FEM. Aunque no se encuentren puntos críticos sí pueden identificarse de esta manera las localizaciones donde los valores no se adaptan a las nuevas exigencias y encontrar la estrategia más efectiva para efectuar la reforma.

Aunque el cálculo de estructuras con el método FEM se utilice para el análisis en muchos proyectos y simplifique la resolución de problemas no quiere decir que sea un método de aplicación sencilla. En Ingenieros Asesores contamos con los conocimientos necesarios en mecánica de materiales, modelado 3D, métodos numéricos y amplia experiencia en el mundo de la industria y la edificación. Nuestros casos de éxito nos avalan.

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La vida útil de una construcción depende de diferentes factores, entre ellos, del tipo de material que la componga. Su capacidad de soportar durante su vida útil las diferentes condiciones físicas y/o químicas a las que se verá expuesta va a definir el concepto de durabilidad. Si cumple con el objetivo de estabilidad y resistencia sin perder en exceso su utilidad se puede decir que la capacidad será óptima.

Durabilidad y vida útil de una construcción según su tipo

¿Cuánto dura un edificio? La vida útil de una construcción implica un periodo de tiempo, desde su puesta en servicio, en el cual mantiene su funcionalidad, seguridad y aspecto.

Cada tipo de material presenta diferentes grados de estas dimensiones por lo que requieren de diferente conservación. El CTE (Código Técnico de la Edificación) identifica el periodo de servicio con vida útil de los edificios de España y este es diferente para la madera, el acero, el hormigón armado, el metal y el concreto.

 

Estructuras de madera

Las estructuras de madera brindan décadas de servicio confiable siempre que las técnicas de construcción y mantenimiento sean adecuadas. Existen una gran cantidad de aplicaciones donde la madera es el material de elección.

Es un material resistente a la humedad ambiental alta, a la corrosión por químicos, al aire marino o a los gases industriales en contraposición al cemento o acero.

Por este motivo es el material elegido por excelencia para conseguir la máxima vida útil de una nave industrial que almacene químicos o torres de enfriamiento.

Por lo general una estructura de madera puede llegar a ser muy duradera: alrededor de 100 años para una vivienda, siempre que se le dé un mantenimiento adecuado.

 

Estructuras de hormigón armado

La vida útil del hormigón se fija en el proyecto y no puede ser inferior a:

50 años en viviendas u oficinas.
Entre 15 a 20 años en edificios agrícolas o industriales.
100 años para monumentos.
De 3 a 10 años en las estructuras que se consideran temporales.

Estructuras de acero

En cuanto a las estructuras de acero se ha de implementar un principio básico para evitar su degradación y que la estructura sea durable. Para ello, debe lograrse el máximo aislamiento del agua y se aplican medidas de evacuación rápida de agua, para que esté el mínimo de tiempo en contacto con la estructura.

Las estructuras y edificios de acero llegan a durar alrededor de los 200 años.
Hoy en día se utilizan aleaciones resistentes y duraderas en climas benignos.

 

Estructuras metálicas

Las estructuras metálicas se ven afectadas principalmente por las condiciones atmosféricas y los contaminantes. Ambos producen corrosión como óxido de hierro, también conocido como herrumbre. Para alargar la vida y preservar estas infraestructuras se han de preservar de la lluvia, el viento y la salinidad.

Se ha de tener en cuenta que la humedad y la corrosión son la peor combinación posible para los metales.
El efecto de estos factores puede mermar gravemente su resistencia.
Este tipo de estructuras si presentan adecuada protección pueden llegar a durar alrededor de 60 años en un planteamiento hipotético de una construcción completamente metálica y no como parte de un sistema constructivo.

Estructuras de concreto

Este es el material que más se utiliza mundialmente en la construcción de gran parte de las infraestructuras y viviendas. Dependiendo de las medidas que se instauren durante la construcción y teniendo en cuenta las condiciones ambientales, el tipo de edificio y la climatología la durabilidad será diferente.

Estas estructuras suelen tener una vida útil estimada en 50 años, pero en general son diseñadas para durar hasta los 100 años.
Algunas tienen una durabilidad de alrededor de 25 años, pero esto se ve reflejado en el proyecto.

Mantenimiento de las estructuras según su material

Dependiendo del tipo de material con el que se realice la estructura se requieren un determinado conjunto de acciones para alargar su durabilidad y evitar su deterioro. Cada material tiene diferentes características.

Mantenimiento de estructuras de madera

Tanto en su construcción como en su mantenimiento se han de tener en cuenta los siguientes parámetros:

Se debe controlar la humedad mediante técnicas en las que se evite la descomposición.
Proveer de unos controles eficaces sobre plagas como termitas u otros insectos.
Debe utilizarse material de madera tratado a presión o los que naturalmente sean más perdurables.
No deben realizarse alteraciones en elementos estructurales como pilares, vigas o losas sin la intervención de un técnico.

Mantenimiento de estructuras de hormigón armado

En este tipo de estructuras se deben realizar revisiones cada año en aspectos como fisuras, grietas o flechas en vigas o forjados.

Cada 10 años se debe realizar la limpieza de vigas y pilares con un cepillo de raíces y agua.
Un técnico deberá evaluar la necesidad de un tratamiento de protección en estas zonas.
Cada 10 años debe realizarse una inspección por un técnico, para identificar posibles daños estructurales.

Mantenimiento de estructuras de acero y metales

Para un correcto mantenimiento de las estructuras metálicas, estas no deben ser modificadas en sus pilares o vigas más que por un técnico. La sobrecarga de algunas estructuras puede llevar a agotamientos y provocar deformidades o roturas.

Hay que evitar el contacto del acero con todo tipo de humedades, sobre todo, procedentes de fugas, saneamientos, filtraciones de cubierta o infiltraciones.
El acero es sensible al yeso por lo que se debe evitar su contacto.
Se ha de evaluar la aparición de grietas, fisuras o abombamientos en techos, suelos, puertas, ventanas u otros elementos móviles.

Mantenimiento de estructuras de concreto

Este material tiene la ventaja de que requiere muy poco mantenimiento y las manchas de superficie pueden ser removidas con facilidad.

La limpieza puede realizarse con cepillo, agua o vapor a presión, chorro de arena, químicos o herramientas mecánicas.
Para mejorar su durabilidad se utiliza la fluctuación que implica el endurecimiento superficial de las areniscas tiernas.
El lavado con fluosilicato de magnesio convierte los carbonatos de cal en fluoruros en sales duras insolubles y con esto se impermeabilizan los poros.

El mantenimiento y durabilidad de las estructuras va a ser diferente dependiendo del tipo de material. Cada uno de ellos (madera, acero, concreto, metales u hormigón armado) tiene una durabilidad diferente, pero con un adecuado mantenimiento y las revisiones periódicas de un profesional, se puede lograr que esta sea la máxima para cada material. Los proyectos de reparación y refuerzo estructural de Ingenieros Asesores se crean con ese objetivo.

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La opción de realizar un refuerzo estructural en un edificio constituye, siempre que sea posible, una alternativa económicamente más rentable a la demolición y posterior construcción de una nueva edificación.

¿Cuándo realizar un refuerzo estructural?

Existen multitud de razones por las que puede ser necesario realizar una intervención correctiva en la estructura de la construcción. Desde el caso de un deterioro de los materiales que componen elementos fundamentales de la estructura por causa de algún tipo de patología o catástrofe, hasta la necesidad de adaptar la construcción a un nuevo uso, pasando por la modificación de alguna normativa que provoque que el estado del edificio pase a ser irregular.

Sin embargo, lo más normal es que la intervención sea motivada por la aparición de patologías comunes en edificaciones que afectan a la durabilidad de materiales, con lo que se compromete seriamente la seguridad de la edificación. Las patologías de la construcción típicas que motivan una intervención correctiva son:

Patologías del hormigón: fallos en el diseño, una mala cimentación en la fase de ejecución de la obra, carbonatación, cargas excesivas…
Patologías en estructuras metálicas: corrosión, fatiga, abrasiones, cargas excesivas…
Humedades y acción de radicales externos: aparición de agua por filtración del exterior, por fugas en tuberías, deterioro por exposición a polución y demás agentes externos…

Estudio previo, diseño y ejecución

La operación de refuerzo y reparación de una estructura es una intervención delicada que requiere un alto nivel de ingeniería que garantice la seguridad del resultado. Para ello este tipo de proyectos se dividen en diferentes fases. Una estrategia de trabajo estándar puede ser:

Estudio previo de la situación y capacidad resistente del edificio: se recopilan datos del proyecto de construcción original y se define el modelo de análisis de la nueva situación.
Estudio de las posibles acciones correctivas y descripción detallada de los refuerzos a aplicar.
Control de la ejecución de la obra: dirección y supervisión minuciosa de la ejecución y resultado de los refuerzos para asegurar su calidad.

Aunque tradicionalmente las técnicas de reparación y refuerzo de estructuras no eran muy variadas, la impresionante evolución que en las últimas décadas han experimentado los materiales así como las nuevas técnicas aplicadas a la construcción hacen que hoy en día se disponga de multitud de soluciones diferentes para un mismo problema. Las soluciones son muy variadas, y la mejor opción es valorar la estructura detalladamente y dar una solución personalizada para cada edificación.

Así pues podemos hablar de términos como pretensados, Jet-grouting, refuerzos y confinamientos con epoxi o carbono, montaje de vigas Extend y Mecanovigas…

La rehabilitación de un edificio antiguo, una catástrofe como puede ser un incendio, el cambio de actividad que implique la instalación de maquinaria pesada o la degradación que provocan algunas patologías de los materiales son razones para tener que intervenir y reforzar la estructura de un edificio.

En Ingenieros Asesores somos especialistas en el diagnóstico y tratamiento de patologías de la construcción así como en el desarrollo de proyectos de rehabilitación y refuerzo de estructuras. Consúltenos sin compromiso, numerosos casos de éxito nos avalan.

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El hormigón es uno de los elementos más comunes usados en construcción a nivel mundial. Su popularidad ha crecido exponencialmente desde su invención, hace más de 150 años, y se ha usado a discreción para proyectos de todo tipo. Han ido surgiendo diferentes tipos de hormigones especiales, únicamente cambiando ligeramente su composición para conferirles las propiedades más adecuadas para cada situación. Según un estudio de la BBC, la producción de hormigón se multiplicó por treinta desde 1950 y cuadriplicó desde 1990.

 

Tipos de hormigones especiales

En la construcción moderna la capacidad de personalización de los proyectos en la mayor medida posible es un valor diferenciador y una garantía de calidad del resultado final. Existen multitud de tipos de hormigón en función de sus aplicaciones, propiedades técnicas, estéticas, método constructivo o su durabilidad, entre otros aspectos.

Hormigón de Alta Resistencia

Se trata de un tipo de hormigón mucho más resistente que el hormigón convencional en relación a sus propiedades mecánicas y con una mayor durabilidad frente a las agresiones químicas. Su uso está muy extendido en la fabricación de estructuras de obra civil, ya que puede alcanzar resistencias superiores a 70 MPa, grandes estructuras o rascacielos.

Contiene aditivos como el humo de sílice y cenizas volantes, además de plastificantes que permiten reducir la cantidad de agua de amasado. Esta característica provoca a su vez que la porosidad sea muy reducida, lo que mejora la protección contra patologías típicas del hormigón, como el ataque por sulfatos y la reacción árido-álcali.

Hormigón Ligero

Ya sea empleando áridos de baja densidad, eliminando elementos finos o incorporando burbujas de gas en la masa, se consigue un hormigón cuya principal propiedad es una considerable reducción de peso. No obstante no es su única propiedad ya que si contiene un gran volumen interno de huecos es capaz de aportar aislamiento térmico y acústico.

Obviamente, una de las desventajas del compuesto es una pérdida de resistencia mecánica, algo que deberá tenerse en cuenta a la hora de decidir su aplicación. Una de sus utilidades más conocidas, aparte de la de aligerar estructuras, es la de reforzar forjados en rehabilitaciones de edificios o regularizar suelos desnivelados.

Hormigón Autocompactante

Como su propio nombre indica, la principal propiedad de este tipo de hormigón es que no necesita compactación, es decir, no requiere hacer el vibrado del hormigón recién vertido. El hormigón autocompactante se obtiene mediante la adición de aditivos superplastificantes. Es capaz de fluir por el interior del encofrado de forma natural sin que exista segregación ni bloqueos y consigue compactarse por la acción de su propio peso.

Valorando que deben tenerse ciertas precauciones a la hora de la ejecución, estas propiedades del hormigón lo hacen interesante para cualquier construcción, aunque uno de sus principales usos es la fabricación de piezas con formas complicadas o su empleo en la construcción de infraestructuras donde las labores de compactación son complicadas.

Hormigón Reforzado con Fibras

Los hormigones reforzados con fibras se consiguen mediante la incorporación de fibras a la mezcla de hormigón, consiguiendo un producto final más homogéneo con mayor resistencia en esfuerzos a tracción y mejores propiedades frente a la fatiga. Normalmente, se utilizan tres tipos diferentes de fibras para confeccionar un tipo de mezcla u otra en función de las propiedades que se desean obtener:

Fibras de acero: se utilizan de diversos tamaños y formas en función de las cuales varían las características finales del hormigón. Forman una armadura muy efectiva aumentando notablemente la tenacidad, la resistencia a la flexotracción y los impactos, reducen las deformaciones frente a cargas mantenidas y, en definitiva, se incrementa la durabilidad del compuesto. Cabe reseñar que este tipo de hormigón precisa de una correcta dosificación y amasado, de lo contrario no solo no se conseguirían las propiedades deseadas si no que el resultado final carecería de la efectividad del refuerzo además de padecer de otras patologías.
Fibras poliméricas: pueden ser polímeros como aramida, nylon, polipropileno, polietileno, poliéster… Dotan al hormigón de una resistencia especial frente a impactos y un buen comportamiento frente al fuego. Sin embargo, son muy deformables (cuentan con un bajo módulo de elasticidad) y tienen una pobre adherencia con el mortero, con lo que la resistencia a flexión del hormigón no aumenta significativamente y las deformaciones una vez que se fisura pueden ser importantes.
Fibras de vidrio: en este caso las fibras deben tener propiedades álcali-resistentes, de otro modo se deteriorarían al entrar en contacto con los álcalis del cemento. Destacan por su alta resistencia a tracción y un módulo de elasticidad aceptable. De nuevo, un correcto amasado es fundamental y suelen utilizarse aditivos que lo facilitan.

Hormigón Proyectado

Más que de un tipo de hormigón, en este caso podemos hablar de un sistema de puesta en obra específico, ya que la mezcla que suele usarse es muy similar a la del hormigón armado habitual, salvando que existe una limitación del tamaño máximo de árido utilizado en función de las características de la máquina utilizada para su aplicación.

El hormigón se proyecta con una manguera o cañón de alta presión sobre una superficie, vertical u horizontal, que sirva de soporte. La fuerza del impacto del hormigón sobre la superficie permite que este quede perfectamente compactado y con buena densidad. También suelen utilizarse aditivos que faciliten una correcta aplicación.

Con esta técnica se consigue una buena resistencia por metro cuadrado y suele utilizarse en revestimientos o estabilizaciones del terreno.

Hormigón Drenante

Este tipo de hormigón permite construir superficies firmes aunque muy porosas, de manera que el agua puede circular a través de él consiguiendo unas excelentes propiedades drenantes. Suele utilizarse como sustitutivo de elementos como las zahorras o los bolos o en la confección de sistemas de drenaje. Por ejemplo, en el trasdosado de muros enterrados, o para la construcción de suelos de urbanizaciones, pistas deportivas, lavaderos…

Para conseguir un hormigón con estas características se eliminan los finos en su dosificación, consiguiendo que tenga poros abiertos de gran sección. Dependiendo de su uso final debe variarse tanto su espesor como su porosidad, ya que estas variables afectan a su resistencia. Necesita realizar una compactación adecuada para garantizar su durabilidad y una base adecuada que desaloje el agua que se drene a través de él, ya que de otro modo quedaría estancada.

Hormigón de Uso No Estructural

Como su propio nombre indica, esta categoría de hormigón sirve para realizar funciones de protección sobre el hormigón que sí conforma la estructura o para piezas auxiliares, ornamentales o de relleno. La normativa española sobre hormigones establece que existen dos tipos de hormigones para usos no estructurales:

Hormigón de limpieza: se utiliza para adecuar el lugar donde se va a asentar el hormigón estructural. Forma una capa entre éste y el terreno evitando la contaminación y desecación durante las primeras horas de hormigonado.
Hormigón no estructural: está destinado a la fabricación de elementos como aceras, rellenos, bordillos, bolardos… Se compone de los mismos ingredientes que un hormigón tradicional con la excepción de que puede emplearse hasta el 100 % de árido grueso procedente del reciclado. En usos ornamentales, existen aditivos de todo tipo como pigmentos para aportar colores a la mezcla o, por ejemplo, fibras de vidrio que permiten crear un efecto de cerramiento translúcido.

Hormigón Antibacteriano

Este tipo de hormigón se consigue mediante un aditivo o fibras biocidas que impiden el desarrollo de microorganismos en su superficie. De esta manera se vuelve atractivo para su uso en hospitales, piscinas, granjas de animales… en donde la higiene sea un factor a tener en cuenta.

Hablando de hormigón es fundamental que la ejecución de la obra sea lo más cuidada posible, poniendo especial atención en la dosificación de la mezcla, el amasado, la compactación.

Salta a la vista que un requerimiento común fundamental para aprovechar al máximo las propiedades de estos hormigones es contar con un proyecto sin errores y una cuidada ejecución de la obra. En Ingenieros Asesores somos una compañía integrada en ARPHO (Asociación de Reparación, Refuerzo y Protección del Hormigón) y especialistas en hormigón, ya sea en las fases de ejecución de la obra, tareas de diagnóstico de patologías, mantenimiento, conservación o reparación del hormigón.

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La aluminosis del hormigón es una lesión que afecta a este material y que altera por completo sus propiedades. Debido a esto el hormigón va perdiendo su resistencia mecánica con el consiguiente deterioro de los edificios que lo padecen.

¿Cómo y por qué aparece la aluminosis del hormigón?

La aluminosis aparece sobre todo en forjados que se construyeron con cemento aluminoso y que además se han visto afectados por unas condiciones climatológicas concretas. El uso de este tipo de cemento se dio sobre todo en los años 60- 80, sobre todo en las viguetas prensadas.

Como consecuencia de esto la aluminosis provoca pérdida de la resistencia, carbonatación, reducción del pH, pérdida de adherencia y aumento de la porosidad. Sin embargo, esta no es la única patología que afecta al hormigón, aunque sí una de las más graves.

Otras patologías que afectan al hormigón

En el caso de las estructuras de hormigón podemos afirmar que a lo largo de su vida útil todas desarrollarán al menos una patología que precipitará su declive. Las patologías del hormigón de origen químico más habituales en el hormigón endurecido son:

Conversión del cemento aluminoso o aluminosis.
Ataque del ion sulfato.
Reacción árido-álcali.
Carbonatación.

Aluminosis y cemento aluminoso no es lo mismo

Lo primero que debemos tener claro es que no es lo mismo tener un hormigón fabricado con cemento aluminoso (con alto contenido en alúmina) que un hormigón que padece aluminosis.

El cemento aluminoso, también conocido como cemento de aluminato de calcio (CAC), contiene una mezcla de materiales de alto contenido en alúmina que le confieren muy buena resistencia a altas temperaturas. Pero la característica principal por la que se extendió su uso a mediados del siglo XX fue su capacidad de obtener una alta resistencia mecánica al cabo de pocas horas del hormigonado, con lo que se popularizó su uso en la ejecución de prefabricados.

Sin embargo, con el paso del tiempo, a raíz de hundimientos en estructuras, se documentó el proceso de degeneración que sufre el cemento aluminoso bajo determinadas condiciones de humedad y temperatura, aparte de la composición inicial de la pasta y su proceso de fraguado. Actualmente está prohibido su uso en elementos estructurales.

Ese proceso de degeneración es en realidad una conversión en la que el Aluminato Monocálcico Hidratado (ACH10) de forma hexagonal se convierte a una fase más estable como Aluminato Tricálcico Hidratado (AC3H6) en forma cúbica que ocupa menos espacio y por consiguiente genera más porosidad en el hormigón.

La principal consecuencia que fácilmente se deduce del proceso de conversión es que el aumento de porosidad trae consigo una disminución notable de la resistencia mecánica del hormigón y una pérdida de adherencia con las armaduras. Además, debido a esta porosidad el cemento con aluminosis es mucho más vulnerable frente a agentes externos que pueden filtrarse al interior del compuesto y acelerar otro tipo de patologías como la carbonatación.

¿Cómo detectar si un edificio padece aluminosis?

Es sumamente importante la detección precoz de las patologías en el hormigón de cara a conseguir una reparación eficaz. Para ello contar con un programa de inspecciones técnicas periódicas es fundamental. Una vez que existe la sospecha de que podemos estar frente a un hormigón con aluminosis es necesario certificarlo.

Al no existir un método infalible debemos combinar una serie de estudios. Y para ello podemos recurrir a:

Investigación de la historia del edificio o estructura.
Difracción por rayos X.
Ensayos con esclerómetro.
Determinación del contenido en manchas de óxido de aluminio.
Test de BRE o prueba de la oxina.
Identificación de sulfatos.

¿Qué pasa con el IEE si el edificio tiene aluminosis?

La existencia de humedades, problemas de salubridad, desperfectos o problemas similares son la causa de un IEE desfavorable. De manera muy común la mayoría de deterioros en elementos estructurales u ornamentales provienen de la existencia de una patología no tratada que afecta a la durabilidad del hormigón.

Y cuando se ha certificado es necesario establecer un tratamiento que mitigue la patología y repare los daños. Las acciones más comunes contemplan efectuar refuerzos en la estructura, saneamiento de las armaduras, reparación de fisuras y grietas…, pero lo más importante es que el plan de acción se redacte completamente a medida de cada caso.

En Ingenieros Asesores somos expertos en patologías del hormigón y además estamos integrados en ARPHO (Asociación de Reparación, Refuerzo y Protección del Hormigón). Por eso somos los más indicados para asesorarle ya desde la fase de proyecto y garantizar una larga vida a la edificación.

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Habitualmente se califica el proceso de carbonatación del hormigón como una patología que puede llegar a afectar a las estructuras en las que este material está presente. Sin embargo, esta conceptualización puede llevar a equívoco, ya que en realidad es un proceso natural que a lo largo de la vida de la estructura puede agravarse. Sobre todo con ayuda de otros factores, convirtiéndose, esta vez sí, en una patología del hormigón que pueda llegar a requerir un proyecto de ingeniería de rehabilitación para evitar males mayores.

¿Qué es realmente y por qué aparece la carbonatación del hormigón?

Para explicarlo hay que recordar que una de las cualidades del hormigón es que los hidróxidos de calcio, sodio y potasio disueltos en la pasta de cemento propician un pH alto (básico) que proporciona una capa de protección pasiva o pasivación del acero frente a la corrosión.

Pero como el hormigón es un material de naturaleza porosa el proceso de carbonatación comienza al filtrarse al interior el dióxido de carbono de la atmósfera acompañado de humedad. Es entonces cuando los hidróxidos se combinan con el carbono y el pH baja a niveles inferiores de 9 convirtiendo el medio en ácido, eliminando la protección pasiva de las armaduras y favoreciendo el proceso de oxidación.

Cuantas más vías de penetración de humedad y oxígeno tengamos en el hormigón (porosidad, fisuras, grietas…), más rápida e intensa será la oxidación del metal. El problema de la corrosión de las armaduras es que al hacerlo aumentan su volumen originando tensiones que pueden producir la fisuración y el posterior desprendimiento del recubrimiento de hormigón de la estructura.

En resumen, si no se aplican medidas correctivas que frenen el proceso de carbonatación el desenlace será la lenta descomposición de la estructura de hormigón con el consiguiente peligro de desprendimientos y colapso del conjunto de la edificación.

Inspecciones técnicas, la mejor prevención

La detección precoz del proceso de carbonatación es esencial para controlar y solucionar el problema de la manera más rápida y eficaz posible. Por ello es básico contar con un plan de mantenimiento del parque estructural que cuente con un programa de inspecciones técnicas periódicas que localicen el problema y permitan diseñar e implementar la mejor solución.

Como acciones preventivas pueden aplicarse medidas sobre los factores que motivan la corrosión de las armaduras como la bajada del pH del recubrimiento, el oxígeno y la humedad. Los tratamientos que más comúnmente se utilizan antes de que la corrosión se haya iniciado son:

Inhibidores de corrosión que cumplan las características y requisitos necesarios para ser usados como aditivo en la pasta cementicia.
Pinturas anticarbonatación que evitan el descenso progresivo de la alcalinidad del hormigón. Algunas incluyen propiedades tapaporos o de puenteo de fisuras.
Tratamientos hidrófugos que aumentan la impermeabilidad del recubrimiento.
Realcalinización y extracción de cloruros que aumentan la durabilidad del hormigón volviendo a elevar el pH, aunque su efecto no es ni mucho menos permanente.

En el caso de que las armaduras ya hayan iniciado el proceso de oxidación el estudio ha de ser más intenso y dependiendo del grado de afectación deberán tomarse medidas como los saneamientos localizados, el refuerzo de la estructura o la demolición en el peor de los casos.

El trabajo de prevención, diagnóstico y resolución de problemas es una labor técnica que requiere experiencia, capacitación y profesionalidad. En Ingenieros Asesores somos especialistas en el campo de las patologías de la construcción y estamos integrados en ARPHO (Asociación de Reparación, Refuerzo y Protección del Hormigón). Contacte con nosotros sin compromiso.

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La ingeniería inversa se basa en algo tan sencillo que parece un juego de niños: desmontar algo y volverlo a montar para ver cómo funciona. Pero, ¿es esta técnica válida para cualquier tipo de objeto o software? ¿Es posible emplearla en la construcción? A continuación, explicamos el funcionamiento y las aplicaciones de esta nueva forma de ingeniería.


¿Qué es la ingeniería inversa?

La ingeniería inversa es un proceso mediante el cual se observa cómo está construido y cómo funciona un objeto, proceso, programa o sistema con la intención de mejorarlo o duplicarlo. La observación se puede basar en aspectos muy diversos, como averiguar cuáles son sus componentes, cómo estos interactúan entre sí o cómo se fabricó el producto.

 

La ingeniería inversa de hardware o de producto

 

Este tipo de ingeniería inversa se ocupa de todos los objetos físicos tales como componentes electrónicos,  máquinas, dispositivos, etc. Muchas veces este proceso es iterativo y es necesario llevar a cabo varias modificaciones del diseño original. Como se puede ver, este tipo de ingeniería puede ser una buena herramienta para averiguar las dimensiones de objetos hechos manualmente o de formas libres.

 

Así, sus aplicaciones son:

Creación de nuevos modelos a partir de los existentes que han quedado obsoletos.
Producción en serie de un producto cuando no se tienen datos del modelo.
Reconstrucción y modelado de superficies complejas.
Modelado CAD en 3D.
Comparaciones con el mercado (benchmarking).
Reproducción de dispositivos o herramientas afectados por el desgaste.


Aplicaciones de la ingeniería inversa

Aunque en su origen, durante la Segunda Guerra Mundial, la ingeniería inversa se aplicó en tecnología armamentística, observando las máquinas o el hardware del enemigo para crear otros más potentes, en la actualidad se utiliza para fines más variados, tanto en la creación de software como de hardware.

También puede servir para averiguar si se infringe alguna patente, desarrollar programas compatibles con otros ya existentes o comprobar que un programa informático no tiene brechas de seguridad. Entre otros muchos usos.


La ingeniería inversa en la construcción

Además de para crear software y hardware, la ingeniería inversa también se puede utilizar en construcción, para la reproducción de imágenes en 3D de piezas ya fabricadas cuando no se cuenta con un plano.

Esto tiene importantes usos para la construcción, ya que permite:

 

Optimizar los procesos de fabricación en recuperación de superficies.
Separar los datos obtenidos por escaneado en 3D.
Modificar los diseños existentes para mejorarlos.
Preparar el modelado 3D para la simulación digital.
Facilitar la construcción virtual.
La inspección de estructuras y la determinación de patologías en las mismas, permitiendo llevar a cabo un seguimiento real de su comportamiento estructural.
Para poder mantener las plantas industriales y viviendas, conociendo el comportamiento de los materiales constructivos por el desgaste mecánico, daños localizados, las patologías estructurales o las agresiones químicas.
Para modificar detalles geométricos de las estructuras constructivas, crear archivos CAD o BIM que sirvan de partida para nuevos desarrollos de desarrollo o industrialización, llevar a cabo un estudio en 3D o simplemente para crear una estructura similar a la anterior.

 

La ingeniería inversa puede tener multitud de usos y aplicaciones, pero como se puede observar, su utilización en la construcción y arquitectura supone un gran avance en este sector.

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