¿Qué es la patología estructural y funcional?

Un problema bastante habitual en las construcciones es que con el paso del tiempo tienden a deteriorarse y a sufrir algún tipo de patología estructural y funcional. Mientras que algunas patologías están relacionadas con el desgaste de los materiales constructivos, en otras la principal causa se debe a errores en las etapas de proyecto y ejecución. Lo más importante es identificar estas lesiones lo antes posible para conocer el alcance del daño y los posibles peligros. Esto permitirá realizar un diagnóstico acertado y decidir cuál es el mejor tipo de intervención: reparar, reforzar o realizar trabajos de sustitución.

¿Qué es la patología estructural y funcional?

Cuando se habla de patología estructural y funcional se hace referencia al estudio sistemático y ordenado del comportamiento irregular de una estructura o de los elementos que la componen cuando esta presenta algún tipo de lesión o daño. Este puede ser causado tanto por factores externos como por factores internos, y puede comprometer la seguridad de la misma.

El primer paso para detectar cualquier patología es realizar una visita a la estructura en cuestión para analizar in situ daños o desperfectos y definir cuáles son las causas que los han originado. Para ello puede ser necesario llevar a cabo ensayos de laboratorio y tomar muestras con el fin de realizar un estudio geotécnico y elaborar un diagnóstico e informe final.

Existen 3 tipos de lesiones que puede tener una estructura:

Químicas: son daños originados debido a la reacción química que se produce entre los componentes químicos de los materiales constructivos y los agentes atmosféricos, por los efectos de los elementos contaminantes y la acción de organismos vivos.
Mecánicas: son lesiones que se producen debido a las intervenciones de los procesos mecánicos compuestos por fuerzas externas e internas que producen esfuerzos internos en los elementos que ponen la estructura. Daños mecánicos grietas, fisuras, deformaciones o desprendimientos.
Físicas: fallas causadas por la acción de agentes físicos externos (agua, viento, movimientos, erosión o falta de mantenimiento), originando afectaciones como humedades, suciedad, fisuras o erosiones.

Tipos de patología estructural

Los distintos tipos de patología estructural pueden clasificarse en función de la etapa del proyecto en donde se originan o el origen del agente causante.

En función del origen

Etapa de diseño: en la fase inicial del proyecto donde se determinan las especificaciones de la construcción y se diseñan los planos.
Etapa de construcción: cuando se seleccionan los materiales y se eligen los procesos constructivos.
Etapa de operación: por falta de mantenimiento o la acción de desastres naturales (terremotos, huracanes o inundaciones).

En función del agente causante

Externo: químicos, mecánicos, físicos o biológicos.
Interno: por reacción álcali-agregado (RAA), por formación de etringita diferida o contracción por secado.

¿Cómo diagnosticar una patología estructural y funcional?

Las patologías estructurales se manifiestan de manera externa y pueden ser identificadas visualmente. Para poder ofrecer un correcto diagnóstico antes hay que realizar un estudio. Para ello se puede optar por dos métodos: ensayo no destructivo y ensayo destructivo.

Ensayos no destructivos

Se denomina ensayo no destructivo a las pruebas que se practican a un material sin que altere sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales, es decir, que implica un daño nulo o apenas perceptible. Existen 5 tipos de pruebas no destructivas.

Ensayos esclerométricos: este ensayo no destructivo de la resistencia del hormigón es utilizado para el control de la calidad del material como alternativa para estimar la resistencia a la compresión sin tener que destruir el elemento estructural de concreto.
Ensayos por partículas magnéticas: se trata de un procedimiento de detección de defectos superficiales o subsuperficiales que se basa en la acumulación de partículas de material ferromagnético. La acumulación del polvo metálico aplicado sobre la superficie revela la localización de los daños. Solo pueden examinarse materiales de alta permeabilidad magnética, aceros en general.
Ensayos de ultrasonido: se caracterizan por no causar daños en la forma o composición de la pieza sobre la que se realiza la inspección. Se llevan a cabo para identificar posibles discontinuidades sobre la superficie y para ello se utiliza la reflexión de las ondas acústicas para observar su comportamiento.
Ensayos de radiografía industrial: en estos ensayos se atraviesa el componente con un haz de radiación electromagnética ionizante (rayos gamma o rayos X), que será absorbida por el material en mayor o menor medida en función de la existencia o no de discontinuidades internas.
Ensayos con líquidos penetrantes: un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar imperfecciones superficiales en materiales no porosos, tanto metálicos como no metálicos. Para ello se aplica un líquido con alto poder humectante y, gracias al efecto de capilaridad, este penetrará sobre las discontinuidades.

Ensayos destructivos

Se trata de un método de pruebas que modifica las propiedades, estructura o geometría de las piezas sometidas a ensayo, es decir, estas generan daños, deformaciones o roturas que los invalidan para su uso posterior. Existen 4 tipos principales de pruebas destructivas.

Ensayo de núcleos de concreto: con el uso de maquinaria especializada se extraen núcleos de concreto, rocas o asfalto, de las estructuras que se quieren evaluar. Posteriormente las muestras son llevadas a un laboratorio especializado en ingeniería para llevar a cabo pruebas de compresión que determinarán su resistencia.
Ensayo de carbonatación: en esta prueba se utiliza una solución de fenolftaleína para evaluar la carbonatación del concreto. Al aplicarlo (ya sea con spray o pincel) la parte que no adquiere color rosáceo no está carbonatada. Se trata de un ensayo para determinar si el ph del hormigón ha descendido.
Ensayo de tracción al acero de refuerzo: se llevan a cabo unas regatas de inspección para comprobar el estado físico del acero de refuerzo. La muestra se lleva a un laboratorio especializado para proceder a realizar una prueba de tracción y determinar su resistencia.
Ensayo destructivo metalúrgico: los hay de muchos tipos (estáticos, dinámicos y tecnológicos) y en todos ellos lo que se comprueba es la dureza del metal.

La patología estructural, en definitiva, hace referencia a la elaboración de estudios y análisis sobre una estructura existente, ya sea de edificación, industria u obra civil, que presente alguna patología o lesión. En Ingenieros Asesores disponemos de equipos de medición para realizar ensayos in situ, tales como medidores de espesores por ultrasonidos, pachómetros (detectores de armaduras) digitales, esclerómetros, etc.

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