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• Edwin Luis Salazar

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INFORME TECNICO DE FALLAS Y GRIETAS I.

INTRODUCCIÓN

El presente informe tiene como finalidad reflejar los resultados de la observación luego de visitar algunas instituciones educativas, se analizara el comportamiento de las estructuras en diferentes circunstancias que puede verse sometidas y a la vez explicar las fallas que resultaran de los cambios que puedan presentar. II.

OBJETIVO

El presente informe tiene como objetivo describir el estado general de algunas estructuras, las fallas y grietas observadas luego de la visita a algunas instituciones educativas, analizar las causas y efectos ocasionados por las fallas. III.

REVISION BIBLIOGRAFICA

Las fisuras comúnmente son la consecuencia de factores tales como esfuerzos de tensión que superan los esfuerzos del concreto, deficiencias en los recubrimientos del acero de refuerzo, elementos embebidos en el concreto como tuberías, malas prácticas de colocación y pérdida excesiva de agua que genera contracción en el concreto.

De acuerdo con lo anterior, las fisuras pueden clasificarse de diversas maneras: 3.1. Fisuras estructurales Estas fisuras se presentan por deficiencias en el diseño estructural o por prácticas indebidas de procesos constructivos, por las siguientes razones:   

Deficiencias en el proceso de corte de las losas de pavimento o pisos. Cambio de uso de la estructura. Corrosión del acero de refuerzo.

  

Porcentaje de alargamiento del acero de refuerzo. Esfuerzos excesivos de tracción y compresión al hormigón por la aplicación de cargas no contempladas en el diseño estructural. Módulo elástico del concreto teórico tenido en cuenta en los procesos de diseño estructural. Este tipo de fisuras puede evitarse desde el inicio del proyecto con un diseño que contenga las especificaciones adecuadas y donde se contemplen las condiciones de trabajo del concreto de manera estructural además de las condiciones de durabilidad. 3.2.

Fisuras no estructurales

Este tipo de fisuras son ocasionadas por la contracción del concreto, que se define como la modificación de su volumen debido a la pérdida de una parte del agua utilizada para su elaboración. La contracción del concreto involucra cinco tipos de fenómenos diferentes, los cuales se pueden presentar todos en una estructura, aunque no de manera simultánea, algunos dependen del tiempo, de las características del concreto o de la misma estructura (tipo, dimensiones, esquema de construcción y otras). Se presentan los siguientes tipos de contracción: contracción plástica, contracción química, contracción autógena, contracción térmica inicial y contracción de secado. Este tipo de fisuras se puede evitar o disminuir con las siguientes acciones en la obra:    

 

Realizar un buen vibrado al concreto fundido en el elemento. No adicionar agua sobre el concreto para facilitar la tarea de terminación. No usar asentamientos superiores a los recomendados por el fabricante. Adquirir la costumbre de curar el concreto, dicho proceso busca mantener las condiciones controladas, con el fin de asegurar una hidratación adecuada del cemento y un endurecimiento apropiado del concreto. Evitar o tratar de compensar la evaporación superficial rápida, con medidas de protección y curado, acordes con cada obra y situación climática particular. Establecer y cumplir estrictamente un plan de ejecución de las juntas de contracción y construcción. 3.3. Fallas estructurales 3.3.1. Fatiga El fenómeno de fatiga es considerado responsable aproximadamente de más del 90% de las fallas por rotura de uniones soldadas y precede muchas veces a la fractura rápida. Una discontinuidad que actúa como concentrador de tensiones puede iniciar bajo cargas cíclicas una fisura por fatiga que puede propagarse lentamente hasta alcanzar un tamaño crítico a partir del cual crece de manera rápida pudiendo conducir al colapso casi instantáneo de la estructura afectada.

3.3.2. Creep y creep-fatiga Las deformaciones elásticas y plásticas que sufre un material se suelen idealizar asumiendo que las mismas se producen de manera instantánea al aplicarse la fuerza que las origina. La deformación que puede desarrollarse posteriormente en algunas situaciones y que progresa en general con el tiempo, se conoce con el nombre de creep. 3.3.3. Fractura rápida Se puede definir la fractura como la culminación del proceso de deformación plástica. En general se manifiesta como la separación o fragmentación de un cuerpo sólido en dos o más partes bajo la acción de un estado de cargas. 3.3.4. Fallas sísmicas Hay muchas razones por las cuales los edificios experimentan fallas estructurales. Algunas de estas fallas pueden evitarse, mientras que otras están fuera del control del constructor. Muchas veces la causa de una falla estructural no puede determinarse hasta que no se realiza una investigación exhaustiva. La causa puede entonces ser evitada en las construcciones futuras. 3.3.5. Mal diseño Una de las causas más comunes de la falla estructural es un mal diseño. Esto significa que alguien cometió un error de cálculo al diseñar el edificio, los datos fueron imprecisos, se utilizaron los materiales incorrectos o alguien ignoró el modo en el cual el estrés impulsivo afecta la construcción. Los ingenieros son los responsables de este tipo de fallas ya que son los que crean y diseñan los planos. 3.3.6. Cargas extraordinarias Los edificios están diseñados para soportar condiciones específicas. Cuando se exceden estas condiciones, pueden ocurrir fallas estructurales. La causa principal de falla estructural son las cargas extraordinarias debido a las condiciones climáticas o a otros fenómenos naturales. Algunos ejemplos de cargas extraordinarias incluyen la fuerza de los vientos huracanados, los terremotos, y la acumulación de hielo y nieve. Los edificios que están construidos en áreas que son propensas a sufrir estos problemas están diseñados para soportar estas fuerzas y se construyen de manera muy sólida. Sin embargo, algunos tipos de cargas extraordinarias no pueden anticiparse y suceden fallas estructurales. 3.3.7. Malos cimientos La estructura puede estar diseñada y construida de manera adecuada, pero si está sobre cimientos malos, pueden ocurrir fallas. Uno de los ejemplos más conocidos de un edificio con malos cimientos es la Torre Inclinada de Pisa. Los malos cimientos causan que un

edificio se hunda o incline mientras la tierra se desplaza debajo de él. Este desplazamiento altera la distribución del edificio de modo que la construcción y el diseño cambian, sin cumplir con las especificaciones necesarias. 3.4. Fallas estructurales en edificaciones 3.4.1. Asimetría Es la ausencia de excentricidad entre el centro de masa y rigidez que provoca concentraciones de esfuerzos mayores en los elementos estructurales. “Cuando en una edificación continua se produce un cambio de sus dimensiones en planta, o las mismas son en forma de “L”, de “T”, de “U”, entre otras, se tienden a generar concentraciones de esfuerzos en las zonas de cambio de sección. Por este motivo, se recomienda segmentar las edificaciones y colocar juntas que permitan a los bloques moverse independientemente durante un sismo. También es importante que en caso de haber un cambio de dimensión, se haga de manera gradual y no bruscamente”. En estos casos lo ideal sería independizar las secciones de la estructura, dejando juntas de tal forma que cuando se originen esfuerzos por acción de un sismo puedan desplazarse libremente y no origine lo que se conoce como “golpeteo”. “Si el centro de masa de una estructura no coincide con el centro de rigidez, se originan efectos de torsión, en los que el edificio tiende a girar respecto a su centro de rigidez, causando incrementos excesivos en las fuerzas laterales”. 3.4.2. Junta pobre Toda estructura adyacente a otra necesita una división o separación que facilite la dilatación de los elementos estructurales producto de la temperatura o el movimiento de las edificaciones generadas por un sismo deben ser una independiente de la otra. “Todas las estructuras deben tener un espacio suficiente con respecto a las edificaciones adyacentes, ya que en el momento de un sismo, cada una vibrará de manera distinta y esto puede conducir a que se golpeen entre ellas”. 3.4.3. Columna corta Cuando a una columna se le adhiere un muro este restringe su movimiento normal ante un evento sísmico, lo que ocasiona que la parte libre de la columna se vuelva frágil y en consecuencia da deformaciones o daños graves al elemento. “Columna corta es aquella que está parcialmente arriostrada por algún elemento rígido, o cuando su resistencia es inferior a la resistencia de las vigas que se apoyan en ella”. “Las columnas cortas se originan cuando algún elemento, comúnmente las paredes, se encuentran adosadas a las columnas, restringiéndolas hasta donde llega la altura de las paredes”.

3.4.4. Esbeltez Los elementos estructurales esbeltos y sometidos a compresión mayormente fallan por pandeo y no por resistencia. “El factor de esbeltez depende de la longitud libre de pandeo del elemento. Esta longitud está regida por el tipo de unión de los extremos del elemento a analizar. Elementos sin restricción a rotación se pandean en toda su longitud por lo tanto su longitud libre es igual a su longitud real. Elementos en voladizos tendrán una longitud efectiva de sufrir pandeo igual al doble de un elemento simplemente apoyado y elementos con arriostramiento total en sus extremos tendrán una longitud efectiva menor que la propia del elemento”. (Escuela de Ingeniería de Antioquia) 3.4.5. Corte “El colapso de los edificios se debe generalmente a la insuficiente resistencia a carga lateral de los elementos verticales de soporte como son columnas y muros. Las fuerzas de inercia, cuya variación de la base hasta la cúspide del edificio es progresivamente creciente, generan fuerzas cortantes decrecientes desde la base hasta la cúspide, mismas que deben ser resistidas en cada nivel por el conjunto de dichos elementos verticales”. 3.4.6. Viento Dependiendo de la fuerza con la que el viento golpee una edificación, esta pude sufrir daños parciales o totales. Entre los principales efectos que produce el viento en una estructura tenemos: • • • • • • •

Deformabilidad excesiva Pérdida de estabilidad Fatiga Rotura de elementos estructurales Rotura de elementos no estructurales Voladura de techos Vibraciones que afectan el confort de los ocupantes

3.4.7. Grietas y fisuras Una grieta es una abertura que abarca todo o casi todo el espesor del elemento estructural y una fisura es una abertura superficial en el muro o su revestimiento. Para ambos las principales causas pueden ser:   

Problemas de humedad Resistencia en el terreno Movimientos diferenciales del suelo

   IV.

Mala ejecución de la construcción Cambio de temperatura Falta de adherencia en ladrillos o mortero (en tipos de mampostería) RELEVAMIENTO

Los daños en las estructuras consisten en fisuras y grietas, que responden a fallas de cimentación, por la pérdida de la capacidad portante del suelo. Esto puede asignarse a la saturación de los suelos por el aumento en nivel en las napas freáticas, que han alcanzado la cimentación en algunos sectores.

INSTITUCION EDUCATIVA 82838 - CALLATPAMPA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

CALLATPAMPA

OBSERVACION

Se observa fisuras en el piso esto podria atribuirse a que el sueldo donde están cimentado son arcillas

INSTITUCION EDUCATIVA 82838 - CALLATPAMPA PROVINCIA DEPARTAMENTO DISTRITO LOCALIDAD

CAJAMARCA

OBSERVACION

Presenta fisuras en las veredas, que como puede observarse existe filtración MAGDALENA al no contar con cunetas adecuadas CALLATPAMPA para de evacuación de aguas de lluvias. CAJAMARCA

INSTITUCION EDUCATIVA 82838 - CALLATPAMPA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

CALLATPAMPA

OBSERVACION

También presenta fisuras en las paredes, que podría atribuirse a que no cuenta con un confinamiento adecuado

INSTITUCION EDUCATIVA 82838 - CALLATPAMPA PROVINCIA

CAJAMARCA

OBSERVACION

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

CALLATPAMPA

Presenta fisuras en la losa, esto es debido a que no cuenta con adecuada evacuación del agua de lluvia, que filtra a través de la losa

INSTITUCION EDUCATIVA 82738 – EL MIRME PROVINCIA

CAJAMARCA

OBSERVACION

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

EL MIRME

Presenta fallas en la columna, como puede observarse en la imagen la columna sin recubrimiento y el acero esta expuesto.

INSTITUCION EDUCATIVA 82738 – EL MIRME PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

EL MIRME

OBSERVACION

Presenta grietas en la junta de los muros que puede deberse a los asentamientos diferenciales en la cimentación

INSTITUCION EDUCATIVA 82738 – EL MIRME PROVINCIA

CAJAMARCA

OBSERVACION

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

EL MIRME

Presenta grietas en la junta de los muros con el cielo raso que puede deberse a los asentamientos diferenciales en la cimentación

INSTITUCION EDUCATIVA 82738 – EL MIRME PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

EL MIRME

OBSERVACION

Presenta grietas en los pisos, ha fallado el concreto esto debido al asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821041 – LA VIÑA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LA VIÑA

OBSERVACION

Presenta grietas en los pisos, ha fallado el concreto esto debido al asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821041 – LA VIÑA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LA VIÑA

OBSERVACION

Presenta grietas en los pisos en más de una ambiente, ha fallado el concreto esto debido al asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821041 – LA VIÑA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LA VIÑA

OBSERVACION

Presenta grietas en los pisos, ha fallado el concreto esto debido al asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821041 – LA VIÑA PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LA VIÑA

OBSERVACION

Presenta grietas en los pisos, ha fallado el concreto esto debido al asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

En la institución de Luluash se puede observar fallas considerables, asentamientos debido a que es un suelo de arcillas que con la humedad se expande y se contrae cuando se seca.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Presenta grietas verticales a lo largo de en toda la pared

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

OBSERVACION

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

Las grietas y fallas en los veredas son considerables la expansión de los suelos arcillosos en contacto con la humedad han hecho fallas las veredas.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Presenta grietas horizontales a lo largo de los muros, los asentamientos diferencias son de consideración.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Las fallas y las grietas se dan en demás estructuras, las características de las grietas son iguales.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Las grietas se da en todos los muros en forma vertical, propias de un suelo arcilloso.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Las grietas se observan en el interior, los muros podrían sufrir colapso debido a la gravedad de las grietas

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Las grietas no solo se observan en los muros laterales, sino también en los muros interiores.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

En los pisos ha fallado el concreto, las grietas que presentan son a lo largo de todo el ambiente.

INSTITUCION EDUCATIVA 821279 – LULUASH PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

LULUASH

OBSERVACION

Las grietas también están presente en los dinteles.

INSTITUCION EDUCATIVA 821242 – TOMACUCHO PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

TOMACUCHO

OBSERVACION

Se puede observar grietas en el piso a lo largo de la pared, presenta un asentamiento de la cimentracion.

INSTITUCION EDUCATIVA 821242 – TOMACUCHO PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

TOMACUCHO

OBSERVACION

Se puede observar grietas en las veredas en forma perpendicular.

INSTITUCION EDUCATIVA 821242 – TOMACUCHO PROVINCIA

CAJAMARCA

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

TOMACUCHO

OBSERVACION

Se puede observar grietas que ha fallado el concreto de la vereda, se ha producido un asentamiento del suelo.

INSTITUCION EDUCATIVA 821242 – TOMACUCHO

V.

PROVINCIA

CAJAMARCA

OBSERVACION

DEPARTAMENTO

CAJAMARCA

DISTRITO

MAGDALENA

LOCALIDAD

TOMACUCHO

Las grietas en los pisos están presente en todo los ambientes, siendo suelos arcillosos y no cuentan con un drenaje, o cunetas adecuado.

CONCLUCIONES

En la visita a ciertas instituciones educativas en el distrito de Magdalena, Provincia y departamento de Cajamarca se pudo observar que en todas existen grietas y fisuras, que por las características de que en su mayoría los suelos son arcillosos y no cuentan con un adecuado sistema de drenaje de lluvias hace pensar que esto produce los asentamientos y fallas en cada una de las instituciones visitadas. De lo dicho se puede concluir que las cimentaciones no son las adecuadas, considerando o haciendo pensar que en su ejecución no se ha tenido del todo en cuenta al momento de la construcción, las características y estudio de suelos, puesto que siendo suelos de estas características debiera tenerse en cuenta un mejoramiento que de alguna manera ayude a evitar los asentamientos por cambio de volumen del suelo. Evitando así los agrietamientos y fallas.