UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE

MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL AMBIENTAL

“PATOLOGIAS EN EL CONCRETO POR

SOBRECARGAS”
CURSO:

TECNOLOGIA DEL CONCRETO.

DOCENTE:
ING.TAFUR JIMENEZ, CARLOS RAFAEL

AUTORES:
CIEZA MEDINA, CHRISTIAN

CONSTANTINO HOYOS, MARK ANTHONY

SAENZ CRUZ, LUIS FERNANDO.

SILVA ZAPATA, JAIRO JAVIER

Chiclayo, Julio del 2020.

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CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO.

INDICE
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 3

2. CONCEPTOS GENERALES ....................................................................... 4

3. PATOLOGIAS POR CARGAS ..................................................................... 5

PROVENIENTES POR DEFECTOS EN EL PROYECTO..................... 5

POR SOBRE CARGAS EXEPCIONALES ............................................ 6

3.2.1. SISMOS, VIENTOS ........................................................................ 7

3.2.2. ABRASION ................................................................................... 11

POR FATIGA ...................................................................................... 11

DERIVADAS DEL PROCESO CONSTUCTIVO .................................. 13

PROVENIENTES DE LOS MATERIALES .......................................... 14

POR EL USO O MANTENIMIENTO.................................................... 15

4. POSIBLES SOLUCIONES......................................................................... 16

5. CONCLUSIONES ...................................................................................... 18

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................... 18

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1. INTRODUCCIÓN

La patología del concreto comprende todas las situaciones que afectan la estructura, estos
problemas mayormente son por ataques químicos y exceso de cargas a la edificación, Por
ejemplo, la acción agresiva del medio ambiente, a las cargas que se encuentra sometida,
también pueden ser al mal curado. Los análisis de las cargas generales de la problemática
constituyen el objetivo de la patología estructural, ciencia encargada del estudio,
diagnóstico de los daños estructurales, evaluación de las causas, efecto y formulación de
los procesos de reparación.

Asimismo, tenemos que el concreto es el elemento más utilizado en construcciones por

lo que las investigaciones para acelerar sus procesos de aplicación, durabilidad y
sustentabilidad han cobrado gran importancia. De ahí la relevancia de comprender y
realizar acciones donde se genere un ahorro significativo en el costo de mantenimiento
de las estructuras de concreto, por lo que resulta indispensable conocer cómo se calcula
y que conceptos se consideran al establecer la vida útil de las mismas.

Existen muchas infinidades de problemas que se presentan atreves del tiempo ya sea
fisuras o grietas en el concreto nosotros como ingenieros debemos presentar soluciones
óptimas para poder controlar estos mismos, otro factor que es muy frecuente en nuestro
medio es que abunda la autoconstrucción, la falta de criterio profesional hace que las
construcciones presenten problemas en abundancia.

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2. CONCEPTOS GENERALES

Las patologías en sistemas de concreto estructural utilizados en infraestructura

industrial son sumamente frecuentes, y por lo tanto su temprana detección,
tratamiento y prevención es de especial interés, debido a los altos costos involucrados
y a las consecuencias negativas que se presentan durante el servicio de estos sistemas.
De igual forma, evitar las patologías mediante adecuados métodos de diseño por
durabilidad presenta grandes ventajas y ahorros.

La metodología de esta investigación se basa en el estudio de documentos y

normativa internacional relacionados con los temas de durabilidad, diagnóstico de
patologías, rehabilitación y mantenimiento de estructuras. Se plantea un
procedimiento sistematizado de Tres Niveles, que sirve de guía práctica y detallada
para el ingeniero en proyectos industriales. Aun así, los conceptos utilizados son
igualmente aplicables y adaptables a todo tipo de estructuras de concreto estructural.
El procedimiento de Tres Niveles propuesto es validado mediante su aplicación en el
estudio de una losa de concreto reforzado, la cual forma parte del piso de un sistema
de cámaras de congelación industrial.

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3. PATOLOGIAS POR CARGAS

PROVENIENTES POR DEFECTOS EN EL PROYECTO

a) Diseño conceptual inadecuado

b) Errores de calculo
c) Subestimación de cargas
d) Selección equivocada de materiales
e) Estudio de suelos deficiente
❖ Fisuras por asentamiento del Terreno
Causas: fundación 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 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 los ingenieros expertos.

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❖ Asentamiento 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 a 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. Intervienen sobre las propiedades del suelo
para mejorar su comportamiento. Altos costos. Necesaria implicación de personal
capacitado.

POR SOBRE CARGAS EXEPCIONALES

Las acciones mecánicas se deben principalmente a sobrecargas, deformaciones, impactos

o vibraciones, que no fueron contempladas en su diseño. Algunas de estas solicitaciones
imprevistas, tienen su origen en un cambio de uso en la obra, un accidente o desastre
natural.

Se debe tener en cuenta que el concreto ofrece una alta resistencia a la comprensión, pero
una pobre resistencia a la tensión, por lo que los elementos estructurales se refuerzan con
barras de acero, que toman los esfuerzos de tensión provocados por el cortante, la flexión
y la torsión. En los últimos años, se han fabricado concretos microreforsados con fibras

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de poliproleno o metálicas, para evitar las gritas en las zonas de esfuerzos de tensión en
concreto plástico y endurecido.

3.2.1. SISMOS, VIENTOS

Al superarse la capacidad resistente del material que constituye el elemento estructural,
por la acción de sobrecargas provocadas por eventos imprevistos en el diseño (cambio en
las solicitaciones, sismos, vientos, inundaciones, deslizamientos y explosiones); se
produce deficiencia estructural que se manifiesta por gritas y deflexiones excesivas.
a) 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 eventos sísmicos. Se presentan pocas,

y casi siempre aparecen una sola por cada elemento afectado. Evolución 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 elemento.

b) Fisuras por comprensión

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 algunas
fisuras horizontales y al lado de ellas, otras verticales.

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Posibles soluciones: se debe consultar a expertos, ya que está comprometida a la

integridad de la estructura y de sus ocupantes. Los daños graves en columnas implican la
inutilización de la edificación.

c) Fisuras por torsión

Causas: generados cuando el elemento sufre efectos de torsión.

Características: se parecen las fisuras por cortante. Se pueden distinguir por el sentido
de inclinación que presentan en dos caras opuestas del elemento. Estas gritas se generan
en un sentido en una cara de la viga y en la cara opuesta se manifiesta en el sentido
opuesto.

Posibles soluciones: Igual que fisuras por cortante.

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Grieta estructural:
Las grietas estructurales pueden presentar anchos superiores a los 0.5 mm y se originan
los errores de cálculo al desprecio de hipótesis de carga, por la inadecuada especificación
de resistencia de materiales y por la construcción de secciones sin respetar los planos. En
la tabla se observa el tipo de grita estructural, con sus respectivas características y un
esquema para identificarlas.

Tabla 1.1 Esquema de grietas estructurales y características

TIPO DE GRIETA
ESQUE
ESTRUCTURAL CARACTERÍSTICAS
MA

El concreto resiste tracción por medio del

acero de refuerzo, cuando las cargas
sobrepasan la capacidad estructural de la
TRACCIÓN sección disminuye la adherencia entre el
PURA acero y el concreto en una zona
produciéndose grietas transversales.

Las grietas por flexión, son transversales y

se extienden a partir de la cara en tensión
hasta el eje neutro de la sección. Su causa
FLEXIÓN principal son las precargas, sobrecargas y el
insuficiente refuerzo de acero.

Aparecen inclinadas cerca de los apoyos o

en los puntos de aplicación de cargas
concentradas, el ángulo de las grietas es
aproximadamente 45°, ya que son lugares
CORTANTE de máximo cortante y mínimo momento.
Son grietas que atraviesan toda la sección.

Son grietas inclinadas que traspasan

toda la sección en forma de espiral.
TORSIÓN

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TIPO DE GRIETA
ESQUE
ESTRUCTURAL CARACTERÍSTICAS
MA

Se forman alrededor del acero de refuerzo

y se asocian a fenómenos de retracción
plástica que producen una deficiente
adherencia entre el acero y el concreto.
LONGITUDINALE Las grietas se producen cuando se dan
S esfuerzos de tensión en el acero principal.

Son provocadas por esfuerzos altos

originados por cargas soportadas en
áreas pequeñas. La superficie de
fractura es de forma de tronco de
PUNZONAMIENT pirámide y es una falla frágil.
O

Si se supera la capacidad de carga axial

de un elemento columna se producen
grietas paralelas a la dirección de la
COMPRESIÓN carga.

Se produce un deslizamiento por falta de

adherencia o anclaje entre las diferentes
capas de un elemento.
CIZALLADURA

Deflexiones excesivas:
Entre las deformaciones excesivas provocadas por movimientos imprevistos, se tiene las
que son producto de asentamientos del terreno y las impuestas por eventos fortuitos como
los desastres (sismos, vientos, inundaciones, deslizamientos y explosiones)
Si se presentan movimientos diferenciales en la estructura y esta no es capaza de
redistribuir las cargas rápidamente sufren fallas y fracturas (cielos, ventanas y pisos).

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Durante eventos intensos como los desastres naturales mencionados, las deformaciones
de la estructura la pueden llevar fácilmente al colapso

3.2.2. ABRASION
La resistencia del concreto a resistir la abrasión, se define como la capacidad para que la
superficie pueda soportar el desgaste producido por fricción, erosión y cavitación
provocada por agentes externos.

La fricción es el desgate de la superficie de pisos y pavimentos de concreto, por la acción

del tránsito de camiones, vehículos y montacargas, que generan raspaduras y patinazos.

La erosión es propia de obras hidráulicas (presas, túneles, conducciones, pilas de puentes

y canales), en donde el flujo de agua trasporta partículas sólidas que desgastan la
superficie. La magnitud de la erosión, depende de las características tanto mecánicas des
flujo (velocidad), como de las características de las partículas sólidas (cantidad, tamaño,
forma y dureza)

El fenómeno de cavitación, se debe a la formación de burbujas cuando la velocidad del

agua es alta y se dan diferencias de presión entre el flujo y el vapor. Las burbujas se crean
cuando la presión de vapor es mayor que la presión de flujo, estas burbujas viajan hasta
llegar a una zona de alta presión de flujo, en donde estallan bruscamente generando una
onda explosiva que produce picaduras y cavidades en el concreto. Este fenómeno es
propio de conducciones, túneles, vertederos, disparadores de energía y presas de concreto.

POR FATIGA

Existen diferentes prácticas ya sea en la construcción como en el uso durante la vida útil
de una estructura que pueden ocasionar daños graves o leves a la misma, generado
posiblemente por un exceso del punto límite de carga o del punto de fatiga de un elemento
estructural. Las estructuras están diseñadas con criterios físicos definidos que si no son
respetados pueden generar fallas o incluso el colapso de estas, entre estos encontramos:

• Procesos que introducen vibraciones: Las cargas dinámicas pueden estar

presentes de distintas formas. Hay dos parámetros que caracterizan a dichas cargas:

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su magnitud y su contenido de frecuencias. Estas cargas dinámicas se pueden

reemplazar con cargas estáticas cuando su contenido de frecuencias es bajo si se
compara con la frecuencia natural de la estructura en las que se aplican. En ciertas
ocasiones a estas cargas se les llama cuasi estáticas para tener presente que se está
pronosticando efectivamente el efecto de las cargas dinámicas que se tratan como
su equivalente estático. La vibración de la estructura ocurre cuando las fuerzas
generadas por: las industrias, tránsito, ferrocarriles, etc. Aplican sus cargas a
estructuras de concreto que no están diseñadas para soportar grandes cargas

Tránsito Pesado

Procesos Industriales

Ferrocarriles

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• Procesos que introducen alternancia de cargas: La alternancia de cargas vivas

es una situación real en una estructura y puede ocasionar momentos mayores a los
obtenidos al considerar todos los tramos uniformemente cargados, así como zonas
donde se produzcan inversiones de momentos. Las mareas y las estructuras
hidráulicas son ejemplos de introducción de alternancia de cargas que afectan al
concreto.

Estructura expuesta a
la marea

Estructura Hidráulica

DERIVADAS DEL PROCESO CONSTUCTIVO

f) Sobrecargas de construcciones prematuras: Se refiere a la acción de fuerzas

que resulten del peso de los materiales, ocupantes, efectos medioambientales,
movimientos diferenciales.

g) Sobrecargas de construcción extremas: Es el exceso de cargas al que puede

estar sometida una estructura excepcionalmente, esta debe tomarse en cuenta
cuando se hace el cálculo de la resistencia de los elementos. Las cargas
externas actuantes sobre la estructura generan como reacción, tensiones
internas dentro de los elementos estructurales.

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h) Sobrecargas de construcción prematuras.

i) Desencofrado prematuro.

PROVENIENTES DE LOS MATERIALES

✓ Concreto no cumple el f´c

✓ Acero no cumple f´
✓ Pegamentos epóxidos deficientes
✓ Componentes metálicos deficientes
✓ Usar materiales no controlados
✓ No respetar códigos ni especificaciones
❖ Fisura de 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: Tomar ensayos correspondientes a los materiales a usar en el

hormigón, para aumentar su resistencia.

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Por el uso o mantenimiento

✓ Cambio de condición de servicio o uso: p.e un ambiente para la oficina se

cambia a almacén
✓ Una losa de almacén se cambia a depósito de un equipo pesado.
✓ Una losa para tránsito de peatones se emplea como showroom de
automóviles.
✓ Una vivienda se emplea como instalaciones pesada
✓ En una autovía o vía ferrovial se permite tránsito de vehículos o trenes de
mayor capacidad
❖ 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 empiezan a
curvear. Evolucionan con lentitud. Generalmente parecen varias y juntas entre sí.

Posibles soluciones: se debe apuntalar el elemento y reforzarlo. Es indispensable llamar

a un experto.

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4. POSIBLES SOLUCIONES

DETERIORO TECNICA DE MATERIALES DE

REPARACION REPARACION
✓ Recubrimiento ✓ Epoxicos y otros
✓ Remplazo del ✓ Morteros
concreto expansivos
✓ Lanzamiento de ✓ Materiales de
Agujeros grandes o concreto fraguado rápido
pequeños ✓ Concreto pre ✓ Concreto de
mezclado cemento portland
✓ Remplazo total ✓ Concreto
modificado con
látex
✓ Recubrimiento ✓ Recubrimiento
✓ Reemplazo bituminoso
✓ Encamisado ✓ Epóxicos y otros
✓ Concreto lanzado polímeros
✓ Concreto pre ✓ Materiales para
Cavitación mezclado encamisado
✓ Concreto
modificado con
látex
✓ Polímeros

✓ Recubrimiento ✓ Selladoras
✓ Reemplazo elastometricos
✓ Encamisado ✓ Epóxicos y otros
Microgrietas
✓ Concreto lanzado polímeros
✓ Concreto pre ✓ Materiales
empacado encamisados

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✓ Concreto
modificado con
látex
✓ Polímeros

✓ Relleno ✓ Recubrimiento
✓ Encamisado bituminoso
✓ Eslabonamiento ✓ Epoxicos y otros
✓ Esforzado polímeros
Grietas activas ✓ Materiales para
encamisado
✓ Concreto
modificado con
látex

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5. CONCLUSIONES

• Las estructuras de concreto expuestas a cargas vivas, sobre cargas, grandes

vibraciones sufren grandes daños cuando no se tiene las consideraciones
adecuadas en su diseño para que esa estructura pueda soportar adecuadamente
las cargas

• Las patologías estructurales mayormente crean muchas incertidumbres en la

respuesta sísmica de las construcciones específicamente en estructuras de los
edificios; estas incertidumbres hacen que las aproximaciones calculadas en los
análisis estructurales típicos para el diseño símico de estructuras sean muy
limitadas, y que por ende se requieran análisis mucho más complejos y
detallados que en la mayoría de los casos no son llevados a cabo, ya sea por
falta de tiempo y recursos o por ignorancia de los dueños, arquitectos e
ingenieros.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

❖ Enrique Rivva López, (2010), Materiales Para el Concreto, editor: Instituto De La

Construcción y Gerencia.

❖ Argos, (2009-2018), Detalles Tipo De Agregado, Encontrado en:

https://www.360enconcreto.com

❖ BAUD, D. Tecnología de la construcción. Madrid: Editorial Blume. Tercera

edición. 1980.

❖ Concretos Supermix, (2015-2019), Agregados y sus funciones, Encontrado en:

https://www.supermix.com.pe

❖ Concreto tomo I, II. CHILE: Instituto del cemento y del concreto. Primera
edición, tercera impresión. 1970.

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