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probabilidad de fallo sera mayor. Sin embargo, hay que hacer algo muy gordo para que un edificio

caiga gracias a su sobredimensionamiento (y seguridad).

As que recordadlo: el avin no es seguro pero es muy f iable.

Este artculo me llam la atencin por la diferente percepcin humana, y su categorizacinen frente de las circunstancias: los edificios son seguros o fiables? Y segn el cuerponormativo existente hoy en da en referencia a los edificios existentes, para serlo, debencumplir la normativa actual o no?

En este artculo aparecen unos conceptos importantes que vamos a destacar:mantenimiento, vida til, seguridad, fiabilidad.

fiabilidad: Habilidad de una estructura o de un elemento estructural para cumplir losrequisitos especificados, incluyendo la vida til de clculo, para las que ha sidoproyectado. La fiabilidad se expresa normalmente en trminos probabilsticos.

Entendemos por fallo de una estructura o de determinadas partes de la misma arotura, o sin llegar a ella, a la existencia de un estado inadecuado. Puede ocurrir porvarios motivos: deformaciones demasiado grandes, falta de estabilidad de losmateriales, fisuraciones, prdida del equilibrio esttico,.

Solemos entender por vida til, el periodo de tiempo despus de la construccindurante el cual todas las propiedades esenciales alcanzan o superan el valor mnimoaceptable con un mantenimientorutinario.

La prediccin de dicha vida til es una actividad altamente compleja: existe un gran

nmero de fenmenos (mecnicos, funcionales, qumicos o ambientales)susceptibles de alterar su determinacin. Los elementos estructurales puedenhallarse sujetos a condiciones de utilizacin o de entorno ambiental muy diferentes yvariables con el tiempo. Incluso los distintos elementos estructurales de un mismoedificio, pueden estar sometidos a condiciones de solicitaciones distintas. Adems, lainteraccin entre los elementos genera una cantidad de situaciones distintas quedeberan ser caracterizadas.

Parece patente pues, que es necesario fijar un valor mnimo aceptable para lapropiedad del edificio, que deber depender del control elegido en la construccin yposterior servicio.

Los requerimientos que limitan la vida til pueden ser:

- Tcnicos (no relacionados con el uso de la estructura)- Funcionales (capacidad de una estructura para cumplir con el conjunto de

funciones para la que fue diseada)- Econmicos (relativos al coste de mantenimiento necesario para que la

estructura siga en uso).

La eleccin del criterio de aceptacin debe establecerse en funcin del tipo deestudios y del momento de realizarlo: el proyecto o la evaluacin posterior

(evaluacin de un edificio existente)

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Veamos las diferencias de criterios que se dan entre ambas situacionestemporales, el proyecto y la evaluacin de estructuras:

o Sobre las propiedades de los materiales: en la evaluacin pueden sermedidas, mientras que en fase de proyecto se asumen)

o Sobre las cargas permanentes: en la evaluacin se pueden medir odeterminar con precisin; en la fase de proyecto se prevn)o Sobre las sobrecargas de uso: en la evaluacin pueden tener un

aspecto ms realista.o Sobre los mtodos de clculo: en la evaluacin pueden ser ms

sofisticados y rigurosos.o La importancia relativa de las cargas puede ser alterada, pues debido

a la degradacin puede ser necesario abonar ciertos estadosresistentes sobre otros.

o El establecimiento de las caractersticas ambientales es muyimportante, debido a su influencia en la degradacin.

o Por tanto, la incertidumbre es ms reducida, permitiendo menoresfactores o coeficientes de seguridad.

Existen numerosas causas de incertidumbres: Definicin del modelo estructural Las hiptesis de cargas

Las hiptesis de clculo Los errores de clculos

Defectos del material Errores de las dimensiones Errores de ejecucin

Los mtodos generales de evaluacin y prediccin se dividen en dos grupos: los queemplean la clasificacin o indicadores de lesiones o daos y los que emplean elanlisis de la fiabilidad.

El coeficiente de seguridadse define como el cociente entre un nmero que midela capacidad mxima de un sistema y los requerimientos tericos o asumidos comotales.

Un valor del coeficiente de seguridad superior a la unidad indica seguridad ante elfallo, tanto mayor cuanto ms elevado sea; un valor inferior a la unidad indicainseguridad o probabilidad elevada de fallo, no es aceptado nunca.

Las normativas europeas (Euro cdigos) y las nacionales preconizan mtodos declculo que involucran factores de mayoracin de cargas y de minoracin de laresistencia de los materiales, siendo el coeficiente de seguridad global un valordependiente de ambos.

Paradjicamente el mtodo clsico no da una medida de la seguridad global ni delmaterial ni de la propia estructura.Por ejemplo: dos hormigones, uno muy bueno y otro muy malo, pueden tener lamisma resistencia media.

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En realidad el mtodo clsico permite asegurar con alguna certeza que la estructuraen servicio va a funcionar correctamente, pero hace muy difcil prever lo lejos que seest del fallo. Esto lleva naturalmente al empleo de un slo coeficiente de seguridad,pero que en general es bastante grande.

El mtodo clsico ha sido ampliamente usado. En el momento actual ha sidoabandonado en casi todos los casos y nicamente se siguen empleando en elclculo de cimentaciones (el CTE ha cogido aquellos coeficientes que utilizbamos ylos ha normalizado introducindolos en su tabla 2.1, perdiendo algunos tan usadoscomo la minoracin a fuste distinto al de minoracin a punta)

ESQUEMA GENERAL DE LOS SISTEMAS DE CLCULO ESTRUCTURAL

Mtodos deClculo

Modelo

Estructural

Acciones

Clculo deesfuerzos

Dimensionadosecciones

CLSICO

Determinista

Determinista

Mtodoselsticos

Mtodosclsicos

ESTADOSLMITES

Probabilista

Probabilista

Mtodos noelsticos

Mtodos enrotura

PROYECTO Y EJECUCION

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En la actualidad se emplea el mtodo de los estados lmite para proyectar y justificarmediante clculo una determinada edificacin. Este mtodo consiste en determinarposibles modos de fallo de un edificio y fijar un valor probable (valor caracterstico)que controla alguno de los posibles modos de fallo funcional (estados lmite de

servicio) o estructural (estados lmite ltimos). Por otra parte se determina el valormximo de la misma magnitud que puede admitir la estructura proyectada. Larelacin entre ambos ser el coeficiente de seguridad.

La teora de la probabilidad nos ensea que no se puede lograr una seguridad

absoluta, lo nico que puede hacerse es mantener reducidos las probabilidades de

fallo.

Los mtodos probabilistas se basan en dos estimaciones estadsticas: En fase de proyecto estudian la probabilidad de que se produzcan acciones

de una determinada intensidad y la probabilidad de que se produzca el falloresistente del material. Conjuntamente ambos factores determinan laprobabilidad global del fallo de la estructura y por tanto su nivel de seguridad.

En fase de ejecucin determinan la probabilidad de que lo realmenteconstruido se adapte al proyecto. Esta probabilidad vendr unvocamentedefinida por el control realizado. El control ser un proceso de muestreoestadstico y por tanto ser aleatorio.

La determinacin de esos coeficientes de seguridad debe depender del grado deconocimiento de los elementos involucrados, del mantenimiento de la estructura y dela probabilidad de fallo que deseemos en cada momento (por ejemplo, un Hospitalfrente a sismo es un edificio de importancia especial frente a uno de viviendas, lo queequivale a un mayor coeficiente de accin del sismo, para prever menores daos)

Ejemplo de resistencia caracterstica y accin caracterstica:

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Qu coeficiente de seguridad adoptar?

La utilizacin de mtodos probabilsticos en la prediccin de la vida til o en la evaluacin deestructuras deterioradas es reciente, a pesar de ser largamente empleada en otras ramas dela ingeniera. Los datos iniciales requeridos por estos mtodos son relativos a la influencia

del medio, las propiedades de la estructura (material y geometra), los estados lmite y loscriterios de seguridad. La necesidad de considerar la vida til de un forma probabilstica hasurgido del hecho de que la mayora de los parmetros envueltos en los procesosmencionados son de naturaleza aleatoria, principalmente las condiciones ambientales, y portanto hay que caracterizar las variables.

La vida til es una cantidad estocstica (relativa al azar -Teora estadstica de los procesoscuya evolucin en el tiempo es aleatoria, tal como la secuencia de las tiradas de un dado ) ylas variadas partes de una edificacin tienen diferentes vidas tiles, y an ms, cadaelemento puede tener varias funciones y cada funcin estar asociada a una vida til

especfica.

Por tanto, la estimacin de la vida til no puede ser realizada de una forma puramentedeterminista. Los mtodos que combinan la teora de la fiabilidad y el anlisis estadsticocon el empleo de modelos matemticos de deterioro quizs sean los que en un futuroproporcionen mejores resultados.

Podemos concluir por tanto, que la vida til de un edificio, no debera ser un factor definido apriori, pues es cambiante con el tiempo de una forma azarosa. A priori slo podemos tenerlacomo objetivo.

La Ingeniera de la Confiabilidad es la ciencia que estudia el estado actual de sistemas

para predecir el comportamiento futuro, mediante el estudio de la probabilidad de fallos,datos tcnicos y econmicos con la finalidad de identificar las acciones correctivas y

Cada proyecto es nicoy la responsabilidad del tcnico es encontrar una solucin seguray econmica, a la vez que compatible con las restricciones del proyecto.Tal solucin debera basarse en la buena prctica profesional y en estudios tericos yprcticos.El valor del factor de seguridad depende del grado de conocimiento de las fuerzasresistentes y desestabilizadoras y de los materiales que componen esa solucin.

Hemos de definir un referente de la evaluacin, basado en grados de fiabilidad y falta deincertidumbre aceptables, que deben ser menores que los utilizados en la fase de proyectode un edificio, donde tengan cabida el grado y correccin del mantenimiento. Pensando enlos estudios realizados con gemelos que han crecido separados y en ambientes distintos,donde se ha podido comprobar que su evolucin no ha de ser pareja y su final tampoco,podemos establecer que dos edificios construidos de forma idntica o similar, no debentener ni la vida ni el final parecido.

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proactivas que puedan optimizar costos y conservar el sistema eliminando posibles fallosfuturos. Pensemos que una de las mejores formas para agregar valor, es evitar que sedestruya.

Intensidad de Mantenimiento

Fuente: Adolfo Audisio

Dicho lo anterior, parece que nos encontramos ante la necesidad inexcusable de unadiagnosis completa o evaluacin del edificio existente. En nuestro Cdigo Tcnico apareceun anejo D sobre la evaluacin de estructuras existentes que es un punto de partida legalfantstico, que hemos de exprimir.

mbito de aplicacin de la Normativa actual sobre los edificiosexistentes: queda claro que el Sistema Estructural es privilegiado, gracias al anexo Dque le permitir actuar dentro de la Normativa en la evaluacin y posterior intervencin en

edificios existentes.

La estructura es un elemento comn del edificio. Una actuacin local debera suponer unestudio de todas las partes implicadas de la estructura.

Por t anto, ser aplicable a cu alquier edif ic io en q ue se afecte a la segurid ad

estructural .

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Exponemos a continuacin un esquema de nuestro anexo D.

Evaluacin estructural

Evaluacin Cualitativa

Nivel 0

Valoracin basadaen experiencia

subjetiva segn losefectos del

deterioro y otros

daos, tras unainspeccin visual

Evaluacin Cuantitativa

Evaluacin basada

en mediciones

Nivel 1

Valoracin directade valores de

servicioprovenientes de

efectos de cargasmedidos

Evaluacin basada

en modelo

Nivel 2

Valoracin de laseguridad y servicio

usando mtodosbasados en

modelos simples.

Datos provenientesde documentos

Nivel 3

Valoracin de laseguridad y servicio

usando mtodosbasados en

modelos refinados.

Datos provenientesde catas, ensayos,monitorizacin,..

Nivel 4

Adaptacin de lasmedidas de

confiabilidad aalcanzar y

valoracin de laseguridad y servicio

con valoresespecficos de la

estructuramodificada

Nivel 5

Valoracinprobabilista de los

valores deseguridad y

servicio.

Datos provenientesde catas, ensayos,monitorizacin,..

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Es importante definir que la evaluacin siempre depender de un OBJETIVO, que ennuestro caso puede ser el uso del edificio y la vida til estipulada en un principio, y el estadoen que se encuentra en el momento de la evaluacin posee (que nos indicar la vidaresidual). Por tanto, es importante establecer la relacin entre Mantenimiento y vida til.

En la grfica de arriba se tiene en forma general las curvas de depreciacin y estado deledificio, en ejes "estado del edificio" vs "tiempo", La primera curva (A), es con mantenimientoptimo, a un plazo largo y natural de obsolescencia (vida til de proyecto). La curva (Z) essin mantenimiento alguno, y duracin a un plazo relativamente corto (menor a la vida til deproyecto). En el intervalo entre estas dos curvas tendremos otras curvas de igual forma perocon mantenimientos de calidad inferior a la ptima, y superior al nulo.

Vamos a suponer, partiendo de un edificio de nueva construccin, que en un lapso detiempo, (t1), se le dio mantenimiento mediano, calidad (m), que reducir el estado del edificiohasta un valor (M). Al final del periodo se da mantenimiento intensivo hasta dejar el edificio

en condiciones ptimas. Se tendr en el estado del edificio una recta hacia arriba queincrementa nuevamente su confiabilidad, hasta encontrar la curva (A).

A partir de este punto, y como el tiempo transcurre y nosotros damos mantenimiento (m), setraza una curva paralela a este mantenimiento (M), hasta el final del lapso de tiempo (t 2) enque damos nuevamente mantenimiento intensivo.

Las curvas para los lapsos de tiempo (t3), (t4), etc. se harn en forma similar de acuerdo conel mantenimiento dado, y la longitud de las lneas hacia arriba nos representar la calidaddel mantenimiento dado al final de cada periodo.

Al final del lapso de tiempo (tn), el edificio tendr un valor segn el estado en que seencuentre debido a la depreciacin natural, y al mantenimiento en ese momento, segn lacurva.

Si somos capaces de fijar esos referentes, hemos establecido esa vida til residual, parecelgico pensar en que nuestro edificio, compuesto por innumerables partes, puede colocarseen un casillero, que lo comparar a otros semejantes, con igual uso, o con requerimientosde cambio. Hemos de tener en cuenta en este punto la transcendencia de un criterio que nose aplica con frecuencia: la transversalidad.

Un mantenimiento corrector sobre partidas acsticas, energticas, aislamiento frente al

fuego, habitabilidad, puede alterar las funcionalidades y estados primigenios de nuestraedificio, elevando los requerimientos.

T

Z

Estado edificio

100%

M

A

t1t

nt2

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El proceso que proponemos par la evaluacin estructural del edificio sguira esteesquema:

A continuacin indicoams la metodologa propuesta para llegar a una clasificacinestructural:

La escala que proponemos desde ACE es aproximadamente la siguiente (tened en cuentaque estamos en el inicio de un largo camino):

Las escalas de clasificacin:Como hemos comentado, es importante establecerunos valores mnimos, establecidos en base a unos coef ic ientes que deben tener elespritu transmitido en esta ponencia, en los que estamos trabajando, y que como todos,

pueden ser objeto de amplios debates.

Una vez establecido el objetivo, la vida til o residual, el mantenimiento, la voluntad de la

propiedad o promotor y los requerimientos mnimos, podemos establecer una escala o

gradacin, en el que ubicaremos nuestro edificio.

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Un ejemplo de las etiquetas que podran crearse, segn la informacin que tuvieseque aparecer, son las siguientes:

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Tanto la evaluacin como la posterior intervencin tendrn unos referentes que pueden serinferiores a los estipulados en condiciones de proyecto, salvo que haya un cambio de uso(deber cumplir normativa actual). De todas formas, hay que tener en cuenta condicionantessociales y econmicos que limiten la intervencin posterior.

Los protocolos que pretendemos desarrollar se basan en una tipologa de edificios segn laestructura (paredes e carga, sistemas porticados o sistemas mixtos), y de los elementos queen dichas tipologas aparecen.

Dichos protocolos, en fase actual de redaccin y recopilacin (pues en la actualidad existenmuchos y diversos, que nicamente deberan actualizarse), seguiran la siguiente plantilla:

El desarrollo de protocolos:el hecho de que nuestro edificio deba ser evaluado yrehabilitado en el mejor de los casos, provoca una necesidad: el desarrollo de guas oprotocolos de actuacin para:

realizar la evaluacin,

la posterior intervencin

Las Asociaciones Profesionales o los Colegios Profesionales deberan ser los encargadosde crear estas guas o protocolos de actuacin, y la Administracin debera homologarlas.

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Bibliografa: Wikipedia Resistencia de materiales: apuntes de curso El control de estructuras (Juan Prez Valcrcel) El control de la seguridad en las estructuras de hormign armado (Juan Luis

Snchez Pro) Criterios de seguridad en proyectos de Ingeniera Geolgica (Luis I. Gonzlez deVallejo)

Norma Europea EN 1990 de abril de 2002. La Prediccin de la vida til y de la vida residual de las Construcciones (Turibio Jos

Da SilvaUniversidad Federal de Uberlndis, Facultad de Ingeniera Civil) Guideline for the Assessment of Existing StructuresSAMCOProf. Dr. W. Rcker,

Ing F. Hille, Ing. R.Rohrmann (Federal Institute of Materials Research and Testing(BAM) Berlin)