Causas de la disminución de la seguridad estructural

La evaluación de la seguridad estructural es una tarea que aporta datos muy valiosos en la toma de decisiones para labores de mantenimiento y la priorización de ellas respecto a por ejemplo otros puentes.

No es fácil llegar a una conclusión única sobre la causa de la disminución de la seguridad estructural de por ejemplo un puente de hormigón. Las causas suelen ser múltiples y en general producidas por combinaciones de ellas.

Las causas de la degradación del hormigón se pueden dividir en seis grandes grupos: mecánicas (abrasión, erosión, impacto, explosión), físicas (hielo-deshielo, sales fundentes, fuego), estructurales (sobre-solicitación, asientos diferenciales, cargas cíclicas), químicas (reacciones árido-álcali, ataque ácido, ataque por sulfatos, ataque por aguas puras), biológicas (contaminantes, acción de organismos vivos) y corrosión (carbonatación, corrientes vagabundos, cloruros).

Estos seis grupos de causas de la degradación del hormigón junto con las incógnitas de la estructura, como son la edad y el método de construcción, los materiales empleados, intervenciones realizadas, etc. hacen las labores de un inspector difíciles.

La evaluación de la seguridad estructural es sólo una de las muchas actividades que se desarrollan durante la vida útil de una estructura. La evaluación requiere información, requiere datos. Disponer de datos suficientes, en la gestión de activos, internacionalmente conocido como Asset Management, es una pieza clave para para poder sacar conclusiones.

La inspección visual es una de las posibles fuentes de información, aunque no siempre es posible acercarse lo suficientemente a todos los elementos para poder observar en detalle los daños. Según muestra la fotografía a continuación, pasarelas de inspección son una buena forma de facilitar el acceso a los inspectores, aunque en la mayoría de los casos no se dispone de instalaciones de este tipo.

Se pueden añadir más datos en el proceso de la toma de decisiones, como son por ejemplo el recálculo de estructuras mediante programas de cálculo de elementos finitos o la estimación de los costes de reparación. Todo ello encaja en un sistema de análisis de Life Cycle Costs.

En muchas ocasiones no se trata de puentes emblemáticos, que requieren medios auxiliares de acceso especiales, sino estructuras básicas como es el siguiente caso del fuste de un paso superior. Según muestra la fotografía arriba, una ejecución poco cuidada en la zona de una junta de hormigonado, a largo plazo puede originar daños de entidad que afectan a la seguridad estructural.

En este caso una zona con nidos de grava, posiblemente causados por un vertido a demasiada altura o una primera salida de la hormigonera mal mezclada, formando un hormigón muy poroso permitiendo la entrada fácil de agua y oxígeno, creando un entorno de poca protección para las armaduras, tanto los cercos como las barras de la armadura principal. Con las inspecciones se pueden detectar situaciones como estas en un estado prematuro y evitar el progreso de los daños.

No todos los daños tienen la misma importancia en la disminución de la seguridad estructural. No es lo mismo un daño superficial debido a los efectos negativos de un recubrimiento escaso que un daño por cortante en un elemento estructural clave, por ejemplo en una junta a media madera.

Volviendo a la disponibilidad de información, de datos relevantes, en el proceso de evaluación ayuda mucho poder disponer del proyecto construido, el as-built. Especialmente si queremos incluir el recálculo de la estructura en el proceso de establecer su condición de estado.

En la misma línea están los estudios para evaluar los efectos de aumento de cargas. Si no hay datos sobre las características estructurales, por ejemplo en el caso de hormigón armado es fundamental conocer la cantidad de armadura y su posición, al igual que las características del hormigón, principalmente su resistencia a compresión, el estudio se tiene que limitar a una comparación de momentos flectores y esfuerzos cortantes entre lo considerado en la fase del proyecto y la situación actual. Para tal estudio sí es importante conocer la fecha aproximada de construcción y así saber la normativa contemplada en el diseño original.

La evaluación de la seguridad estructural es un trabajo complicado que requiere conocimiento estructural, experiencia y en todos los casos información. Conseguir la información y los datos adecuados no siempre es fácil. En el caso de estructuras históricas en general no se suele disponer del proyecto as-built y en otros casos la inaccesibilidad nos impide poder hacer una inspección visual cercana de todos los elementos de un puente.

Autor: Leendert de Haan, profesor del Máster en Cálculo de Estructuras de Obra Civil y del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras