Evaluación de la seguridad estructural

La evaluación de la seguridad estructural es una tarea compleja. Todas las estructuras existentes tienen un historial, que empieza en la fase de redacción de proyecto, continua con la ejecución de la obra y finalmente pasa por la fase de explotación. Lo podemos denominar como la vida útil de una estructura. La vida útil se define como el periodo de tiempo a partir de su puesta en servicio, durante el cual debe cumplir la función para la que fue construido (características de resistencia mecánica, durabilidad y funcionalidad); contando con una conservación adecuada, pero sin requerir operaciones de rehabilitación (grandes intervenciones).

Si tenemos en cuenta que la vida útil engloba un periodo largo de tiempo, en el caso de los puentes la vida útil de diseño es de 100 años, muchos factores puedan influir en la capacidad resistente. Según indica la EHE-08, cuando una estructura esté constituida por diferentes partes, podrá adoptarse para tales partes diferentes valores de vida útil, siempre en función del tipo y características de la construcción de las mismas. La consecución de una determinada vida útil está relacionada con una estrategia de durabilidad eficaz y coherente con la duración de la misma.

Una vigilancia constante de una estructura tiene como fin constatar si su seguridad y funcionalidad estructural superan los límites aceptables de riesgo de que la estructura tenga un comportamiento mecánico adecuado frente a acciones e influencias previsibles a las que pueda estar sometido durante su uso previsto, considerando la totalidad de su vida útil.

A la hora de evaluar la seguridad estructural, en la mayoría de los casos nos topamos con el problema de falta de información. El hormigón como material de construcción es relativamente reciente, aunque muchas de las estructuras que hoy día presentan problemas fueron construidas en la era de papel, y en muchos casos no existe una copia del proyecto ni en papel ni en digital.

Algo de historia sobre el hormigón armado y pretensado. Su descubrimiento se atribuye a Joseph-Louis Lambot en 1848. Sin embargo, la primera patente se debe al jardinero parisino Joseph Monier que lo usó en 1868, primero para usos relacionados con recipientes de jardinería, y más tarde para su uso en vigas y otras estructuras en obras de ferrocarriles. En 1875 Joseph Monier construye el primer puente arco de hormigón armado en Chazalet (Francia) con una luz de 16,5 metros y 4 m de ancho. Eugene Freyssinet registró en 1928 su primera patente y estableció su teoría de hormigón pretensado. El título de su publicación fue “Una revolución en el arte de construir”.

De acuerdo con estos datos históricos, muchas estructuras de hormigón armado o pretensado están cerca de alcanzar la edad de 100 años o lo han superado con creces. Disponer del proyecto construido en la mayoría de los casos no es posible.

Sin datos de proyecto hace falta investigar mucho. Lo lógico es empezar con una inspección para conocer las dimensiones de sus elementos y el estado actual de la estructura. De acuerdo con los datos obtenidos de una inspección meramente visual, podemos sacar las primeras conclusiones sobre su nivel de seguridad estructural.

Si hay dudas sobre el nivel de seguridad estructural o si queremos pasar a redactar un proyecto de rehabilitación o refuerzo, normalmente hace falta profundizar en el análisis estructural. Para poder realizar cualquier tipo de re-cálculo hacen falta saber las características de los materiales, tanto del hormigón como de las armaduras, la posición y las dimensiones de las armaduras, la definición geométrica completa de la estructura, etc.

Aparte de los datos de la estructura en sí, conviene saber en qué normativa se basó el diseño original. Tanto en el caso de los puentes de carretera como los de ferrocarril, las sobrecargas se han incrementado considerablemente. Otro aspecto a considerar es la forma de calcular, desde que se publicó la primera norma de hormigón estructural en España, que data de 1939, hasta la EHE-08 actual, ha habido muchos cambios.

Curioso por mencionar es que la Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón de 1939 ya contemplaba medidas para mejorar la durabilidad. En su artículo 22 se comentaba: “Las obras de hormigón que estén en contacto con aguas o sustancias que por su composición química pueden atacarle, se protegerán superficialmente, a tal efecto, por enlucidos, pinturas, o si fuera necesario, revestimientos con materiales de construcción que aíslen de este ataque con toda eficacia.“

Los datos anteriores muestran que es necesario conocer e investigar todas las circunstancias y antecedentes que puedan haber influido en los cambios del comportamiento estructural, afectando negativamente o no en la seguridad estructural de una estructura.

Autor: Leendert de Haan, profesor del Máster en Cálculo de Estructuras de Obra Civil