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Fallo en columna de hormigón: ¿grave o no?

Esta semana, según paseaba por mi ciudad encontré por casualidad algo que puede que haya llamado la atención a una comunidad de vecinos:



Este es un detalle de una columna más grande que ayuda a sostener la estructura de un bloque de viviendas de 5 pisos. Que sobresalga ese hierro del hormigón no es bueno, e implica que no trabaja. Además, el acero se ha oxidado. Podéis creerme que ese trozo de metal ahora mismo está perfectamente fijo y no se puede sacar de la columna de hormigón, pero voy a aprovechar este avistamiento para intentar explicar qué es esto:



Los edificios en la mayoría de los países se construyen según distintos códigos técnicos. En España, por ejemplo, tenemos el Código Técnico de Edificación(CTE) (última versión de 2006) o la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE), en este caso de 2008. Estas normativas fijan distintos valores o normativas que hay que cumplir en los edificios por ley, salvo que lo que se construya sea un gallinero u otra estructura de escasa entidad y utilidad. Están basados en cálculos técnicos en base a que los edificios no se caigan, hablando claro. Si un bloque de casas se cae, pero en las investigaciones se descubre que los ingenieros y arquitectos siguieron al pie de la letra la normativa, no se les podrá achacar que hayan construido mal el edificio.

Por lo tanto, es seguro que en estos códigos y normativas aparezca cómo han de construirse la columna de la que estamos hablando: en prácticamente la totalidad de estructuras que vemos en las ciudades, se emplea hormigón armado, lo cual significa que dentro del hormigón hay barras de acero. El hormigón es un material que funciona muy bien a compresión; en cambio, el acero ayuda a soportar mucho mejor esfuerzos de tracción. Al acero se le denomina armadura.

Una de las columnas principales del edificio básicamente aguanta peso, es decir, está sometida a compresión. Básicamente este elemento estará formado por hormigón. Sin embargo, también llevará acero. Y esta es la dificultad de los ingenieros civiles: hay que construir una columna en un sitio X y que sostenga Y toneladas de peso. ¿A qué tipo de esfuerzo está sometido esa columna? Tal y como hemos citado, básicamente está a compresión simple, por lo tanto, lo que habría que hacer es ir a la norma EHE-2008, y buscar qué mínimos hay que cumplir con este tipo de elementos. Concretamente, vamos al Título 5 - Cálculo. Y encontramos que el Artículo 42 responde al tipo de esfuerzo al que estará sometido nuestra columna: Estado límite de agotamiento frente a solicitaciones normales. Normales es sinónimo de axiales, o que actúan en la dirección principal del eje.





Para este artículo del blog, no quiero saber nada del hormigón, sino de la armadura, es decir, del acero. Por esa razón, voy directamente al subapartado 42.3.

Tal y como se puede ver, en este apartado indican, entre otras medidas:
- Rango de diámetros que tienen que tener las barras de la armadura (son redondas)
- Separación entre ellas en dirección longitudinal.

Para el caso que nos ocupa, la imagen que más nos importa es la siguiente:

En ella podemos ver distintas secciones transversales de las columnas, y cómo han de estar los redondos de armadura. Concretamente, fijémonos en la frase para que los cercos arriostren eficazmente la armadura longitudinal, es preciso que sujeten realmente las barras longitudinales en compresión, evitando su pandeo.

Para explicarnos: las barras longitudinales son los que en la imagen vemos como puntos, y se trata de barras que recorren toda la columna. En cambio, cada ciertos centímetros hay unas barras que recorren todo el perímetro de la sección de la columna y que sirve para abrazar los puntos. Si nos fijamos, la fotografía con la que hace referencia este artículo es uno de esos cercos, el cual no tiene una función de aguantar esfuerzos muy importantes.

Probablemente ocurra que el hormigón haya ido perdiendo un poco de espesor en esa zona, y que alguien no haya calculado bien la distancia mínima de recubrimiento entre acero y hormigón. En todo caso, no es un fallo fatal.

La casa de la imagen puede tener unos 30 años, lo cual quiere decir que se construyó según la normativa vigente en esa época. ¿Significa que unas normativas son más seguras que otras? No. Lo único que ocurre es que algunos valores pueden haberse calculado con algún coeficiente de seguridad distinto, o se ha demostrado que el valor empírico de unos ensayos es mejor que el anterior, o ha cambiado la normativa general que han de cumplir los edificios. 

7 comentarios :

Miguel Angel Sánchez dijo...

Muy buenas, interesante post y gran blog!

Como te comenté vía twitter, solo un para de cositas para completar y terminar de rizar el rizo, jajaja:
Los pilares (y armadura vertical) no solo soportan las cargas, también soportan cargas horizontales (luego esfuerzos cortantes) provenientes de viento y sismo.
Otra cosa que habría que mirar en los cálculos es el recubrimiento, ya que depende de los años que preveamos se use el edificio (50-100) así como del control de ejecución de la obra algo bastante importante por no decir lo más (otra posible causa de la imagen que aportabas).

Una vez más, agradecerte tu blog, bastante interesante!

Un abrazo!

amalia dijo...

Hay que tener en cuenta la puesta en obra del armado pero sobre todo del hormigón. En la imagen se puede comprobar que el pilar tiene una longitud considerable y su hormigonado puede ser problemático puesto que se lleva a cabo desde la parte superior. Muchas veces los obreros "mueven" directamente los armados para intentar que todos los armados queden recubiertos completamente y trabajen adecuadamente.

Miguel Angel Sánchez dijo...

Totalmente de acuerdo Amalia, de ahi que incidiera al final en el "control de la ejecución", algo muy muy muy importante en una obra y mas de estas características como comentas.

Raúl dijo...

Hola, creo que hay que puntualizar una cosa. No es del todo cierto que los cercos de armado (como se llama a esas armaduras pequeñas que se enganchan perpendicularmente a las que recorren longitudinalmente el pilar) solo sirvan par sostener a las otras. Tienen también el cometido principal de soportar el esfuerzo cortante al que se someta al pilar. Como se ha dicho un poco por aquí, el pilar no sólo resiste fuerzas de compresión, también ha de resistir una mínima flexión (aunque sólo porque las cargas nunca estan perfectamente alineadas con el eje del pilar, para eso se exige calcular una excentricidad mínima). Si encima ya está solicitado por algún momento flector proveniente de las cargas, aún más. El caso es que allí donde haya flexiones, siempre hay compresión en una cara, tracción en la otra, y por el medio hay cortantes, que son los que absorben los cercos (aunque el hormigón también tenga una mínima resistencia a cortante, no es suficiente). Como decía un profesor mío, una viga que no se calcula también a cortante, es una viga que no resiste, y por tanto no sirve.
En fin, no quiero aburrir al personal con una lección, sólo decir que los cercos también son muy importantes, por lo menos tanto como la armadura principal.

Raúl dijo...

Ah, por cierto, otro asunto del que me he acordado ahora: no estoy de acuerdo con eso de que "si se cumple la normativa" al arquitecto o al ingeniero no se les caiga el pelo. La normativa (por lo menos la de edificación, en concreto el CTE) es prestacional. Eso significa que en la ley se indican las prestaciones a cumplir por un edificio (estabilidad frente a sus cargas, viento, sismo, durabilidad, protección contra el fuego, etc.), y el técnico se debe encargar con sus conocimientos de cumplirlos. Normalmente, además se incluyen en la normativa procedimientos que se ha demostrado teorica o experimentalmente que funcionan...¡pero ojo!. Si por algún motivo algo falla, y el procedimiento está mal (una errata, una mala transcripción, lo que sea), el marrón se lo come el técnico. Que para eso se supone que ha estudiado, y tiene que saber si el método es adecuado o no.

Anónimo dijo...

hice una columna de 5 mts y medio de alto de 30 cms por 30 cms para tanque con base arriba de 1,20 por 1.20 despues de 2 semanas se balacea un poco ... esnormal???

Jeibros dijo...

depende de la carga que apliques. Para calcular el pandeo tienes que tener en cuenta cómo está configurada la estructura

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