El hotel [Anecdotario de un ingeniero civil #19]

Continuamos con la XIX entrega del anecdotario del ingeniero Francisco Garza Mercado.

El hotel

Se estaba construyendo en la capital de un estado vecino un hotel de una cadena internacional. Tendría sótano, planta principal y dos torres de habitaciones, norte y sur, de cinco pisos cada una.

Me habló uno de los socios de la constructora para pedirme asesoría sobre el problema siguiente:

Al colar la azotea (Nivel 5) de la torre sur, un capitel del nivel 4, donde se apoyaba la obra falsa, se agrietó en forma visible, e inquietante, dando la impresión de colapso inminente. De inmediato se apuntaló dicho capitel y la supervisión ordenó la interrupción la obra.

Por razones de programa y economía, las losas se habían colado apoyando la obra falsa y la cimbra sobre la losa inmediatamente inferior.

Para calificar el daño y deslindar responsabilidades, el Hotel pidió la intervención del Instituto de Ingeniería de la Universidad y la de un doctor en ingeniería.
La constructora me pidió mi opinión sobre el diseño estructural y los informes del Instituto y el doctor. Pedí para el efecto una copia de la memoria de cálculos, el juego de planos, fotografías y los informes de los examinadores.

Memoria de cálculos: La revisé exclusivamente en lo referente a la losa en problemas y la encontré correcta de acuerdo a las especificaciones de referencia y a los usos y costumbres locales. Sus procedimientos eran muy similares a los que yo mismo había empleado en mis diseños durante más de cuatro décadas, sin problemas.

Planos: los encontré también correctos, con información suficiente para la construcción.

Las losas mostraban peraltes, refuerzos y detalles muy usuales, sin elementos especiales que pudieran dar lugar a sorpresas desagradables.

No encontré, ni en la memoria ni en los planos las razones de la falla del capitel.

Fotografías: Solo tuve las correspondientes al capitel dañado, pero en una de ellas se mostraba una elevación con capiteles similares en otros ejes y niveles adyacentes, en los cuales no era apreciable ninguna falla.

Informe del Instituto: Examinó el sistema del acelerante y del curado, las resistencias del concreto en los niveles 2, 3 y 4 y presentó un cálculo especial del capitel dañado.

Su reporte indicaba que el acelerante produjo un porcentaje muy alto de Iones cloro, y que el curado se había hecho fuera del procedimiento especificado por el fabricante para el producto usado, pero no aclaraba como esto afectaba la resistencia o la seguridad.

Las pruebas del concreto resultaron muy buenas, encontrando, obviamente, resistencias relativamente bajas para los concretos colados a edades tempranas.
Para la revisión del capitel utilizó el Instituto cargas factorizadas (1.4M+1.7V), incluyendo el peso del concreto fresco, absorción de agua, cimbra y obra falsa, peso propio de la losa y carga viva del colado (su total era un 42% mayor que el usado en el diseño). Incluyendo el efecto de la continuidad obtuvo el cortante último actuante, que comparó con la resistencia última, calculada para una calidad del concreto de solo f’c 130 kg/cm2. (65% de la de diseño) correspondiente a la edad del colado.

Aun así encontró que el cortante resistente (ΦVc) era un 4% mayor que el actuante (Vu), lo cual es correcto, pero, contrariamente a lo esperado, y sin tomar en cuenta que la carga última era bastante mayor y la resistencia bastante menor que la de diseño, concluyó que esto, junto con el procedimiento del colado, era peligroso, porque ―pudiera haber otros lugares con menor resistencia que la señalada‖.

Informe del doctor: Opinó que la falla del capitel se debía a la torsión en las nervaduras de borde y a la sobrecarga de la losa con el colado de la losa superior, recomendando el refuerzo de torsión en las nervaduras de borde, de lo que presentaba detalles.

Esto explicaba la falla del capitel y como reforzar las pocas áreas de losas que faltaban de colarse, pero dejaba sin explicación porqué no falló el resto de las losas ni como reforzar las ya existentes en caso necesario.
Respondí que la torsión en este caso está sujeta a discusión; que yo mismo la he despreciado en mis propios diseños, por mucho tiempo, sin problema alguno.
Las noticias no eran buenas para el contratista de la construcción, pues, excepto por el efecto torsional, que correspondía al diseño, los informes de los examinadores hablaban de situaciones peligrosas por el procedimiento de colados, responsabilidad del constructor.

Mi convenio era a base de horas. Tratar de revisar todo el trabajo paso a paso hubiera costado probablemente mucho más que el diseño original y las inspecciones. Por lo mismo utilicé un método indirecto de revisión:

La estructura como caja negra: Supóngase que no se cuenta con cálculos, ni planos, ni informes de materiales o de criterios de diseño. Lo que sí se sabe es que la estructura existe, que su uso es conocido y que el procedimiento de construcción fue el de colar una losa apoyando su cimbra sobre la losa inmediatamente inferior.

Las especificaciones del American Concrete Institute –ACI-, proporcionan una manera de comprobar la seguridad de una estructura existente. Esto puede hacerse mediante investigaciones analíticas, que nos convenzan de que los factores de carga cumplen con los requisitos e intenciones del reglamento, o bien mediante una prueba física, que se logra cargando adecuadamente las zonas que se sospechen débiles. Tanto mejor, digo yo, si se carga toda la losa o toda la estructura.

En este caso se conocen las cargas, porque se pueden medir en la obra o por el uso del edificio. Comprobé, coincidiendo con el Instituto, que el peso propio más las cargas del colado eran mucho mayores que la sobrecarga de diseño, lo que significa que al cargar una losa con el colado de la superior, se produce una carga de servicio mucho mayor que la que tendrá en toda su vida.

Las especificaciones dicen que la carga de prueba no necesita ser mayor que el 85% de la carga factorizada de diseño. Comprobé también que, al cargar una losa con la del piso siguiente, se aplicó una carga última, debidamente factorizada, prácticamente igual a la de diseño, y mayor que el 85% requeridoa para la prueba física. No solo la zona afectada, sino todas las losas, habían ya pasado con éxito una prueba de carga mucho más rígida que la reglamentaria.

Las normas dicen además que la prueba no debe hacerse antes de los 56 días de edad (cuando se supone se ha logrado seguramente toda la resistencia de diseño), excepto si los interesados están de acuerdo en que se haga a una edad menor. Debido al programa todas las losas se cargaron en edades tempranas, entre 7 y 10 días, cuando su resistencia era del orden del 65% de la de diseño, o tal vez menos. Podemos ciertamente decir que nunca en la vida útil de la estructura se esperan resistencias menores.

Concluí entonces:

―La estructura existente ha sido sometida durante la construcción, a cargas mucho mayores y en condiciones de resistencia mucho menores que las de diseño y las que puede tener en toda su vida útil. La propia construcción existente nos está diciendo que es adecuada y que su factor de seguridad es mayor al normal. La falla del capitel puede ser considerada como un accidente local‖,

―Para el momento falta completar la losa de azotea de la torre sur y colar toda la del ala norte. Recomiendo que esto se haga tal como se proyectó y, como una última prueba de carga, la cimbra se apoye sobre el nivel 4, tal como ustedes me informaron se ha hecho para todas las losas existentes.

Mi dictamen dijo, en pocas palabras: (a) que la construcción era aceptable, aún en contra de la opinión de los examinadores, (b) que la falla del capitel era un accidente local y que debía repararse como tal y, (c) que debía continuar de acuerdo al proyecto original. Con esto adquirí una gran responsabilidad por solo el costo de unas 20 horas de consulta.

Pero me dio mucho gusto saber que, siguiendo mis recomendaciones y las del diseñador original, el capitel se reparó localmente y la construcción se terminó sin problemas. Entiendo que no solo no se hicieron cargos por daños a la constructora, sino que le pagaron rentas vencidas de obras falsas y otros gastos de la obra originados por el accidente.

Pero mas gusto me dio cuando, rompiendo precedentes y contrario a lo que normalmente sucede… la constructora me pagó el doble de lo que les había cobrado.

Ingeniero Civil, que comparte información relacionado a esta profesión y temas Geek. "Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo"

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