El Área de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería, docentes y becarios investigan acerca de las causas y consecuencias del daño estructural. Aquí el informe.

La caída de una parte del histórico edificio Cereseto en Olavarría actualiza la necesidad de ocuparse de la salud de las construcciones, y la importancia del mantenimiento y monitoreo de las estructuras en servicio.
Para prevenir colapsos en las construcciones es esencial trabajar en la inspección, evaluación y diagnóstico de la integridad estructural. También es imprescindible respetar el uso y el destino para el que fueron diseñadas las obras.

En el Área de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería, docentes y becarios investigan acerca de las causas y consecuencias del daño estructural, y alientan la exigencia de incluir un plan de mantenimiento en los proyectos de obras civiles.

Los últimos casos de colapsos estructurales a nivel mundial, han llamado la atención de la sociedad y de la comunidad científica en particular. El derrumbe de una autopista de Belo Horizonte durante el último Mundial de Fútbol en Brasil, el colapso de un túnel frente al Cerro Castor en Ushuaia hace un mes, e incluso lo ocurrido en Cereseto, promueven debates, estudios e investigaciones. También fomentan el desarrollo de técnicas no destructivas para abordar la seguridad de las estructuras con un planteo complementario entre teorías, modelos y experimentación “in situ”.

En el grupo de Investigación en Estructuras de la Facultad de Ingeniería, el tema ha cobrado una importante relevancia, y al presente se han desarrollado varias experiencias de campo en tal sentido. En la última Conferencia Internacional sobre Hormigón Estructural Sustentable que se realizó en La Plata, docentes y estudiantes de la FIO tuvieron una activa participación. En particular, la ingeniera Norma Ércoli, profesora e investigadora del Área de Estructuras, coordinó un Workshop sobre monitoreo y desempeño estructural en servicio. “La seguridad de las estructuras es un ítem sensible a la hora de pensar que un colapso trae aparejado en primera instancia la posibilidad de la pérdida de vidas humanas, pero también inconvenientes a nivel de infraestructura, de la vida cotidiana y en algunos casos particulares, afectación de los ámbitos laborales”, planteó.

Control y seguimiento

“Cuando se trata de una patología o de colapsos estamos hablando no de una única causa sino que convergen varios factores que lo desencadenan, y en distintas etapas, desde el proyecto hasta la construcción, así como el uso y mantenimiento durante su vida en servicio”, explicó la ingeniera civil. La especialista destacó que la tendencia actual procura poner más énfasis en el control de calidad en las distintas instancias, por ello convergen los aspectos teóricos y los desarrollos de protocolos de trabajo necesarios para su efectividad. En ese sentido hay que acentuar las acciones que se puedan desarrollar desde los distintos ámbitos, públicos y privados”, sostuvo.

En analogía con el término utilizado en salud, actualmente se habla de “patologías” que afectan a las estructuras y las obras civiles en general. En el monitoreo de salud estructural (SHM por normaworkshop sus siglas en inglés) se aplican herramientas para abordar la seguridad y mantenimiento de estructuras, con tecnologías que permiten un seguimiento del comportamiento en tiempo real. “El monitoreo cada vez se impone más dentro de lo que son las técnicas, que en algunos casos se ejecutan desde el punto de partida, o sea la puesta en servicio de la estructura. El desarrollo de variadas técnicas no destructivas, utilizando sensores colocados en los puntos estratégicos, se pueden medir parámetros propios de la estructura. Se puede ver efectivamente la calidad del material que está puesto en obra, evaluar integridad estructural o niveles de daño para saber el grado de afectación de la capacidad portante de la estructura”, repasó la ingeniera al referirse a la “salud estructural”.

Al momento de concebir una obra, es importante respetar el destino o uso de la misma, si se deben tener en cuenta acciones dinámicas, como máquinas, tránsito, viento, o sismos. También el lugar donde se emplaza, para tener en cuenta los aspectos relacionados con la durabilidad de las estructuras a lo largo de su vida en servicio, lo cual hace a la sostenibilidad de las construcciones. “La sociedad está valorando la significación que tiene el mantenimiento de las estructuras, para evitar estos problemas que pueden llegar a tener variadas consecuencias. El tema está instalado, lo ideal es que organismos relacionados con estructuras y obras civiles, generen políticas para tener una base de datos y se realicen los mantenimientos y controles de obras en determinados momentos de la vida en servicio”, explicó la ingeniera.

Si bien el desarrollo de una actividad de monitoreo es reciente en Argentina, a nivel académico existe mucho desarrollo. Así lo pudo comprobar Norma Ércoli en el worskshop que coordinó en el último encuentro internacional que se llevó a cabo en el LEMIT (Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica), con participación de profesionales de Argentina, Brasil y Ecuador. “La capacidad técnica está disponible, el tema es el aseguramiento de las tareas de mantenimiento y monitoreo durante toda la vida útil de la estructura, para no llegar a la instancia de demolición”, señaló.

“Se necesita una muy buena formación en el manejo de los recursos experimentales con una fuerte base conceptual teórica. En este sentido, la Facultad de Ingeniería está en condiciones de abarcar estos temas de monitoreo estructural, con una base conceptual ya desarrollada y diferentes técnicas que en realidad son complementarias, no hay una sola técnica, sino hay aportes de varias que pueden acercarnos al diagnóstico y a evaluar el grado de afectación de la estructura”, puntualizó Ércoli. “Es importante generar el manual de mantenimiento en el momento del proyecto por parte del profesional actuante y después generar los mecanismos para su cumplimiento durante el uso de la estructura”, agregó.

ADN estructural

Los daños o colapsos estructurales pueden ser producto de algunas deficiencias o problemas originados en la etapa de diseño, en la etapa de ejecución, durante la puesta en servicio y o en el transcurso de su vida útil. En general, en el campo de la ingeniería estructural se proyectan diseños para 50 años de vida útil como mínimo, mientras que las obras civiles de más envergadura, como puentes, se piensan para no menos de 100 años.

Fundamentalmente, el futuro de la estructura se define durante la etapa de concepción. “Ahí estamos definiendo el ADN a la estructura. Cuando elegimos el material, cuando elegimos la tipología estructural, cuando definimos las características geométricas y mecánicas que va a tener, y las acciones a la cual va a ser sometida la estructura”, enumeró la docente de la FIO. “Porque una vez que hemos definido esto, los ingenieros realizaremos el análisis y cálculo con el objeto de ver qué grado de solicitación y qué grado de deformación va a tener esta estructura durante la vida en servicio para distintos escenarios que se deben evaluar. Y ahí hay una gran intervención del profesional, tomando decisiones y justificando las mismas”, subrayó la docente.

cereseto Tecnológicamente, existe software muy poderoso que puede calcular la estructura, “pero se requiere mucha intervención del ingeniero a la hora de definir, porque el software agiliza el proceso de cálculo matemático, no toma decisiones, ello le corresponde al profesional, como la interpretación de la posterior etapa de salida de resultados. El análisis de las predicciones del comportamiento de la estructura durante la vida útil es una tarea importantísima, que incluye adoptar parámetros de materiales, calibrar modelos de suelos, trabajar con datos de máquinas, de cargas, sobrecargas”, enumeró.

La formación profesional entonces, es clave, tanto como la asociación de equipos técnicos y académicos. “Es importante integrar el ámbito académico donde se genera conocimiento y se manejan técnicas numéricas y experimentales, con los ámbitos profesionales donde se aplican, para poder llevar un correcto monitoreo de la salud estructural”, aseguró Ércoli.
“Las ultimas reformas de los planes de estudio han marcado la necesidad de que el alumno a través de su formación de grado logre la integración de conocimientos, lo que significa llegar a una comprensión y abordaje integral del problema estructural, diseño, construcción, mantenimiento, y durabilidad durante la vida de servicio de las construcciones”, indicó la profesional.

La Facultad de Ingeniería tiene una variada experiencia de intervención en el control y diagnóstico de obras en relación con el Municipio de Olavarría y de la región, en las inspecciones de puentes, de locales bailables, edificios públicos y también de ámbitos privados como la industria. “De un correcto uso, mantenimiento y seguimiento, depende el desempeño sostenible de la estructura durante su vida en servicio”, insistió la ingeniera.